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光路圖是中考物理的必考項目,雖然不是難度很大的題目,卻是考生們的一個失分點,初中物理對光路圖的考察主要有兩大類題目,一類是光線的反射和折射,一類是透鏡成像,為了幫助大家理解和掌握光路圖,本文從例題出發講解這兩類光路圖的繪製全過程。
例題1 光的反射與折射
如圖所示,S為豎直放置的玻璃磚前的一個發光點,又S發出的光經平直玻璃,面AB反射後經過M點,請在圖中畫出入射光線、反射光線以及該入射光在玻璃磚中的折射光線的大致方向。
1、判斷光線路徑
光傳播到兩種介質的分界面上會同時發生反射和折射,所以,當 發光點S發出入射光線到玻璃磚的AB面時,必須繪製反射光線和折射光線。
光線的方向必須是從發光點出發一路向前,所以,在入射光線、反射光線、折射光線上標出的箭頭方向應與光的傳播方向一致。
特別注意,如果是實際存在的光線,必須用實線作圖,如果是配合畫圖而作的輔助線,必須用虛線作圖。
2、畫出反射光線
根據題目中的條件,發光點S發出的入射光線經AB面反射後經過M點,則參照平面鏡成像的原理作圖。畫出S點關於AB的軸對稱點S』(用虛線作圖),連接S』和M,構成射線S』M,並與AB交於O點,O點即為入射光線在AB面的入射點,在AB左側部分的射線即為反射光線,用實線表示;在AB右側部分的線段為輔助線,用虛線表示。連接SO,構成線段SO,即為入射光線,用實線表示。
3、畫出折射光線
過AB面上的入射點O作AB的垂線,即為法線,用虛線表示。根據光的折射定律,以O點作為端點在玻璃磚內作出一條射線,即為折射光線,它在法線的下方,與法線的夾角小於入射光線與法線的夾角,用實線表示。
例題2 透鏡成像
如圖所示,請畫出 S 點發出的光經過凸透鏡後的折射光線,並確定發光點S 的像點 S′.
1、判斷光線路徑
光傳播到凸透鏡會發生折射,所以,當 發光點S發出入射光線到凸透鏡時,必須繪製折射光線。
光線的方向必須是從發光點出發一路向前,所以,在入射光線、折射光線上標出的箭頭方向應與光的傳播方向一致。
特別注意,如果是實際存在的光線,必須用實線作圖,如果是光線的反向延長線,必須用虛線作圖。
2、畫出重要光線
根據凸透鏡成像的原理作圖,重點繪製兩條入射光線。一條入射光線經過凸透鏡的光心,不發生折射,折射光線沿原來的路徑繼續傳播;一條入射光線平行於凸透鏡的光軸,經凸透鏡折射後,折射光線經過凸透鏡另一側的焦點繼續傳播。
3、畫出虛像實像
折射光線之間的交點就是發光點S通過透鏡成的像,實線與實線的交點是實像,虛線與虛線的交點是虛像。本題中的兩條折射光線的反向延長線交於S'點,所以S'點為S點通過凸透鏡成的虛像。
總之,繪製光路圖是掌握光學原理的重要途徑,也是在中考物理的光學題中取勝的法寶,本文從基本原理出發闡述繪製光路圖的方法,只有牢固掌握這些基礎知識和方法,才能在中考物理的光學題中不失分。