論初中物理光學畫圖問題與技巧

楊超

摘 要：光學作圖問題是近幾年的中考物理常見題型，同時，它也是反映學生對光學知識理解和掌握程度一種訓練方式。因此，在這部分教學中，教師有必要針對光的反射、平面鏡成像、光的折射、凸透鏡成像等作圖問題，對學生進行系統化地訓練。下面，我就談一談怎樣結合習題訓練學生的光學作圖技巧。

關鍵詞：初中;物理;光學;作圖

一、光的反射作圖

光的反射規律是：反射光線與入射光線和法線在同-平面內;反射光線與入射光線分居法線兩側，;反射角等于入射角，通常情況下，法線的確定是解題的關鍵。在教學中，我選擇了以下類型題：

（一）已知入射光線（或反射光線）和平面鏡位置，畫出反射光線（或入射光線）。解題技巧：這類題比較簡單，解題順序是先畫“法線”，確認入射角或反射角，再畫出另一條線。（如圖1）

（二）已知入射光線和反射光線，確認平面鏡位置。解題技巧：先找出人射光線和反射光線的夾角的角平分線，即“法線”。然后過入射點作法線的垂線，即平面鏡的所在位置。例1：如圖2所示，用一平面鏡將與水平方向成30°角的陽光反射進井底。在圖中畫出平面鏡的位置。解析：解這道題需要畫出法線。那么首先依據題意畫出反射光線1，然后畫出人射光線和反射光線夾角的角平分線2，也就是法線。最后，作垂直于法線2的平面鏡3。見圖3。

（三）已知光源和反射光線經過點，畫出光的傳播途徑。解題技巧：根據平面鏡的成像原理，反射光線的，反向延伸線必經過虛像點。例2：圖4中，S是點光源，下方有-平面鏡，若反射光線過P點。請畫出光路圖。解析：由于此題無法確定入射點，因而直接畫出光路圖有一定的困難。可先通過平面鏡成像特點確定像點，再根據平面鏡成像原理作圖。見圖5。

二、光的折射作圖

光的折射規律是：折射光線與反射光線和法線在同一平面內;折射光線與入射光線分居法線兩側;光從空氣斜射入水或玻璃，折射角小于入射角;光從水或玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角;光垂直入射時，傳播方向不變。在教學中，我選擇了以下類型題：

（一）已知入射光線（或反射光線），畫出折射光線。例3：如圖6甲所示，有一束由空氣射入水中的光，請畫出反射光線和折射光線。解析：“法線”還是解題的關鍵，作出“法線”以后，依據折射規律，確認折射角并畫出折射光線。如圖6中乙。

（二）已知眼睛和觀察對象位置，畫出光的傳播路徑。解題技巧：折射現象中，無論光從哪種介質中射入，總是在空氣這一側的角大，又稱“斜角空氣大”。例4：如圖7所示，潛水員的眼睛在水下A處。B點有條小魚，C點有只小鳥。請作出潛水員觀察小鳥和魚的光路圖。解析：潛水員在水下看到了鳥和魚，實質是因為B、C兩點有光線傳到A點。由于A、B兩點同處于水中，光沿直線傳播;光從C處傳播到A處，是光的折射，可按照“斜角空氣大”的規律作圖。得到圖8。

三、凸透鏡、凹透鏡對特殊光線的作用

透鏡對光線的影響作用是：平行于凸透鏡主光軸的光線經折射后過焦點;過焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸。平行于凹透鏡主光軸的光線經折射后反向延長線過焦點;延長線過焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸。凸透鏡和凹透鏡，過光心的光線傳播方向不改變。有一順口溜，可以快速記憶這一規律：過光心，路不變。（如圖9、圖10中光線①）;平主軸，過焦點。（如圖9、圖10中光線②）;過焦點，平主軸。（如圖9、圖10中光線③）。光線全都往厚偏。（折射光線向近處的透鏡厚處偏折，如圖9、圖10中光線①③）。不過很多試題中出現的卻不是上述三種光線。當遇到特殊光線的時候，就要根據光線穿經過透鏡所成的像點來突破了，如下面幾道例題：

四、結束語

總之，萬變不離其宗。雖然光學作圖題目千變萬化，但光的傳播過程始終是遵循光的直線傳播.光的折射、光的反射規律的。我們要在教學中提醒學生認識到這一點，不要被五花八門的問題所迷惑，守住光學作圖的根本規律，把握好作圖策略，一定可以在作圖題中“游刃有余”。

參考文獻

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