题文

一束光线反射或经过透镜后，光路发生改变，情况如图所示．在图中适当的位置放置两种不同的光学器件．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）添加一个平面镜，需要先画出法线，根据反射角等于入射角，所以法线是两光线夹角的角平分线．再根据法线和平面镜垂直画出平面镜．   （2）根据凸透镜对光线的会聚作用，入射光线看做是平行于主光轴的一条光线，据此画出主光轴，出射光线就是交于焦点的光线，据此画出凸透镜．

据专家权威分析，试题“一束光线反射或经过透镜后，光路发生改变，情况如图所示．在图中适..”主要考查你对  平面镜成像的相关作图，实像和虚像  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

平面镜成像的相关作图实像和虚像

考点名称：平面镜成像的相关作图

• 平面镜成像作图依据原理：
  1.光的反射定律：（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面上；（2）反射光线和入射光线分居在法线的两侧；（3）反射角等于入射角。
  2.平面镜成像的特点：（1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；（2）像与物体的大小相等；（3）像与物体的连线与镜面垂直；（4）像与物左右相反；（5）成虚像。
  
  作图规范化要求：
  1.平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线。
  2.实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向。实物用实线表示。
  3.虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。
  4.为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母。
  5.要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。

• 平面镜成像作图的方法通常有两种：
  一种是根据平面镜的成像特点------“物体在平面镜中成的像与物体之间相对于镜面总是对称的”作图，我们称这种作图方法为对称法；
  另一种方法是根据光的反射定律--即根据光的传播路线作图，我们称这种作图方法为光路图法。
  例1：一发光点发出的光经过平面镜反射后如图1所示，请作图找出发光点的位置。
  
  方法一：对称法
  ①将两条反射光线向镜后反向延长（注意：镜后的反向延长线必须用虚线），使之交于S＇点；
  ②由S＇点向镜面作垂线，使之与镜面交于O点，再由O点向镜前延长到S点，使SO=S＇O（注意：发光点与虚像点之间的连线必须用虚线），则S点即为发光点的位置（如答图1所示）。
  
  方法二：光路图法
  ①分别由两条反射光线与镜面的交点处向镜面作垂线（即法线）。
  ②根据光的反射定律中“反射角等于入射角”作出两条反射光线的入射光线相交得到的点即为发光点（如答图2所示）。
  注意：法线必须用虚线，入射光线必须标出传播方向。
  
  例2：根据平面镜成像特点，画出图2中物体AB在平面镜中所成的像．
  
  分析：本题要求根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜中所成的像，在这种情况下，我们只能根据平面镜成像特点用对称法作出物体在平面镜中成的像。若题目没有特别要求根据哪种原理作图，我们也可以用上述两种方法中的任意一种方法作出物体在平面镜中成的像。
  方法一：对称法
  ①在物体AB上确定两个（或多个）能描述物体形状的点AB（或多个点）。
  ②分别由AB两点（或多个点）向镜面作垂线，并延长至镜后A＇B＇（或多个点），使镜后各对应点到镜面的距离与镜前各点到镜面的距离相等。
  ③用虚线连接镜后各对称点即可得到物体在平面镜中成的像（如答图3所示）。
  注意：物点和像点之间的连线必须用虚线，物体在平面镜中成的像必须用虚线。若物体有方向，则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。
  方法二：光路图法
  ①在物体AB上确定两个（或多个）能描述物体形状的点AB（或多个点）。
  ②分别由AB两点向镜面作两条入射光线，然后根据光的反射定律作出每条入射光线的反射光线。
  ③分别将作出的每条反射光线向镜后反向延长并交出A＇B＇两点（或多个点），用虚线连接A＇B＇即可得到物体AB在平面镜中成的虚像。（如答图4所示）。
  注意：法线、镜后反射光线的反向延长线及物体成的像都必须用虚线。若物体有方向，则物体在平面镜中成的像也必须标出方向。
  

考点名称：实像和虚像

• 实像：
  1. 实像是能呈现在光屏上的像，它是由实际光线会聚而成的，能使底片感光，所以叫实像。
  2. 对凸透镜而言，光源在主焦点以外时才能产生实像。 实像能用光屏呈接（呈现），是真实光线形成的像。
  3. 小孔成像成倒立的实像。
  
  虚像：
  1. 由物点发出的光线，经透镜折射其反射线反向延长线的交点叫做该物点的虚像点，其集合叫做物体的虚像。
  2. 虚像的特点是：不是实际光线的会聚，正立，同侧不能成在屏上。
      如果把一块玻璃板作为平面镜，在前面点上一根蜡烛；此时，平面镜后面并没有点燃的蜡烛，但是我们却看到平面镜后面好像有蜡烛。 这是因为光源处向四处发光，一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛，引起了视觉，我们感到好像光是从另一处(s')发出的。s'就是s在平面镜中的像。 由于平面镜后并不存在光源s'，进入眼睛的光并非真正来自那里，所以把s'叫做虚像。 而实像则指既能被人看见又能在光屏上呈现的像。
  3. 物体的实像和虚像分别位于凸透镜的两侧。
  

• 实像和虚像的区别：
  （1）成像原理不同：物体射出的光线经光学元件反射或折射后，重新会聚所成的像叫做实像，它是实际光线的交点。在凸透镜成像中，所成实像都是倒立的。如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。
  
  （2）承接方式不同：虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏承接；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。人看虚像时，仍有光线进入人眼，但光线并不是来自虚像，而是被光学元件反射或折射的光线，只是人们有“光沿直线传播”的经验，以为它们是从虚像发出的。虚像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面镜成等大的虚像，凸透镜成放大的虚像。
   
  （3）成像位置不同：实像在反射成像中，物、像处于镜面同侧，在折射成像中，物像处于透镜异侧；虚像在反射成像中，物、像处于镜面异侧，在折射成像中，物像处于透镜同侧。