初中物理——光學作圖

初中物理的光學作圖主要涉及光的直線傳播和光的反射、折射三種情況，其中光的直線傳播、反射發生在一種均勻介質當中，而光的折射是發生在兩種不同的均勻介質中。

林蔭路上灑下的點點光斑其實是太陽的像，這是由於光的直線傳播，小孔成像的原理造成的。

湖光山色非常美麗，這就是平面鏡成像是光的反射的代表。

魚翔淺底，我們看到水裡的魚要比它實際所在的位置高，這其實是光的折射現象。

下面我們就從這三種現象入手，說一說光學作圖問題。

一、小孔成像——光的直線傳播。

我們知道光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的，那麼小孔成像的光路是怎樣的呢？是成一個倒像還是正像，是實像還是虛像。

利用光的直線傳播原理，我們發現成像後上下左右顛倒，所成的像由實際光線匯聚而成，所以小孔成像所成的是倒立的實像。

小孔成像光路圖

二、平面鏡成像——光的反射。

關於光的反射定律在這裡不再闡述。平面鏡成像的特點是等距、等大、正立、虛像，物像關於平面鏡對稱。

通過成像光路我們可以看出人眼看到的像點其實是進入人眼的光線的反向延長線匯聚而成的，所以它成的像就是一個虛像。

平面鏡成像作圖有兩個思路，一個是根據已知光線，運用反射定律畫出它的像點。注意光線的區分，和方向的表明，還有虛線實線的區分。

另外一個思路，就是依據成像原理，先畫出他的等距、等大、正立、關於鏡面對稱的虛像，然後根據需要補足其餘的光線以及延長線等。

上圖，已知M1，M2兩條入射光線，畫出其反射光線。我們就可以採用這種方法，先畫出像來，然後根據反射光線的反向延長線過像點B2，最終畫出N1，N2兩條反射光線。

三、透鏡——光的折射作圖

關於透鏡，初中我們學習了兩種透鏡，凸透鏡和凹透鏡，光經過透鏡就發生了光的折射，基本原理就是光的折射定律。

實際透鏡作圖時我們只需記住特殊的三條光線1.平行法線的過焦點(或其反向延長線過虛焦點），這裡面前者針對凸透鏡，後者針對凹透鏡。2.過光心的方向不變，仍然沿直線傳播。3.過焦點（凸透鏡）的或者過虛（凹透鏡）焦點的，平行主光軸。

凸透鏡成像規律

根據凸透鏡成像原理，凸透鏡成像規律如下：

凹透鏡三條特殊光線規律如下：

所以，對於透鏡來說一定要熟練掌握這三條光線，才可以快速地做出光路圖。

習題訓練：