如何作光的反射光路圖

石弘

光的反射是初中光學的重要內容.作光的反射光路圖是我們研究光的反射的基本方法.也是各級考試的必考內容.怎樣作光的反射光路圖？它有哪些類型？有哪些注意事項呢？下面就談談如何作光的反射光路圖.

根據初中物理學習的內容.作光的反射光路圖主要有兩種方法。一是根據光的反射定律作光的反射光路圖.二是根據平面鏡成像規律作光的反射光路圖.

根據光的反射定律作光的反射光路圖

在光的反射現象中，反射光沿什么方向射出，由光的反射定律可以判斷.所以根據光的反射定律作光的反射光路圖也是考查同學們是否掌握光的反射定律的主要方法.光的反射定律的內容為“反射光線、入射光線和法線在同一平面內.反射光線、入射光線分居法線兩側.反射角等于入射角”.同學們在作圖的時候主要應用的是反射角等于入射角.這類作圖又可以分為兩類：

1.已知一線一角和鏡面.

解這類題目.首先是過入射點或反射點作出法線.然后再根據光的反射定律中反射角等于入射角來作光的反射光線或入射光線.如果已知的是入射光線或反射光線與鏡面的夾角，可以求出入射角或反射角的度數.

例1 畫出如圖1所示的反射光線.并標出反射角的大小.

解析：已知入射光線與鏡面的夾角為40°.則入射角為90°-40°=50°.過入射點作垂直于平面鏡的法線。然后根據反射角等于入射角作出反射光線.注意法線應畫成虛線，光線不要漏掉箭頭或標錯箭頭的方向.

答案：如圖2.

例2 自行車的“尾燈”是由許多很小的角反射器組成的.角反射器其實就是兩個相互垂直的平面鏡.如圖3所示.請在圖上準確畫出所給入射光線經兩平面鏡反射后的反射光線.

解析：本題已知入射光線及鏡面。先過垂直反射面處的入射點作出法線。再根據反射角等于入射角作出反射光線，反射光線到達水平反射面后再次反射，如果用量角器非常精確地畫出最終的反射光線，你會發現最終的反射光線與入射光線是平行的，但方向相反.這也是自行車尾燈設計的理由.所以在作這個圖的時候即使沒有量角器，不能精確畫出反射光線的方向。也一定要注意最終的反射光線與原入射光線是平行的.

答案：如圖4.

2.已知兩線及夾角.這里的兩線指的是入射光線和反射光線.

這類題目入射光線和反射光線的位置都已確定，主要是要畫出平面鏡的位置.具體的做法是：根據光的反射定律中反射角等于入射角，先作這個夾角的角平分線即為法線，再在入射點處作法線的垂線就是平面鏡.這類題往往用于利用平面鏡改變光的傳播方向的例子中.

例3 根據入射光線和反射光線.在圖5中畫出平面鏡的位置.

解析：根據光的反射定律知.反射角等于入射角.故反射光線與入射光線的夾角的平分線是法線的位置.再過入射點作出法線的垂線.就是平面鏡所在的位置.

答案：如圖6.

例4 如圖7所示.豎直向下照射的太陽光經平面鏡反射后.沿水平方向射入涵洞中.請在圖中畫出平面鏡的位置.并完成光路圖.

解析：本題是利用平面鏡改變光的傳播方向的實例.題中入射光線的位置已確定.由于要求光線沿水平方向射入涵洞.所以反射光線的位置也已確定.可以先作出水平射向涵洞的反射光線：再作反射光線與入射光線夾角的平分線，這就是法線；再過入射點作法線的垂線.這就是平面鏡的鏡面位置.因為反射光線沿水平方向.所以反射光線與入射光線的夾角為90°.所以平面鏡與水平面的夾角為45°.

答案：光路圖如圖8所示.

根據平面鏡成像規律作光的反射光路圖

除了利用光的反射定律作光的反射光路圖以外.還有一類題就是利用平面鏡成像規律作光的反射光路圖.平面鏡成的虛像與鏡前物體以平面鏡為軸對稱.而反射光線的反向延長線相交在像點。所以我們可以通過作物體的像點來確定反射光線的方向.

例5 如圖9所示.學校樓梯拐角的墻上裝有平面鏡.既方便同學們整理儀容。晚上又能利用光的反射對樓道進行照明.請在圖中準確畫出燈S發出的光經平面鏡反射后到達A點的光路圖.

解析：本題利用光的反射定律很難作出燈S發出的光經平面鏡反射后的反射光線.因為不知道入射點的位置.但根據平面鏡成像的原理.我們知道經過A點的反射光線的反向延長線經過S點的像點.所以只要把S點的像點S′找出來，然后連接AS′.即可找到入射點O，然后連接SO和OA.標上箭頭就可以了.

答案：光路圖如圖10所示.

例6 如圖11所示.S′為點光源S在平面鏡MN中的像.SA為光源S發出的一條光線.請畫出平面鏡MN.并完成光線SA的光路.

解析：根據平面鏡成像的對稱性，先連接S、S′，由于S和S′以平面鏡為軸對稱.所以作SS′的垂直平分線就是平面鏡的位置。延長SA，找到SA與平面鏡的交點即為入射點.再根據反射光線的反向延長線過S′.即可作出反射光線.

答案：光路圖如圖12所示.

通過上面的內容.相信同學們已經掌握了光的反射光路圖的作法.下面我們一起再練習幾道題。

學即用，練一練：

1.在圖13中畫出反射光線并標出反射角.

2.小宇的媽媽喜歡在家中養花.為了使客廳里花盆中的花能茁壯成長.小宇想讓室外太陽光照射到盆中花上的B處，如圖14.請你在圖中把光路補充完整。并過A點畫出放置的平面鏡.

3.如圖15所示是從某一點光源發出的光線經平面鏡反射后的兩條光線。在圖上確定出點光源S的位置.

參考答案：略.

責任編輯 程哲endprint