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    【解析光的反射作图】 光的反射作图题

    时间:2018-12-28 03:28:15 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      光的反射是初中物理一个重要的知识点,同时也是中考的一个考查热点.从中考命题形式来看,光的反射经常以作图这种考查形式出现.正确作出光的反射光路图是初中学生应该掌握的基本作图技能,有关光的反射作图最基本的类型有下列几种.
      
      一、已知入射光线和反射面,求作反射光线
      例1自行车尾灯包含了许多光学知识.它本身不发光,但在夜晚,当有汽车灯光照射到尾灯上时,就会发生反射,以引起司机注意.尾灯的结构如图1所示,请在图中画出反射光线,并说明反射光线有什么特点.
      
      解析两个平面镜互相垂直组合在一起就是一个角反射器,自行车的尾灯是由许多角反射器组成的.具体作法是:过入射点作垂直于第一个镜面的法线,根据光的反射定律(反射角等于入射角)作出反射光线,此反射光线射到与第一个镜面垂直的第二个镜面上发生了二次反射,用同样的方法可以作出二次反射的反射光线.我们画出其中一个角反射器的光路图,另外两个角反射器就能用同样的方法画出,具体画法如图2所示.由图2可知,反射光线的特点是反射光线平行于入射光线.
      
      二、已知反射光线和反射面,求作入射光线(或发光点)
      例2如图3所示,平面镜上方有一竖直挡板P,AB和CD是挡板左侧的发光点S经过平面镜反射后的两条反射光线,请在图上作出发光点S.(要求留下作图痕迹)
      
      解析此题的作图方法有两种:
      ①根据光的反射定律来作,首先过A点和C点作镜面的垂线(即法线),然后在法线的左侧作出反射光线AB和CD所对应的两条入射光线,会发现所作的这两条入射光线有一个交点,此交点即为发光点S.具体画法如图4所示.
      ②根据平面镜成像原理和特点来作,平面镜所成的虚像是由射入人眼中的反射光线的反向延长线相而交成的,所以我们可以反向延长两条反射光线AB和CD,使其相交于点S′,再根据对称法作出像点S′的物点S.具体画法如图5所示.
      三、已知入射光线和反射光线,求作反射面
      例3如图6所示,小聪通过一平面镜看到小猫要偷吃小鱼.图6中画出了入射光线和反射光线,但未标出光的传播方向.请你在图中用箭头标出小聪看到小猫偷鱼吃时的光的传播方向,并根据光的反射规律画出平面镜.
      
      解析本题分两步走:第一步,判断入射光线和反射光线;第二步,根据光的反射定律画出平面镜.依据题意,小聪通过一平面镜看到小猫要偷吃小鱼,所以是小猫和小鱼身上有光线经平面镜反射后进入了小聪的眼中,据此就可以作出入射光线和反射光线(如图7所示).再根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此法线是反射光线与入射光线组成的夹角的角平分线,又因为法线与镜面垂直,所以第二步应该先作出反射光线与入射光线的夹角的角平分线(确定法线),然后过入射点作法线的垂线,确定镜面的位置.具体画法如图7所示.
      四、已知反射面,求作入射光线和反射光线
      例4如图8所示为一辆轿车的俯视示意图.O点为司机眼部所在位置,司机在右侧的后视镜AB(看作平面镜)中能看到车尾C点.根据平面镜成像规律画出司机眼睛看到C点的光路图.
      
      解析依据题意,司机眼睛通过平面镜AB看到车尾C点,所以C点发出的光经平面镜AB反射后经过O点.作图关键是要找到入射点,利用对称法先作出车尾C的像点C′,因为平面镜中的像C′是由C点发出的光经平面镜反射后的反射光线的反向延长线相交成的,所以过O点的反射光线的反向延长线一定过C′,连接OC′与平面镜有一交点,此交点就是我们需要确定的入射点.连接C点和入射点并画上箭头,就是要作的入射光线;连接入射点和O点并画上箭头,就是要作的反射光线.具体画法如图9所示.
      五、已知关于平面镜成像的物点和像点,求作光的反射光路图
      例5如图甲10所示,S是一个发光点,S′是它在平面镜中成的像,SA是S发出的一束光.请在图10中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线.
      
      解析方法1:本题先确定平面镜的位置,根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,只要连接发光点S与它在平面镜中的像S′,作出SS′连线的中垂线就是平面镜的位置.再延长入射光线SA,SA的正向延长线与镜面有一交点,此交点就是入射点,过入射点作镜面的垂线(即法线),再根据光的反射定律,反射角等于入射角,作出反射光线.具体画法如图11所示.
      方法2:画出平面镜位置,并寻找到入射光线延长线与镜面的交点(即入射点)后,可以根据平面镜成像原理和特点,连接S′点和入射点并正向延长,此延长光线就是要作的反射光线.具体画法如图12所示.

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