論初中物理光學(xué)畫(huà)圖問(wèn)題與技巧

楊超

摘 要：光學(xué)作圖問(wèn)題是近幾年的中考物理常見(jiàn)題型，同時(shí)，它也是反映學(xué)生對(duì)光學(xué)知識(shí)理解和掌握程度一種訓(xùn)練方式。因此，在這部分教學(xué)中，教師有必要針對(duì)光的反射、平面鏡成像、光的折射、凸透鏡成像等作圖問(wèn)題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化地訓(xùn)練。下面，我就談一談怎樣結(jié)合習(xí)題訓(xùn)練學(xué)生的光學(xué)作圖技巧。

關(guān)鍵詞：初中;物理;光學(xué);作圖

一、光的反射作圖

光的反射規(guī)律是：反射光線與入射光線和法線在同-平面內(nèi);反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，;反射角等于入射角，通常情況下，法線的確定是解題的關(guān)鍵。在教學(xué)中，我選擇了以下類(lèi)型題：

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

（二）已知入射光線和反射光線，確認(rèn)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(guò)入射點(diǎn)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(yáng)光反射進(jìn)井底。在圖中畫(huà)出平面鏡的位置。解析：解這道題需要畫(huà)出法線。那么首先依據(jù)題意畫(huà)出反射光線1，然后畫(huà)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(jiàn)圖3。

（三）已知光源和反射光線經(jīng)過(guò)點(diǎn)，畫(huà)出光的傳播途徑。解題技巧：根據(jù)平面鏡的成像原理，反射光線的，反向延伸線必經(jīng)過(guò)虛像點(diǎn)。例2：圖4中，S是點(diǎn)光源，下方有-平面鏡，若反射光線過(guò)P點(diǎn)。請(qǐng)畫(huà)出光路圖。解析：由于此題無(wú)法確定入射點(diǎn)，因而直接畫(huà)出光路圖有一定的困難?？上韧ㄟ^(guò)平面鏡成像特點(diǎn)確定像點(diǎn)，再根據(jù)平面鏡成像原理作圖。見(jiàn)圖5。

二、光的折射作圖

光的折射規(guī)律是：折射光線與反射光線和法線在同一平面內(nèi);折射光線與入射光線分居法線兩側(cè);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(shí)，傳播方向不變。在教學(xué)中，我選擇了以下類(lèi)型題：

（一）已知入射光線（或反射光線），畫(huà)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(qǐng)畫(huà)出反射光線和折射光線。解析：“法線”還是解題的關(guān)鍵，作出“法線”以后，依據(jù)折射規(guī)律，確認(rèn)折射角并畫(huà)出折射光線。如圖6中乙。

（二）已知眼睛和觀察對(duì)象位置，畫(huà)出光的傳播路徑。解題技巧：折射現(xiàn)象中，無(wú)論光從哪種介質(zhì)中射入，總是在空氣這一側(cè)的角大，又稱(chēng)“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(diǎn)有條小魚(yú)，C點(diǎn)有只小鳥(niǎo)。請(qǐng)作出潛水員觀察小鳥(niǎo)和魚(yú)的光路圖。解析：潛水員在水下看到了鳥(niǎo)和魚(yú)，實(shí)質(zhì)是因?yàn)锽、C兩點(diǎn)有光線傳到A點(diǎn)。由于A、B兩點(diǎn)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(guī)律作圖。得到圖8。

三、凸透鏡、凹透鏡對(duì)特殊光線的作用

透鏡對(duì)光線的影響作用是：平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)折射后過(guò)焦點(diǎn);過(guò)焦點(diǎn)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(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn);延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)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(guò)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(guī)律：過(guò)光心，路不變。（如圖9、圖10中光線①）;平主軸，過(guò)焦點(diǎn)。（如圖9、圖10中光線②）;過(guò)焦點(diǎn)，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(guò)很多試題中出現(xiàn)的卻不是上述三種光線。當(dāng)遇到特殊光線的時(shí)候，就要根據(jù)光線穿經(jīng)過(guò)透鏡所成的像點(diǎn)來(lái)突破了，如下面幾道例題：

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，萬(wàn)變不離其宗。雖然光學(xué)作圖題目千變?nèi)f化，但光的傳播過(guò)程始終是遵循光的直線傳播.光的折射、光的反射規(guī)律的。我們要在教學(xué)中提醒學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，不要被五花八門(mén)的問(wèn)題所迷惑，守住光學(xué)作圖的根本規(guī)律，把握好作圖策略，一定可以在作圖題中“游刃有余”。

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