初中物理光学作图技巧探究

闫博

摘 要：初中物理光学作图部分是光学知识的一个重点，也是一个难点。学生学好了光学作图，对光学知识的掌握就会更透彻、更牢靠。而且通过作图训练，不仅能培养学生基本的作图技能，还能培养学生的思维能力、设计能力和创新意识。如何正确地做好光学作图呢？下面我通过典型的例题，介绍一下初中物理基本的光学作图类型。

关键词：初中物理;光学作图;技巧

一、光学作图的注意事项

初中物理教师在对学生进行光学作图训练时，要对学生严格要求把作图的要领给学生讲清楚。光学作图是学生最早接触的物理作图，因此初中物理教师在教学时要培养学生良好的作图习惯，为学生以后学习力学示意图、杠杆示意图、滑轮组、电路图以及电磁现象图奠定基础。有许多学生感觉光学作图很简单，认为就是几个点，几条线。其实光学作图中，点的位置、线的虚实以及线段的长短和方向的起止都非常讲究。初中物理教师在让学生进行光图作图时，首先要选择合适的作图工具，铅笔、直尺和圆规的使用都有严格的要求，不能為了图方便，随便用手画出来。因此物理教师在进行光学作图的教学时，要注意规范的板书演示，给学生做好榜样。

二、光学作图中作图技巧

（一）光的直线传播

光只有在同种均匀的透明介质中才沿直线传播。当光通过不均匀的透明介质时其传播路径不再是直线，当光遇到了不透明的介质时无法“通过”，所以就有了小孔成像、影子和视野范围等现象（或问题）。例1：当月亮运动到太阳和地球之间，且三者在一条直线上时，月亮就会遮挡住部分射向地球的太阳光.如图2所示，当地球处于月亮右侧斜线表示的阴影部分时，在地球上就能观察到日食现象，请画出能观察到日全食的区域，并用反方向斜线表示出来。

解析：从太阳上、下两端向月亮上、下两端再作两条光线，并在两条光线之间的区域画上反方向斜线，标为A区，剩余斜线区域标为B区，如图3所示。由图可以看出：在A区域没有任何太阳光照射到，所以地球上处于A区域的人会看到日全食;而在B区域，太阳光只被遮挡一部分，地球上在B区域的人看到的是日偏食。

（二）光的反射

当光传播到两种介质的分界面时，会发生反射并遵守光的反射定律。根据光的反射定律作图，要遵守“三线共面，法线居中，两角相等”的规律。例2：（2019.青岛）自行车尾灯的反光原理如图4所示，请完成反射光路，并标出第二次反射的反射角度数。

解析：首先过入射点0作垂直于反射面的法线（画虚线）。由题意知入射角为60°，根据光的反射定律在法线的另一侧作反射角为60°的反射光线，并交另一反射面于0点.再过O点作垂直于反射面的法线（画虚线），此时的入射角为30°。过0点在法线的另一侧作反射角为30°的反射光线，如图5所示。

（三）平面镜成像

平面镜成像是光的反射应用中的一个典型例子，从几何的角度来看，平面镜成像的特点就是：像与物关于平面镜是轴对称的。利用平面镜成像特点作图的关键是正确画出光源（物体）的对称点（即像点），同时还要注意两点：（1）平面镜所成的像是光线的反向延长线会聚而成的，是虚像，所以在作图时，虚像、光线的反向延长线、物与像的连线都要画成虚线。（2）物与像的连线与反射面相交处要画垂直符号。

（四）光的折射

当光从一种介质斜射人另一种介质时，会发生光的折射，在光的折射现象中有“三线共面”的特点，折射角和入射角的大小通常不相等，若一种介质为空气，则通常是在空气中的角大一些。例3：如图6所示，一个玻璃三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC。一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜，经A B面折射后，又在BC面发生反射，然后恰好从P点折射后射出.请画出这个传播过程的光路图。

解析：过S点作BC的垂线（画虚线），并找出S点关于BC的对称点S，连接SP（画虛线）交BC于0点（反射点）。连接SO，即为第一次的折射光线（画实线并标箭头方向），连接OP，即为反射光线（也是P点的入射光线，画实线并标箭头方向）。过P点作AC的垂线（画虚线），即法线，根据光的折射规律画过P点的折射光线，此时折射角大于入射角，如图7所示。注意：过P点折射后的折射光线平行于BC（你可以根据光的折射规律，通过几何的方法证明一下）。

三、结束语

作图题是中考的必考题型，而光学作图题又是中考的重点，通常光学作图容易出现以下错误：（1）光源（或光的传播方向）不明确，标错光线箭头方向。（2）忘记标注光的传播方向和垂足。（3）法线、光线的反向延长线、虚像、作图辅助线等没有画成虚线。

参考文献

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[2]王双.初中物理光学作图典例讲解[J].新课程（中旬），2015，（8）：412- 413.

[3]夏夫山.例说初中物理作图题的类型[J].试题与研究（教学论坛），2010，（24）：46.