初中物理光學作圖難點剖析及突破

尤黔飛

摘 要：初中物理光學作圖是中學物理中常的題型，光學作圖能夠反映出學生對光學知識的理解和掌握程度。初中物理教師在進行光圖作圖的教學時，要對作圖的難點進行詳細講解并進行有針對性的訓練，通過訓練幫助學生剖析和突破光學作圖難點，讓學生掌握光學作圖的技巧。

關(guān)鍵詞：初中物理；光學作圖；難點剖析及突破；技巧

一、引言

光學是學生在八年級學習多彩的光時接觸到的光學知識，這也是學生第一次接觸物理作圖。光學作圖包括光的反射作圖、平面鏡作圖、光的折射作圖以及透鏡的作圖。在進行光學的作圖時需要借助三角板、圓規(guī)或者量角器等工具。讓學生進行光學作圖能夠了解學生對光學知識的理解和掌握程度，通過光學作圖訓練，能夠提高學生對光學知識的理解和運用能力。為學生以后的物理作圖奠定基礎(chǔ)。因此初中物理教師在學習完這部分知識時，要有針對性的對學生進行作圖訓練，通過訓練幫助學生剖析和突破光圖的難點。

二、光學作圖的注意事項

初中物理教師在對學生進行光學作圖訓練時，要對學生嚴格要求，把作圖的要領(lǐng)給學生講清楚。光學作圖是學生最早接觸的物理作圖，因此初中物理教師在教學時要培養(yǎng)學生良好的作圖習慣，為學生以后學習力學示意圖、杠桿示意圖、滑輪組、電路圖以及電磁現(xiàn)象圖奠定基礎(chǔ)。有許多學生感覺光學作圖很簡單，認為就是幾個點，幾條線。其實光學作圖中點的位置、線的虛實以及線段的長短和方向的起止都非常講究。初中物理教師在讓學生進行光圖作圖時，首先要選擇合適的作圖工具，鉛筆、直尺和圓規(guī)的使用都有嚴格的要求，不能為了圖方便，隨便用手畫出來。因此初中物理教師在進行光學作圖的教學時，要注意規(guī)范的板書演示，給學生做好榜樣。

三、光學作圖中作圖技巧

光學作圖包括光的反射、光的折射和凸透鏡成像三類，無論哪一種作圖，都在熟練掌握光在各種情況下的傳播規(guī)律。

1.光的反射作圖。光的反射定律：反射光線與入射光線和法線在同一個平央內(nèi)，反射光線和入身光線分居法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。因此在作圖時，確定法線是解題的關(guān)鍵。如：已知入射光線（或反射光線），畫出反射光線（或入射光線）。

解題技巧：這類題比較簡單，在解題進只先把法線畫出來，然后再確定入射角和反射角就可以了，最后再把另一條線畫出來即可。

已知入射光線和反射光線，確定平面鏡的位置。

這類型題的解題技巧就是先把入射光線和反射光線的夾角的角平分線找出來，確定法線，然后再經(jīng)過入射點作法線的垂線，也就是平面鏡的位置。如圖所示，用一平面鏡把與水平方向成30°角陽光反射進井底。在圖中畫出平面鏡的位置。

這道題的解題的關(guān)鍵要畫出法線。首先可以根據(jù)題意把反射光線路畫出來，然后再畫出入射光線和反射光線的夾角的平分線2，就可以確定法線，然后作出垂直于法線的平面鏡即可。如圖所示。

再如已知光源和反射光線經(jīng)過的點，畫出光的傳播途徑。

這類型題的解題技巧就是根據(jù)平面鏡成像的原理，反射光線的反向延長線經(jīng)過虛像點進行作圖。如圖所示，S點是光源，在下方有一個平面鏡，如果反射光線經(jīng)過P點，請在畫出下圖的光路圖。

在解這個題時，由于無法確定入射點，因此無法畫出光路圖。有些學生要想把光路圖畫出來存在著一定的困難。這道題的解題關(guān)鍵在于根據(jù)平面鏡成像的特點確定像點，然后再根據(jù)平面鏡成像的原理進行作圖。如下圖所示。

2.光的折射圖。光的折射的作圖需要根據(jù)光的折射定律，即折射光線與反射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線的兩側(cè)，光從空氣斜射入水或者玻璃時，折射角小于入射角；光從水或者玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角；光垂直放射時，光的傳播方向不變。

已知入射光線（或者反射光線）畫出折射光線的類型作圖如下。

如圖所示，有一束光從空氣射入水中，請畫出反射光線和折射光線。

做這類型的題的關(guān)鍵還是確定法線，在做出法線后，再根據(jù)折射規(guī)律，找出折射角，最后畫出折射光線即可。

已知眼睛和觀察對象的位置，請畫出光的傳播路徑。

這類型題的作圖技巧在于，首先確定在折射光線中，不管光從何種介質(zhì)中身入，總是空氣中的這一側(cè)的角大，也被稱為斜角空氣大。如圖，潛水員的眼睛在水下A處，B點有一條小魚，而C點有一只小鳥，請畫出潛水員觀察小鳥和小魚的光路圖。

畫圖時，潛水員在水下能夠看以小鳥和小魚，實質(zhì)上就是B、C兩點有光線傳到A點，由于A點和B點都位于水中，由于光是沿直線傳播的，因此光從C處傳播到A處時，是光的折射，根據(jù)折射規(guī)律，可以畫圖。

3.凸透鏡、凹透鏡對特殊光線的作用。透鏡對光線的作用是平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)折射后過焦點；過焦點的光線經(jīng)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(jīng)折射后反向延長線過焦點；延長線過焦點的光線經(jīng)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。在進行教學時，教師可以給學生總結(jié)規(guī)律讓學生記憶。

四、結(jié)語

在光學作圖時，雖然題目千變?nèi)f化，但是光的傳播過程總是要遵循光的直線傳播、光的折射以及光的反射規(guī)律。因此初中物理教師在進行光學作圖的教學時，要給學生剖析難點，找出作圖規(guī)律，把握作圖策略，進而突破難點，提高光學作圖的教學效率。

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