论初中物理光学画图问题与技巧

杨超

摘 要：光学作图问题是近几年的中考物理常见题型，同时，它也是反映学生对光学知识理解和掌握程度一种训练方式。因此，在这部分教学中，教师有必要针对光的反射、平面镜成像、光的折射、凸透镜成像等作图问题，对学生进行系统化地训练。下面，我就谈一谈怎样结合习题训练学生的光学作图技巧。

关键词：初中;物理;光學;作图

一、光的反射作图

光的反射规律是：反射光线与入射光线和法线在同-平面内;反射光线与入射光线分居法线两侧，;反射角等于入射角，通常情况下，法线的确定是解题的关键。在教学中，我选择了以下类型题：

（一）已知入射光线（或反射光线）和平面镜位置，画出反射光线（或入射光线）。解题技巧：这类题比较简单，解题顺序是先画“法线”，确认入射角或反射角，再画出另一条线。（如图1）

（二）已知入射光线和反射光线，确认平面镜位置。解题技巧：先找出人射光线和反射光线的夹角的角平分线，即“法线”。然后过入射点作法线的垂线，即平面镜的所在位置。例1：如图2所示，用一平面镜将与水平方向成30°角的阳光反射进井底。在图中画出平面镜的位置。解析：解这道题需要画出法线。那么首先依据题意画出反射光线1，然后画出人射光线和反射光线夹角的角平分线2，也就是法线。最后，作垂直于法线2的平面镜3。见图3。

（三）已知光源和反射光线经过点，画出光的传播途径。解题技巧：根据平面镜的成像原理，反射光线的，反向延伸线必经过虚像点。例2：图4中，S是点光源，下方有-平面镜，若反射光线过P点。请画出光路图。解析：由于此题无法确定入射点，因而直接画出光路图有一定的困难。可先通过平面镜成像特点确定像点，再根据平面镜成像原理作图。见图5。

二、光的折射作图

光的折射规律是：折射光线与反射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水或玻璃，折射角小于入射角;光从水或玻璃斜射入空气，折射角大于入射角;光垂直入射时，传播方向不变。在教学中，我选择了以下类型题：

（一）已知入射光线（或反射光线），画出折射光线。例3：如图6甲所示，有一束由空气射入水中的光，请画出反射光线和折射光线。解析：“法线”还是解题的关键，作出“法线”以后，依据折射规律，确认折射角并画出折射光线。如图6中乙。

（二）已知眼睛和观察对象位置，画出光的传播路径。解题技巧：折射现象中，无论光从哪种介质中射入，总是在空气这一侧的角大，又称“斜角空气大”。例4：如图7所示，潜水员的眼睛在水下A处。B点有条小鱼，C点有只小鸟。请作出潜水员观察小鸟和鱼的光路图。解析：潜水员在水下看到了鸟和鱼，实质是因为B、C两点有光线传到A点。由于A、B两点同处于水中，光沿直线传播;光从C处传播到A处，是光的折射，可按照“斜角空气大”的规律作图。得到图8。

三、凸透镜、凹透镜对特殊光线的作用

透镜对光线的影响作用是：平行于凸透镜主光轴的光线经折射后过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。平行于凹透镜主光轴的光线经折射后反向延长线过焦点;延长线过焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。凸透镜和凹透镜，过光心的光线传播方向不改变。有一顺口溜，可以快速记忆这一规律：过光心，路不变。（如图9、图10中光线①）;平主轴，过焦点。（如图9、图10中光线②）;过焦点，平主轴。（如图9、图10中光线③）。光线全都往厚偏。（折射光线向近处的透镜厚处偏折，如图9、图10中光线①③）。不过很多试题中出现的却不是上述三种光线。当遇到特殊光线的时候，就要根据光线穿经过透镜所成的像点来突破了，如下面几道例题：

四、结束语

总之，万变不离其宗。虽然光学作图题目千变万化，但光的传播过程始终是遵循光的直线传播.光的折射、光的反射规律的。我们要在教学中提醒学生认识到这一点，不要被五花八门的问题所迷惑，守住光学作图的根本规律，把握好作图策略，一定可以在作图题中“游刃有余”。

参考文献

[1]陈平.关于物理作图题教学的思考[J].读写算（教育教学研究），2010（20）.

[2]李万红.从像到图一初中物理光学作图小窍门[J].空中英语教师（新教师教学），2011（5）.

[3]刘庆贺.光学作图花样百出[J].初中全科导学，2010（11）.