掌握三条光线，轻松搞定作图

杨学亮

光路图能直观形象地反映出透镜对光的作用，准确描述出不同物距条件下透镜的成像情况，是学习透镜的基础，作透镜的光路图有一些规律，掌握规律，就可以轻松作好光路图。

一、利用透镜的三条特殊光线作图

当光穿过玻璃制成的透镜时，由于光的折射，折射光线总是向厚的部分偏折，凸透镜中间厚，所以光线向中间偏折：凹透镜边缘厚，所以光线向边缘偏折（如图1），所以我们说凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用。

注意：凸透镜对光起会聚作用并不是说光线要相交，会聚作用的实质是指光线通过凸透镜折射后，折射光线相对于原来的入射光线更“靠近”主光轴，而凹透镜对光起发散作用的实质是指光线通过凹透镜折射后，折射光线相对于原来的入射光线更“远离”主光轴，

作透镜的光路图时，要利用三条特殊光线：（1）通过透镜光心的光线其传播方向不改变，如图2，（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后光线发散。其折射光线的反向延长线过焦点，如图1.（3）通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图3。

例1，如图4所示，已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线，请你对应画出它们的入射光线和折射光线。

解析：入射光线是过焦点的光线，则折射光线和主光轴平行：折射光线过光心，入射光线也过光心。

答案：如图5所示。

例2，画出图6中的BC的入射光线和AO的折射光线，

解析：入射光线AO是过光心的光线，方向不变：折射光线BC和主光轴平行，那么其入射光线的延长线过虚焦点，延长线要用虚线表示。

答案：如图7所示。

二、根据凸透镜成的像作光线

课本上的插图往往是中考命题的素材，我们要熟悉课本上的插图，理解插图所蕴含的物理知识，如图8、9为教材上的两个插图：凸透镜所成的实像，都是来自物体的光会聚而成的，它和物体分别位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像是光线的反向延长线会聚形成，像和物在凸透镜同侧。

例3，如图10所示，S^'是烛焰上S点经凸透镜所成的实像，SA是从S点上射向凸透镜的一条任意光线，请画出光线SA经凸透镜折射后的光路图。

解析：从S点发出的所有照到凸透镜上的光线经凸透镜折射后都会会聚到点S^'，形成一个实像，所以直接连接AS^'即可。

答案：如图11所示。

三、通过凸透镜的特殊光线找凸透镜或像的位置

利用凸透镜三条特殊光线，已知物和像的位置，可以确定凸透镜的位置；或已知物和透镜的位置，可以确定像的位置。

例4，如图12所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A^'为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。

解析：如图13，物体A点发出的所有照到凸透镜上的光线经凸透镜折射后都会会聚到实像点A^'，利用过光心的光线的传播方向不变，可确定出凸透镜的位置：利用平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，可以确定焦点位置，也可以先画和主光轴平行的折射光线，再画入射光线，它一定过焦点。

答案：如图13所示。

责任编辑：程哲endprint