淺談如何規范學生的光學作圖標準

吳兆林

摘 要：進入八年級人教版物理上冊光現象學習后，尤其是在初次接觸光的反射定律作圖時，初中物理教師要重視光學作圖教學，遵照光學作圖標準進行訓練，通過系統化的訓練讓學生掌握作圖的方法和作圖技巧。

關鍵詞：初中物理;光學作圖;標準;技巧和方法

光現象學習后，尤其是在初次接觸光的反射定律作圖后，入射光線、反射光線、法線、平面鏡（反射面）、反射角和入射角等基本概念學生普遍感覺還沒完全掌握，就需要同時理解光的反射定律及其作圖，當學生剛剛建立了光的反射規律作圖步驟和方法，隨后又立刻進入平面鏡成像規律的學習，學生此時正是學習數學中對稱，對于兩種不同方法的作圖還沒完全弄清楚，數學知識和物理原理的交叉學習及運用，同時作圖題的規范要求較高，使得學生遇到此類問題時“一錯再錯”或者“丟三落四”，筆者針對此類學生作圖的問題，結合人教版物理教材中圖例和習題進行深入思考，選取反射作圖的疑難點，解答光的反射作圖題。

一、光學作圖的考查形式及注意事項

初中物理光學作圖的考查形式包括光的反射、光的折射平面鏡成像、透鏡的特殊光線和凸透鏡成像五種。初中物理教師在進行光學作圖的教學時，首先要讓學生知道光學作圖時需要注意什么問題，涉及的相關知識及應用時的注意事項。教師在進行教學時要求學生作圖規范，不要隨手畫，而是要借助鉛筆和直尺等工具。在畫圖時，實際光線要畫實線，不是實際光線，如法線光線的反向延長線以及平面鏡所成像、像與像之間的連線要畫虛線。而且光線要標上箭頭，同時還要注意箭頭的方向就代表光線的方向。在作圖時，光源、物點、像點要標上對應的符號或者字母。同時還要注意法線與鏡面或者界面垂直，像與像間的連線與鏡面垂直，垂直而且還要畫上垂足符號。在光學作圖的教學時，教師一定要讓學生理解并掌握三條特殊的光線，在作光路圖時可以利用這三條特殊的光線畫出凸透鏡成像光路圖。

二、根據光的反射定律作圖的標準

初中物理教師在進行根據光的反射定律的知識進行作圖的教學時，首先要讓學生了解光的反射定律，光的反射定律：反射光線與入射光線和法線在同一個平面內，反射光線和入射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角。光的反射定律作圖有兩種情況，根據入射光線作反射光線和根據反射光線作入射光線。根據入射光線作反射光線的方法是，先過入射點作垂直于反射面的法線，由于法線不是實線，因此在畫法線時要用虛線表示。然后再根據反射角等于入射角，在法線的另一側畫出反射光線，在學生畫反射光線時，教師一定要提醒學生要注意反射光線要用箭頭表示。第二種情況是根據反射光線作入射光線。在作圖時教師可以先給學生講解作圖的步驟。先過反射點，作垂直于反射面的法線，同樣法線由于不是光線，因虛線表示然后再根據反射角等于入射角，在法線的另一側畫出入射光線，同樣要注意入射光線一定要用箭頭表示光線射向反射面。

三、平面鏡作圖的依據和要求

（一）平面鏡作圖的依據

初中物理教師在進行平面鏡的教學時，要讓學生了解光的反射定律及平面鏡成像的特點，同時讓學生了解平面鏡作圖的依據就是光的反射定律以及平面鏡成像的特點。射光線與入射光線和法線在同一個平面內，反射光線和入射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角。而且光路是可逆的。而平面鏡成像的特點就是平面鏡所成的像與物體到鏡面的距離相等;像與物體的大小相等，像與物體的連線與鏡面垂直，同時像與物左右相反，成正立的虛像。

（二）作圖的要求

在作圖時平面竟的反射面與非反射面不能混淆，要在平面鏡的非反射面上畫出短斜線。同時像入射光線、反射光線這樣的實際光線要畫成實線，在作圖時還要用箭頭來表示光行進的方向。而虛像、法線和光的反向延長線則要用虛線表示。為了表示物與像的對稱點，實物和虛像都要標上箭頭或者字母。作出來的圖要符合反射定律和平面鏡成像特點。

（三）平面鏡作圖的類型和解法

在確定平面鏡的位置時，第一種情況是通過知道反射光和入射光來確定平面鏡的位置。在教學中，教師應根據反射光和入射光來確定平面鏡的位置。首先求出入射光與反射光的交點，然后求出反射光與入射光的夾角平分線，這是正常的，根據反射定律，反射角等于入射角。繪制一個垂直于法線的平面鏡，然后用短斜線標記平面鏡的背面。第二種情況是根據物體和物體的位置來確定平面鏡的位置。在作圖時，可以先用虛線將圖像和物體的對應點連接起來，然后使虛線的垂直平分線，用實線表示，實線就是平面鏡的位置。然后在平面鏡的成像側畫一條短對角線。第三種情況是確定平面鏡的圖像位置。繪制時，根據反射光的位置確定圖像的位置，從物體上的一個點上畫任意兩條入射光線，分別畫出反射光。擴展反射光，放棄交點，即對象上該點的圖像。如果根據物體與平面鏡的等距確定圖像的位置，則可以在物體的任意點上取A點和B點，然后通過這兩點畫出平面鏡的垂線并展開。根據兩點的位置，可以畫出圖像的形狀和位置。在確定物體的位置時，反射定律可以分別使入射光與反射光相對應。這兩條線的交點是入射光的交點，即發光點的位置。反射光還可以先確定圖像的位置，然后根據圖像確定物體的位置。

四、光的折射的原理和要求及解法

光的折射的作圖依據就是光的折射定律。在作圖時實際光線要畫成實線，箭頭要標明方向。實物用實線表示。反向延長線和虛像要用虛線表示。法線要與界面垂直，且畫成虛線。在作圖時首先要弄清光從哪種介質中射入另一種介質，進而清楚知道折射角和入射角的大小關系。如果已知入射光線作折射光線，首先要過入射點畫法線，然后確定入射角。如果已知折射光線作入射光線，則先要過折射點作法線，然后確定折射角，根據折射角與入射角的大小關系畫出入射光線。

五、結束語

初中物理教師在進行光學作圖的教學時，要以課程標準為依據，理解作圖的方法和依據，根據定律作出相應的圖形。在光學作圖教學時，教師要嚴格按照作圖標準，規范作圖，給學生樹立榜樣，進而提高學生的作圖能力。

參考文獻

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