Question

（1）请在图1中画出入射光线对应的反射光线，并标出反射角的大小．
（2）根据平面镜成像特点，在图2中作出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′．
（3）如图3所示为水位测量仪的示意图，从A点发出一束方向不变的光线，经水面反射后，在固定光屏PQ上形成一个光斑，光斑的位置随水位的变化而发生变化．当水面在CD时，屏上的光斑移到了B点．请根据平面镜成像的特点作出光路图（保留作图痕迹）．
（4）如图4，画出光线AO从空气斜射入半圆形玻璃砖然后射出空气中的光路图．（O为圆心）
（5）如图5所示，请画出入射光线经过凹透镜后的折射光线．

Answer

（1）反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角．
（2）平面镜成像的特点：像物大小相等、连线与镜面垂直、到平面镜的距离相等、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这些关系作出物体AB的像
（3）A为点光源，B为反射光线上的一点，本题的关键是入射点（或反射点）的确定；根据反射光线反向延长通过像点和像点与发光点关于平面镜对称，作出反射光线并完成光路图．
（4）根据光的折射规律可知，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角．
（5）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜和凸透镜的光学特点作图．
【解析】

（1）因为入射光线与镜面的夹角是60°，所以入射角为90°-60°=30°．根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也为30°．如图所示：

（2）先根据像与物关于平面镜对称，作出端点A、B在平面镜中的像点A′、B′，用虚线连接A′B′即为物体AB在平面镜中所成的像，如图所示：

（3）先通过水面作出发光点A的对称点A′，连接A′B交平面镜于点O，AO为入射光线，OB为反射光线，如下图所示：

（4）光线从空气斜射入玻璃砖时，折射光线向法线偏折，折射光线小于入射光线，据此作出第一条折射光线；折射光线从玻璃砖射入空气中时，由于此光线是由圆心O射出，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，如图所示：

（5）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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：