光現(xiàn)象作圖題方法歸納

滕舉霞 李愛(ài)華

歷年中考試題中光現(xiàn)象作圖題是必考類型題之一，光學(xué)作圖題主要考查同學(xué)們對(duì)光學(xué)部分的基本概念（如光線、實(shí)像、虛像）、基本規(guī)律（如反射定律、平面鏡成像規(guī)律、折射規(guī)律）的掌握與理解?，F(xiàn)將中考光現(xiàn)象的一些常見(jiàn)題型歸納總結(jié)如下。

一、光的反射

1. 根據(jù)入射光線作出反射光線

例1（2021·江蘇·鹽城）在圖1中畫出入射光線對(duì)應(yīng)的反射光線。

解析：確定入射點(diǎn)，過(guò)入射點(diǎn)作與反射面垂直的虛線，標(biāo)明垂足，即得出法線。根據(jù)入射光線與法線的夾角得出入射角，根據(jù)反射角等于入射角，作出反射光線。答案：如圖2所示。

方法歸納：根據(jù)光的反射定律作圖，關(guān)鍵是作出法線，法線過(guò)入射點(diǎn)垂直于反射面，法線也是入射光線和反射光線夾角的平分線。根據(jù)光的傳播路徑正確判斷出光的傳播方向，實(shí)際的光線要用帶箭頭的實(shí)線畫出，法線一般用虛線畫出，垂直關(guān)系要標(biāo)出垂直符號(hào)。

2. 根據(jù)入射光線和反射光線畫出平面鏡的位置

例2（2020·山東·棗莊）如圖3所示，利用一塊平面鏡使太陽(yáng)光水平射入隧道內(nèi)，請(qǐng)你通過(guò)作圖畫出平面鏡，并在圖中標(biāo)出反射角的度數(shù)。

解析：圖中給出了入射光線和反射光線，根據(jù)反射角等于入射角的關(guān)系，作入射光線和反射光線的角平分線，即為法線;過(guò)入射點(diǎn)作法線的垂線即為平面鏡的位置;入射光線與水平面成60°，水平射入隧道內(nèi)，180° - 60° = 120°，即入射光線和反射光線夾角為120°，根據(jù)反射角等于入射角，得反射角為60°。答案：如圖4所示。

二、平面鏡成像作圖

1. 根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作出物體的像

例3（2021·江蘇·揚(yáng)州） 如圖5，作出物體AB在平面鏡中的像。

解析：先作出端點(diǎn)AB（物體上的特殊點(diǎn)）關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A′、B′，由于平面鏡成的是虛像，所以用虛線連接A′B′，即為物體AB的像。答案：如圖6所示。

方法歸納：平面鏡成像作圖注意事項(xiàng)：（1）借助工具作圖，作圖要規(guī)范;（2）物體用實(shí)線，虛像用虛線;（3）作圖痕跡的輔助線一般用虛線，垂直關(guān)系一般標(biāo)出垂直符號(hào);（4）畫平面鏡時(shí)，在鏡子背面打上斜線（在像的一側(cè)）;（5）作出的像與物必須關(guān)于鏡面對(duì)稱。

2. 光經(jīng)平面鏡反射經(jīng)過(guò)固定點(diǎn)

例4（2021·山東·菏澤）小明的爸爸駕車通過(guò)小區(qū)道路轉(zhuǎn)彎處時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)彎處的鏡子M（可看作平面鏡）看到了行人，他及時(shí)采取避讓措施保證了行車安全。圖7為轉(zhuǎn)彎時(shí)的俯視圖，其中A是車內(nèi)小明爸爸的眼睛，B為行人，請(qǐng)作出小明的爸爸看到行人的光路圖。

解析：根據(jù)平面鏡的像、物關(guān)于鏡面對(duì)稱，先作出行人B點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)B′（B的像點(diǎn)），連接B′A交平面鏡于點(diǎn)O（根據(jù)反射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)像點(diǎn)，確定入射點(diǎn)O），OA為反射光線，再連接BO為入射光線（連接B與入射點(diǎn)O），標(biāo)注箭頭，完成光路。答案：如圖8所示。

3. 根據(jù)反射光線確定像的位置

例5（2020·江蘇·常州）如圖9所示，AB、CD是點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)平面鏡MN反射后的兩條反射光線，請(qǐng)?jiān)趫D中作出點(diǎn)光源S。（保留作圖痕跡）

解析： 方法1：先過(guò)A點(diǎn)作垂直鏡面的虛線即法線，根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)指向入射點(diǎn)畫出入射光線SA，同理畫出反射光線CD的入射光線SC，兩條入射光線的交點(diǎn)S即為發(fā)光點(diǎn)的位置。（注意：兩條入射光線的交點(diǎn)上面多余的線段要擦除）答案：如圖10所示。

方法2：根據(jù)反射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)像點(diǎn)，先將兩條反射光線AB、CD反向延長(zhǎng)，交于一點(diǎn)S′（即像點(diǎn)，注意：鏡子的背面沒(méi)有光線，反向延長(zhǎng)線必須用虛線），再根據(jù)平面鏡成像時(shí)，像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱，作出S′點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)S，即為發(fā)光點(diǎn)的位置，并連接SA、SC畫出入射光線。答案：如圖11所示。

三、光的折射

1. 根據(jù)光的折射規(guī)律作圖

例6（2020·遼寧·鞍山） 如圖12，一束光線從空氣垂直射向玻璃磚，穿過(guò)玻璃磚后從另一表面射出，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出該光路圖。（不考慮光的反射）

解析：根據(jù)光的折射規(guī)律可知，光垂直射入玻璃時(shí)，傳播方向不變，但從玻璃中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。答案：如圖13所示。

方法歸納：根據(jù)光的折射規(guī)律作圖注意事項(xiàng)：（1）可利用口訣“空氣中的角度大”來(lái)記憶，即入射光線在空氣中時(shí)，入射角大于折射角，折射光線在空氣中時(shí)，折射角大于入射角;（2）折射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為像的位置，這是確定入射點(diǎn)的隱含條件;（3）無(wú)論是人在水中看岸上的物體，還是人在空氣中觀察水中的物體，折射光線始終是射入人眼中的，畫圖時(shí)尤其要注意光線的方向不要標(biāo)錯(cuò)。

例7（2020·貴州·黔西南）如圖14所示，裝有水的燒杯底部有一枚硬幣A，眼睛在B處看到硬幣在C處。請(qǐng)畫出人眼看到硬幣的光路圖。

解析：當(dāng)折射光線進(jìn)入人眼時(shí)，人憑光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，判斷硬幣在折射光線的反向延長(zhǎng)線上的C處，人看到的是硬幣的虛像。從題中條件可知，人眼在B處，像在C處，連接BC，與水面交于點(diǎn)O，O為入射點(diǎn)（注意：CO段用虛線，OB段用實(shí)線）。根據(jù)空氣中的角度大，畫出入射光線AO，并標(biāo)上箭頭，OB為進(jìn)入人眼睛的折射光線，并標(biāo)上箭頭。答案：如圖15所示。

（作者單位：江蘇省阜寧縣明達(dá)初級(jí)中學(xué)）