Question

完成下列光路图．
（1）在下图中画出光经凸透镜折射后的径迹

（2）在下图中画出光经凹透镜折射后的径迹．

（3）如图所示，S是发光点，S’是S在平面镜中的像，SL是射向平面镜的一条光线．请在图中画出平面镜的位置并画出SL的反射光线．

（4）完成下图的光路图．

Answer

（1）凸透镜的光路作图主要考查三条特殊光线：
①过凸透镜光心的光线其传播方向不变；
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；
③从焦点发出的光线经凸透镜折射后与主光轴平行．
（2）凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；
③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．
（3）要解决此题需要掌握平面镜成像的特点，物与像关于镜面对称，首先根据平面镜成像的特点，确定平面镜的位置，后根据光的反射定律确定入射反射光线．也可根据反射光线的延长线经过像点来画反射光线．
（4）光线穿过玻璃砖，经过了两次折射：
①第一次光从空气斜射入玻璃，折射光线向靠近法线的方向偏折；
②第二次光线从玻璃斜射入空气中，折射光线向远离法线方向偏折．
因为第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角应等于第一次折射的入射角，即玻璃砖两端的光线平行．
【解析】
（1）过焦点的光线折射光线从光心沿原入射光线方向画；平行于主光轴的光线折射光线从折射点开始通过焦点画，如下图所示：

（2）延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，如下图所示：

（3）根据平面镜成像的特点知，像与物关于镜面对称，则镜面位置在SS’的中垂线上，作出镜面后，再找到入射点O，根据光的反射定律画出反射光线．或根据平面镜成像的原因，所以反射光线的反向延长线过像点，如下图：

（4）先过入射点垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一次画出折射光线，注意折射角小于入射角，并交玻璃砖下表面于点C；
过C点垂直玻璃砖下表面作出法线，在玻璃砖下部法线的另一测画出折射光线，注意折射角大于入射角，特别注意折射光线与上表面的入射光线平行，如图所示：