Question

（1）如圖所示，發(fā)光點S發(fā)出一條射向水中的光線，在水面發(fā)生反射和折射后，反射光線經(jīng)過P點．請在圖中作出入射光線、反射光線及大致方向的折射光線．
（2）畫出圖中凹透鏡的折射光線的方向．

Answer 1

【答案】分析：（1）反射光線是由點光源S發(fā)出的，但感覺是由點光源在水中的像發(fā)出的，也就是說反射光線的反向延長線過像點，即點P和點光源在水中的像在同一直線上，由此可以確定入射點，進而確定入射光線和反射光線．
根據(jù)確定的入射光線，利用折射規(guī)律可以做出對應(yīng)的折射光線．
（2）關(guān)于凹透鏡有三條特殊光線：過光心的；平行于主光軸的；射向另一個焦點的．每條特殊的入射光線對應(yīng)的折射光線也有自己的特點，根據(jù)入射光線的特點即可作出對應(yīng)的出射光線．
解答：解：（1）根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律：像與物關(guān)于鏡面對稱，作出點光源S在關(guān)于水面的對稱點S′，即像點．
連接S′P，與水面的交點O即為入射點，連接SO即為入射光線；連接OP即為反射光線；
過入射點O做水面的垂線即為法線，根據(jù)確定的入射光線和法線可以確定入射角，利用光的折射規(guī)律：折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，折射角小于入射角．可以做出對應(yīng)的折射光線OA．答案如下圖所示：

（2）入射光線平行于主光軸，經(jīng)過凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點；
入射光線過光心，經(jīng)過凹透鏡折射后，傳播方向不變；
射向另一個焦點的入射光線經(jīng)過凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點，由此可以做出三條入射光線經(jīng)過凹透鏡折射的光路圖，答案如下圖所示：

點評：（1）要做反射光線和折射光線，確定這兩條光線對應(yīng)的那一條入射光線是解決此題的關(guān)鍵．此題包含了平面鏡成像的規(guī)律，光的折射規(guī)律，有一定的難度．
（2）將入射光線的特點與出射光線的特點對應(yīng)起來是解決此題的關(guān)鍵．對于凸透鏡也有類似的三條入射光線，可以類比記憶．