Question

5．根據(jù)要求作圖．

（1）如圖甲，如圖所示，發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出一條射向水面的光線，在水面發(fā)生反射和折射，反射光線經(jīng)過(guò)P點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)趫D中作出入射光線、反射光線及大致方向的折射光線．
（2）如圖乙，請(qǐng)畫出光線通過(guò)凹透鏡后的折射光線．
（3）根據(jù)圖丙中通電螺旋管的N極，標(biāo)出電源的正極和小磁針的N極．

Answer 1

分析 （1）反射光線是由點(diǎn)光源S發(fā)出的，但感覺是由點(diǎn)光源在水中的像發(fā)出的，也就是說(shuō)反射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)像點(diǎn)，即點(diǎn)P和點(diǎn)光源在水中的像在同一直線上，由此可以確定入射點(diǎn)，進(jìn)而確定入射光線和反射光線．
根據(jù)確定的入射光線，利用折射規(guī)律可以做出對(duì)應(yīng)的折射光線．
（2）在作凹透鏡的光路圖時(shí)，先確定所給的光線的特點(diǎn)再根據(jù)透鏡的光學(xué)特點(diǎn)來(lái)作圖．
（3）根據(jù)通電螺旋管的N極，利用磁極間的相互作用可知小磁針的N極，根據(jù)安培定則可知電源的正極．

解答 解：（1）根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律：像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱，作出點(diǎn)光源S在關(guān)于水面的對(duì)稱點(diǎn)S′，即像點(diǎn)．
連接S′P，與水面的交點(diǎn)O即為入射點(diǎn)，連接SO即為入射光線；連接OP即為反射光線；
過(guò)入射點(diǎn)O做水面的垂線即為法線，根據(jù)確定的入射光線和法線可以確定入射角，利用光的折射規(guī)律：折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，折射角小于入射角．可以做出對(duì)應(yīng)的折射光線OA．答案如下圖所示：

（2）過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變．平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，如圖所示：

（3）由異名磁極相互吸引可知，小磁針下端為N極，由安培定則可知，電流從下端流出，故電源的下端為正極，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）要做反射光線和折射光線，確定這兩條光線對(duì)應(yīng)的那一條入射光線是解決此題的關(guān)鍵．此題包含了平面鏡成像的規(guī)律，光的折射規(guī)律，有一定的難度．
（2）凹透鏡三條特殊光線的作圖：①延長(zhǎng)線過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸．②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)．③過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變．
（3）解決本題的關(guān)鍵掌握右手螺旋定則判斷電流與磁極間的相互作用．