光现象作图三大热点解析

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  光学作图题一般包括:光的直线传播、小孔成像、影子的形成、平面镜成像、光的反射定律、光的折射规律、透镜对光线的作用等。其中平面镜成像、光的反射、光的折射作图是中考考查的热点。下面结合中考题来帮同学们熟悉三大热点。
  热点一、平面镜成像
  平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,要先作出端点或关键点的像点,再用虚线连接得到物体的像。
  例1(2019·云南)请在图1中画出△ABC在平面镜MN中所成的像。
  解析:依据平面镜的成像特点,分别作出点A、B、C关于镜面的对称点,然后连接,就是△ABC在镜中的像。(1)作A点关于镜面的对称点A′(保留作图痕迹,下同);(2)作B点关于镜面的对称点B′;(3)作C点关于镜面的对称点C′;(4)用虚线连接A′B′、B′C′、A′C′,则△A′B′C′就是△ABC在平面镜MN中所成的像。
  答案:如图2所示
   [作平面镜成的像,注意留下的作图痕迹,对称点连线要用虚线,连线与镜面之间要标出垂直符号,物与像等大。][小结]
  热点二、光的反射
  在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。在反射现象中,入射是因,反射是果,所以要说“反射角等于入射角”,不能说成“入射角等于反射角”。反射光线在入射光线和法线决定的平面内。法线为入射光线和反射光线夹角的角平分线,法线与平面镜垂直。
  例2(2019·山东·青岛)自行车尾灯的反光原理如图3所示。请完成反射光路,并标出反射角度数。
  解析:过入射点垂直于反射面作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线,注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射,而且最后的反射光线与原入射光线平行,故反射角为30°,注意法线要用虚线。
  答案:如图4所示
   [由于法线是反射光线与入射光线夹角的角平分线,在要求画出平面镜位置的作图题中,如果确定了入射光线和反射光线的位置,可以先作出两线夹角的角平分线,即法线,然后再作法线的垂线,即为平面镜的位置。][小结]
  例3(2019·山东·泰安)如图5所示,从光源S点发出的一条光线射向平面镜,经平面镜反射后射向墙上的P点处。请你作出这条入射光线并完成光路图。
  解析:过镜面作出点S的对称点S′,即为点光源S在平面镜中的像,连接S′P与镜面交于O点,即为入射点(反射点),连接SO就得到入射光线。
  答案:如图6所示
  热点三、光的折射
  在折射现象中,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。因而,从岸上看水中的物体,物体的位置变浅;从水中看岸上的物体,物體的位置变高,这两种情况所看到的物体都是物体的虚像。
  例4(2020·贵州·黔西南)如图7,装有水的烧杯底部有一枚硬币A,眼睛在B处看到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。
  解析:当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为硬币在折射光线的反向延长线上的C处,人看到的是硬币的虚像;由题可知,像在C处,眼睛在B处,先连接B、C两点,与水面交于O点,则O为入射点;连接AO,标上箭头为入射光线,则OB为折射光线,并标上箭头。
  答案:如图8所示
   [初中阶段涉及光的折射时,一般发生在空气和其他介质之间,不管是由空气斜射入其他介质,还是由其他介质斜射入空气,总是在空气中的角较大。][小结]
  总之,在光现象的作图中,要注意虚像、法线和光线的反向延长线都要用虚线表示,要符合平面镜成像特点、光的反射定律、光的折射规律。
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