吳玉剛

光現(xiàn)象作圖能有效考查同學(xué)們靈活應(yīng)用光現(xiàn)象概念和規(guī)律建構(gòu)物理模型的科學(xué)思維能力，為提升同學(xué)們的作圖技能，下面通過考點(diǎn)歸類剖析，提煉解題技法，以期達(dá)到舉一反三、觸類旁通之功效。

一、光的反射定律作圖

1.命題角度：?？疾榈墓獾姆瓷涠勺鲌D題有兩類：（1）已知入射（或反射）光線畫出反射（或入射）光線；（2）已知入射光線和反射光線畫平面鏡。

2.作圖要點(diǎn)：（1）反射角、入射角都是相應(yīng)光線與法線的夾角，且反射角等于入射角；（2）法線是入射光線和反射光線夾角的角平分線，且法線與鏡面垂直。

3.注意事項(xiàng)：（1）線的虛實(shí)要分明：實(shí)際光線畫實(shí)線，法線、光線的反向延長線畫虛線；（2）實(shí)際光線要標(biāo)清箭頭指向；（3）角的大小要厘清：莫把入射光線與鏡面的夾角視作入射角；（4）法線與鏡面要標(biāo)注垂直符號；（5）畫平面鏡時，務(wù)必用斜線標(biāo)注背面涂層。

例1 （原創(chuàng)）如圖1所示，小聰同學(xué)利用平面鏡將一束與豎直方向成30°的太陽光經(jīng)鏡面反射后，水平射出照亮洞中P點(diǎn)，請畫出平面鏡的位置，并標(biāo)出反射角的度數(shù)。

分析：已知反射光線、入射光線的位置，反射光線和入射光線夾角的角平分線就是法線的位置。根據(jù)圖中標(biāo)出的入射光線和水平面的夾角，易求出入射光線和反射光線的夾角。由光的反射定律知：反射角和入射角等大，由此求得反射角的度數(shù)。在標(biāo)反射角的度數(shù)時要注意：反射角是反射光線和法線的夾角。

解析：連接OP，標(biāo)清箭頭指向即為反射光線，根據(jù)反射角等于入射角，作反射光線和入射光線夾角的角平分線就是法線的位置，然后垂直于法線作出平面鏡。由圖知，反射光線和入射光線的夾角為：90° + 30° = 120°，則反射角 = 入射角 = 60°。如圖2所示。

作圖技法：反射光線和入射光線夾角的角平分線就是法線的位置，法線的垂線即為平面鏡的位置。

二、平面鏡成像特點(diǎn)作圖

1.命題角度：?？疾榈钠矫骁R成像特點(diǎn)作圖題有三類：（1）已知物體畫出平面鏡所成的虛像；（2）已知物、像位置關(guān)系畫平面鏡；（3）結(jié)合光的反射定律和虛像成因畫反射光路圖。

2.作圖要點(diǎn)：（1）物、像關(guān)于平面鏡對稱；（2）平面鏡是物點(diǎn)和像點(diǎn)所連線段的垂直平分線；（3）平面鏡成的是虛像，虛像是所有反射光線反向延長線的交點(diǎn)；（4）人眼看虛像原理：人眼逆著進(jìn)入人眼的反射光線觀察，感覺所有的反射光線都來自于反射光線的反向延長線的交點(diǎn)，該點(diǎn)實(shí)際上并不存在，而是美麗的錯覺——虛像。

3.注意事項(xiàng)：（1）線的虛實(shí)要分明，即物體畫實(shí)線，虛像畫虛線；（2）反射光線的反向延長線及作圖痕跡的輔助線都畫成虛線；（3）像、物連線與鏡面垂直，且要標(biāo)注垂直符號；（4）畫平面鏡時，務(wù)必用斜線標(biāo)注背面涂層。

例2 （2022·湖南·婁底）如圖3甲中，牙醫(yī)借助平面鏡觀察牙齒的背面，請?jiān)趫D3乙中畫出能反映此過程的光路圖。

分析：光在平面鏡發(fā)生鏡面反射，根據(jù)牙齒和在平面鏡中形成的像關(guān)于平面鏡對稱，可確定像的位置，連接像與人眼可確定入射點(diǎn)，同時得反射光線，進(jìn)一步得出入射光線，即可完成光路。

解析：先作出牙齒A關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A′，即像的位置。連接像A′和人眼B與平面鏡交于O點(diǎn)，即為入射點(diǎn)。連接AO為入射光線，OB為反射光線，如圖3丙所示。

作圖技法：明確平面鏡成虛像的原理，明確進(jìn)入眼睛的光線是反射光線。根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可確定像點(diǎn)位置，連接像點(diǎn)和人眼的連線與鏡面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)，連接入射點(diǎn)和物體即為入射光線。

三、光的折射規(guī)律作圖

1.命題角度：?？疾榈墓獾恼凵湟?guī)律作圖題有兩類：（1）已知入射（或折射）光線畫折射（或入射）光線；（2）結(jié)合折射成虛像原理和人眼看虛像原理畫折射光路圖。

2.作圖要點(diǎn)：（1）光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)，折射角小于入射角，反之，折射角大于入射角；（2）垂直入射，傳播方向不變，此時折射角等于入射角，都等于0°；（3）折射所成的虛像是所有折射光線反向延長線的交點(diǎn)；（4）人眼看虛像原理：人眼逆著進(jìn)入人眼的折射光線觀察，感覺所有的折射光線都來自于折射光線的反向延長線的交點(diǎn)，該點(diǎn)實(shí)際上并不存在，而是美麗的錯覺——虛像。

3.注意事項(xiàng)：（1）線的虛實(shí)要分明，即實(shí)際光線畫實(shí)線，法線、光線的反向延長線畫虛線；（2）實(shí)際光線要標(biāo)清箭頭指向；（3）角的大小要厘清，即無論光是由空氣斜射入其他透明介質(zhì)，還是光由其他透明介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角總是大角。

例3 （2022·湖北·十堰）在“預(yù)防溺水”主題班會上，主持人小明用光路圖來解釋“水池變淺”的道理：池底A點(diǎn)射出的光線經(jīng)過水面折射進(jìn)入B點(diǎn)的人眼，C點(diǎn)是人眼看到的池底A點(diǎn)像的位置。請你在圖4中畫出入射光線、折射光線，并標(biāo)出折射角r。

分析：池底A點(diǎn)射出的光線由水射入空氣，在水面發(fā)生折射，此時折射角大于入射角。因此，折射光線將遠(yuǎn)離法線進(jìn)入人眼，根據(jù)光的直線傳播原理，人眼會認(rèn)為折射光線來自于所有折射光線的反向延長線的交點(diǎn)C，實(shí)際上交點(diǎn)C并不存在，因此它是A點(diǎn)的虛像，且虛像位于實(shí)際位置的上方。

解析：C點(diǎn)是人眼看到的池底A點(diǎn)的像的位置，連接CB，與水面的交點(diǎn)O為入射點(diǎn)，連接AO為入射光線，OB為折射光線，過O點(diǎn)作分界面的垂線即為法線，則OB與法線的夾角r為折射角，如圖5所示。

作圖技法：明確光的折射成虛像的原理，明確進(jìn)入人眼的光線是折射光線。根據(jù)光的折射原理可確定像點(diǎn)位置，連接像點(diǎn)和眼睛的連線與兩種介質(zhì)的分界面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)，連接入射點(diǎn)和物體即為入射光線。

（作者單位：山東省棗莊市第三十九中學(xué)）