浅谈如何规范学生的光学作图标准

吴兆林

摘 要：进入八年级人教版物理上册光现象学习后，尤其是在初次接触光的反射定律作图时，初中物理教师要重视光学作图教学，遵照光学作图标准进行训练，通过系统化的训练让学生掌握作图的方法和作图技巧。

关键词：初中物理;光学作图;标准;技巧和方法

光现象学习后，尤其是在初次接触光的反射定律作图后，入射光线、反射光线、法线、平面镜（反射面）、反射角和入射角等基本概念学生普遍感觉还没完全掌握，就需要同时理解光的反射定律及其作图，当学生刚刚建立了光的反射規律作图步骤和方法，随后又立刻进入平面镜成像规律的学习，学生此时正是学习数学中对称，对于两种不同方法的作图还没完全弄清楚，数学知识和物理原理的交叉学习及运用，同时作图题的规范要求较高，使得学生遇到此类问题时“一错再错”或者“丢三落四”，笔者针对此类学生作图的问题，结合人教版物理教材中图例和习题进行深入思考，选取反射作图的疑难点，解答光的反射作图题。

一、光学作图的考查形式及注意事项

初中物理光学作图的考查形式包括光的反射、光的折射平面镜成像、透镜的特殊光线和凸透镜成像五种。初中物理教师在进行光学作图的教学时，首先要让学生知道光学作图时需要注意什么问题，涉及的相关知识及应用时的注意事项。教师在进行教学时要求学生作图规范，不要随手画，而是要借助铅笔和直尺等工具。在画图时，实际光线要画实线，不是实际光线，如法线光线的反向延长线以及平面镜所成像、像与像之间的连线要画虚线。而且光线要标上箭头，同时还要注意箭头的方向就代表光线的方向。在作图时，光源、物点、像点要标上对应的符号或者字母。同时还要注意法线与镜面或者界面垂直，像与像间的连线与镜面垂直，垂直而且还要画上垂足符号。在光学作图的教学时，教师一定要让学生理解并掌握三条特殊的光线，在作光路图时可以利用这三条特殊的光线画出凸透镜成像光路图。

二、根据光的反射定律作图的标准

初中物理教师在进行根据光的反射定律的知识进行作图的教学时，首先要让学生了解光的反射定律，光的反射定律：反射光线与入射光线和法线在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射定律作图有两种情况，根据入射光线作反射光线和根据反射光线作入射光线。根据入射光线作反射光线的方法是，先过入射点作垂直于反射面的法线，由于法线不是实线，因此在画法线时要用虚线表示。然后再根据反射角等于入射角，在法线的另一侧画出反射光线，在学生画反射光线时，教师一定要提醒学生要注意反射光线要用箭头表示。第二种情况是根据反射光线作入射光线。在作图时教师可以先给学生讲解作图的步骤。先过反射点，作垂直于反射面的法线，同样法线由于不是光线，因虚线表示然后再根据反射角等于入射角，在法线的另一侧画出入射光线，同样要注意入射光线一定要用箭头表示光线射向反射面。

三、平面镜作图的依据和要求

（一）平面镜作图的依据

初中物理教师在进行平面镜的教学时，要让学生了解光的反射定律及平面镜成像的特点，同时让学生了解平面镜作图的依据就是光的反射定律以及平面镜成像的特点。射光线与入射光线和法线在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。而且光路是可逆的。而平面镜成像的特点就是平面镜所成的像与物体到镜面的距离相等;像与物体的大小相等，像与物体的连线与镜面垂直，同时像与物左右相反，成正立的虚像。

（二）作图的要求

在作图时平面竟的反射面与非反射面不能混淆，要在平面镜的非反射面上画出短斜线。同时像入射光线、反射光线这样的实际光线要画成实线，在作图时还要用箭头来表示光行进的方向。而虛像、法线和光的反向延长线则要用虚线表示。为了表示物与像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或者字母。作出来的图要符合反射定律和平面镜成像特点。

（三）平面镜作图的类型和解法

在确定平面镜的位置时，第一种情况是通过知道反射光和入射光来确定平面镜的位置。在教学中，教师应根据反射光和入射光来确定平面镜的位置。首先求出入射光与反射光的交点，然后求出反射光与入射光的夹角平分线，这是正常的，根据反射定律，反射角等于入射角。绘制一个垂直于法线的平面镜，然后用短斜线标记平面镜的背面。第二种情况是根据物体和物体的位置来确定平面镜的位置。在作图时，可以先用虚线将图像和物体的对应点连接起来，然后使虚线的垂直平分线，用实线表示，实线就是平面镜的位置。然后在平面镜的成像侧画一条短对角线。第三种情况是确定平面镜的图像位置。绘制时，根据反射光的位置确定图像的位置，从物体上的一个点上画任意两条入射光线，分别画出反射光。扩展反射光，放弃交点，即对象上该点的图像。如果根据物体与平面镜的等距确定图像的位置，则可以在物体的任意点上取A点和B点，然后通过这两点画出平面镜的垂线并展开。根据两点的位置，可以画出图像的形状和位置。在确定物体的位置时，反射定律可以分别使入射光与反射光相对应。这两条线的交点是入射光的交点，即发光点的位置。反射光还可以先确定图像的位置，然后根据图像确定物体的位置。

四、光的折射的原理和要求及解法

光的折射的作图依据就是光的折射定律。在作图时实际光线要画成实线，箭头要标明方向。实物用实线表示。反向延长线和虛像要用虚线表示。法线要与界面垂直，且画成虚线。在作图时首先要弄清光从哪种介质中射入另一种介质，进而清楚知道折射角和入射角的大小关系。如果已知入射光线作折射光线，首先要过入射点画法线，然后确定入射角。如果已知折射光线作入射光线，则先要过折射点作法线，然后确定折射角，根据折射角与入射角的大小关系画出入射光线。

五、结束语

初中物理教师在进行光学作图的教学时，要以课程标准为依据，理解作图的方法和依据，根据定律作出相应的图形。在光学作图教学时，教师要严格按照作图标准，规范作图，给学生树立榜样，进而提高学生的作图能力。

参考文献

[1]张伟永.2014年中考物理力学光学作图题的常见类型和解法[J].中学物理（初中版），2015（1）.

[2]郑辛唏.农村初中学生光学力学作图能力的调查分析[J].中学物理（初中版），2011（11）.