Bài 4 định luật phản xạ ánh sáng

Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới.. SI: tia tới IR: tia phản xạ IN: pháp tuyến tại điểm tới I: góc tới i’: góc phản xạ

BÀI 4: ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG Mục tiêu

 Kiến thức

+ Xác định được tia tới, tia phản xạ, góc tới, góc phản xạ khi xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng + Phát biểu được nội dung định luật phản xạ ánh sáng

 Kĩ năng

+ Ứng dụng định luật phản xạ anh sáng để đổi hướng đường truyền ánh sáng theo mong muốn + Giải các bài tập liên quan đến định luật phản xạ ánh sáng

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Gương phẳng

Gương phẳng được biểu diễn như hình vẽ

2 Hiện tượng phản xạ ánh sáng

Là hiệu tượng tia sáng bị đổi hướng trở lại môi trường

cũ khi gặp một bề mặt nhẵn

3 Định luật phản xạ ánh sáng

+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và

pháp tuyến tại điểm tới

Tia phản xạ nằm ở phía bên kia pháp tuyến tại điểm

tới

+ Góc phản xạ bằng góc tới

Gương phẳng là những vật có bề mặt nhẵn, bóng và có khả năng phản xạ lại hầu hết ánh sáng tới bề mặt gương.

SI: tia tới IR: tia phản xạ IN: pháp tuyến tại điểm tới I: góc tới

i’: góc phản xạ i’ = i

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

Hiện tượng phản xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị đổi hướng, trở lại môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhẵn

Định luật phản xạ ánh sáng

Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới

Góc phản xạ = góc

tới i’ = i

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Hoàn thiện các phát biểu sau:

Trong hiện tượng phản xạ ánh sáng, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa …… và ……

Góc …… bằng góc tới

Hướng dẫn giải

Trong hiện tượng phản xạ ánh sáng, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa…… tia tới …… và … pháp tuyến tại điểm tới …

Góc …… phản xạ …… bằng góc tới

Ví dụ 2: Tia phản xạ trong hình bên là:

Hướng dẫn giải

Tia phản xạ là tia IR

Chọn C

Ví dụ 3: Chiếu một tia sáng SI vuông góc mặt gương phẳng Khi đó góc tới bằng:

Hướng dẫn giải

Góc tới là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến tại điểm tới Tia tới vuông góc với gương phẳng, pháp tuyến cũng vuông góc với gương phẳng nên góc tới bằng 0°

Chọn C

III BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài tập cơ bản

Câu 1: Tìm phát biểu không đúng khi nói về hiện tượng phản xạ ánh sáng?

A Hiện tượng tia sáng bị đổi hướng, trở lại môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhẵn gọi là hiện tượng

phản xạ ánh sáng

B Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới.

C Góc phản xạ bằng góc tới.

D Trong một môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.

Câu 2: Vật nào sau đây có thể coi là gương phẳng?

A Trang giấy trắng B Một tấm kim loại phẳng được đánh bóng.

Câu 3: Khi tia phản xạ hợp với pháp tuyến tại điểm tới một góc i’ = 30° thì tia tới hợp với pháp tuyến tại

điểm tới một góc

Câu 4: Ánh sáng nào dưới đây, không phải là ánh sáng phản xạ? Khi ánh sáng được phát ra từ

Câu 5: Với điều kiện nào thì một mặt phẳng được xem là một gương phẳng?

A Mặt rất phẳng.

B Bề mặt nhẵn bóng, phản xạ tốt ánh sáng chiếu đến nó.

C Bề mặt hấp thụ tốt ánh sáng chiếu đến nó.

D Bề mặt vừa có thể phản xạ, vừa có thể hấp thụ ánh sáng chiếu đến nó.

Câu 6: Khi tia tới hợp với pháp tuyến tại điểm một góc i = 30° thì tia phản xạ hợp với pháp tuyến tại

điểm tới một góc

Câu 7: Một tia sáng tới gương phẳng với góc tới là 30° Hình vẽ nào sau đây biểu diễn đúng với trường

hợp trên?

Câu 8: Một tia sáng chiếu tới bề mặt một gương phẳng sao cho hợp với pháp tuyến tại điểm tới một góc

50° Khi đó góc phản xạ bằng

Bài tập nâng cao

Câu 9: Một tia sáng tới bề mặt gương phẳng và hợp với mặt gương một góc 60° Góc phản xạ bằng:

Câu 10: Chiếu một tia sáng lên một gương phẳng, ta thu được một tia phản xạ tạo với tia tới một góc

120° Góc phản xạ bằng:

A 40° B 60° C 80° D 120°.

Câu 11: Một tia sáng tới gương phẳng và cho tia phản xạ tương ứng như hình vẽ Góc tới bằng:

Câu 12: Chùm sáng Mặt Trời hợp với mặt đất một góc 30° Người ta điều chỉnh gương phẳng sao cho

mặt gương hợp với mặt đất 1 góc α thì chùm tia phản xạ hướng thẳng đứng về phía mặt đất Góc α nhận giá trị:

Câu 13: Cho đường truyền tia sáng như hình vẽ Xác định góc phản xạ.

Câu 14: Một tia sáng tạo với gương một góc như hình vẽ Góc tới có giá trị bằng:

Câu 15: Hình nào trong các hình sau biểu diễn đúng định luật phản xạ ánh sáng?

Câu 16: : Nếu tia tới hợp với bề mặt gương phẳng một góc α= 30° thì góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ

có số đo là

Câu 17: Chiếu một tia sáng tới gương phẳng, biết góc tới i = 20°, muốn cho góc tạo bởi tia tới và tia phản

xạ có độ lớn bằng 60° thì phải tăng góc tới thêm bao nhiêu độ?

Câu 18: Vẽ tia tới cho các trường hợp thu được tia phản xạ như hình dưới đây.

Câu 19: Vẽ tia phản xạ trong các trường hợp sau:

ĐÁP ÁN

Gợi ý giải

Câu 1: Định luật phản xạ ánh sáng gồm các nội dung sau:

+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới Tia phản xạ nằm ở phía bên kia pháp tuyến tại điểm tới

+ Góc phản xạ bằng góc tới

Câu 2: Các vật có bề mặt nhẵn, bóng có thể coi là gương phẳng

Câu 3: Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến tại điểm tới là góc tới; góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến tại

điểm tới là góc phản xạ

Góc phản xạ = góc tới Mà góc phản xạ bằng 30° Nên góc tới bằng 30°

Câu 4: Mặt Trời là nguồn sáng, nên ánh sáng không phải là ánh sáng phản xạ.

Câu 5: Vật có bề mặt nhẵn bóng, phản xạ tốt ánh sáng chiếu đến nó có thể được coi là gương phẳng Câu 6: Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến tại điểm tới là góc tới; góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến tại

điểm tới là góc phản xạ

Góc phản xạ = góc tới Mà góc tới bằng 30° Nên góc phản xạ bằng 30°

Câu 7: Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến tại điểm tới là góc tới; góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến tại

điểm tới là góc phản xạ

Góc phản xạ = góc tới Mà góc tới bằng 30° Nên góc phản xạ bằng 30°

Câu 8: Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến tại điểm tới là góc tới; góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến tại

điểm tới là góc phản xạ

Góc phản xạ = góc tới Mà góc tới bằng 50° Nên góc phản xạ bằng 50°

Câu 9: Góc hợp bởi tia tới và bề mặt gương là 60° (hình minh họa)

 Góc tới SIN   90 60 30  Góc phản xạ: NIR SIN 30

Câu 10: Theo đề bài SIR 120

Lại có NIR SIN  NIR SIN 2NIR120  NIR60

Câu 11: Theo đề bài SIR 110

Lại có NIR SIN  NIR SIN 2NIR110  NIR55

Câu 12: Theo đề bài SID30 , IRID

SIR SID DIR

2

SIR NIR SIN

SIG

GID SID SIG

Vậy góc hợp bởi gương mặt và mặt đất là 60

Câu 14: Góc tới SIN 110  90 20

Câu 15: Tia phản xạ nằm cùng nửa mặt phẳng với tia tới bờ là mặt gương nên đáp án C, D không đúng.

Vì theo định luật phản xạ ánh sáng thì: góc phản xạ bằng góc tới Nên hai góc phụ với góc phản xạ và góc tới cũng bằng nhau

Câu 16: Ta có thể vẽ hình như hình bên dưới

Góc tới SIN   90 30 60

Góc phản xạ: NIR SIN 60

Nên góc hợp bởi tia phản xạ và tia tới: SIRNIR SIN 2SIN 120

Câu 17: Tương tự như câu 16,

Lúc đầu góc tới là 20°

Lúc sau, góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ:

SIRNIR SIN  SIN    SIN  

 Góc tới phải tăng so với ban đầu là: 30° - 20° = 10°

Câu 18: Vẽ tia tới tương ứng.

a Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì phản xạ hợp với mặt gương một góc 20° nên góc phản xạ: NIR   90 20 70

Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc tới: SIN NIR 70

Từ đó ta vẽ tia tới SI như sau: Phía bên kia pháp tuyến, bờ IN, vẽ tia SI sao cho SIN   70

b Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì tia phản xạ vuông góc với mặt gương nên góc phản xạ: NIR  0

 Tia phản xạ trùng pháp tuyến tại điểm tới

Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc tới: SIN NIR   0

 Tia tới cũng trùng pháp tuyến tại điểm tới

 Tia tới trùng với tia phản xạ Ta được kết quả như hình vẽ

c Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì tia phản xạ hợp với mặt gương một góc 150° như hình vẽ nên góc phản xạ: NIR 150  90 60 Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc tới: SIN NIR 60

Từ đó ta vẽ tia tới SI như sau: Phía bên kia pháp tuyến, bờ IN, vẽ tia SI sao cho SIN  60

Câu 19:

a Vẽ tia phản xạ

Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì tia tới hợp với mặt gương một góc 20° nên góc tới: SIN   90 20 70

Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ: NIR SIN 70

Từ đó ta vẽ tia phản xạ IR như sau: Phía bên kia pháp tuyến, bờ IN, vẽ tia IR sao cho: NIR  70

b Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì tia tới vuông góc với mặt gương nên góc tới SIN   0

Tia tới trùng pháp tuyến tại điểm tới

Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ: NIR SIN   0

Tia phản xạ cũng trùng pháp tuyến tại điểm tới

Tia phản xạ trùng với tia tới Ta được kết quả như hình vẽ

c Vẽ pháp tuyến IN G tại I

Vì tia tới hợp với mặt gương một góc 150° như hình vẽ nên góc tới: SIN 150  90 60

Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ: NIR SIN 60

Từ đó ta vẽ tia phản xạ IR như sau: Phía bên kia pháp tuyến, bờ IN, vẽ tia IR sao cho NIR  60