A-Level物理光学：光的折射反射，怎样绘制光路图

光学是A-Level物理中的重要模块，其中光的折射与反射更是考试常考点。掌握光路图的绘制技巧不仅能帮助理解光学原理，还能在解题时事半功倍。本文将系统讲解光路图绘制方法，并分享考试中的实用技巧。

一、光路图绘制基础原则

1. 光线表示方法

使用带箭头的直线表示光线传播方向

入射光线与反射/折射光线需用不同颜色或线型区分

2. 关键要素标注

必须标注入射角(i)和反射角(r)或折射角

法线必须用虚线垂直于界面

所有角度均以法线为基准测量

二、反射光路图绘制步骤

1. 绘制界面与法线

用直线表示反射平面（如镜面）

在入射点作垂直于界面的虚线作为法线

2. 标注入射光线

以适当角度画出入射光线，标注入射角i

入射角是入射光线与法线的夹角

3. 绘制反射光线

根据反射定律：i = r

测量入射角，对称画出反射光线

确保反射光线与入射光线分居法线两侧

三、折射光路图绘制要点

1. 介质分界面处理

明确两种介质及其折射率关系

当光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角

2. 折射光线方向

使用斯涅尔定律：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

注意全反射临界角计算：sinθc = n₂/n₁ (n₁>n₂)

3. 典型错误避免

不要混淆入射角与界面夹角

折射光线必须偏向法线或远离法线，不能画反

四、考试应用技巧

1. 作图规范

使用直尺保z线条平直

角度测量要精确，误差控制在±2°内

2. 特殊情形处理

平行玻璃砖的光路偏移

三棱镜的最小偏向角

透镜的光心与焦点定位

3. 验证方法

检查入射角与反射角是否相等

验证折射是否符合n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

全反射条件是否满足

五、常见题型演练

1. 平面镜成像问题

根据物距等于像距作图

注意虚像用虚线表示

2. 透镜组合问题

先绘制d1个透镜的成像

将该像作为第二个透镜的物

3. 介质层折射问题

注意多次折射的计算

可能涉及临界角判断

掌握这些绘制技巧后，建议通过历年 进行针对性练习。特别注意CIE和Edexcel考试局对作图题的不同要求，养成规范的作图习惯，避免因作图不规范导致的失分。