Định luật phản xạ ánh sáng: Lý thuyết và Bài tập ứng dụng

Sự phản xạ ánh sáng là gì? Nội dung của định luật phản xạ ánh sáng? Cách giải các dạng bài tập về định luật phản xạ ánh sáng? Làm thế nào để chứng minh và áp dụng định luật phản xạ ánh sáng?… Trong phạm vi bài viết dưới đây của Tip.edu.vnchúng ta cùng tìm hiểu về chủ đề này nhé!

Quy luật phản xạ ánh sáng là gì?

Lý thuyết về gương phẳng và ảnh tạo bởi gương phẳng

• Gương phẳng là một bộ phận của mặt phẳng, nhẵn, bóng, có thể phản chiếu các vật.
• Ảnh của vật tạo bởi gương phẳng: Ảnh của vật quan sát được trong gương phẳng

Phản xạ ánh sáng

Khi dùng đèn pin, chiếu một chùm tia tới SI lên gương phẳng vuông góc với một tờ giấy (như hình vẽ bên). Tia này khi đi thì ở trên mặt tờ giấy, khi gặp gương thì tia sáng bị phản xạ lại tạo ra tia IR gọi là tia phản xạ. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.

Nội dung Định luật phản xạ ánh sáng

Quy ước luật

• Tia tới SI, tia phản xạ IR (I là điểm tới trên gương phẳng, nơi tia sáng chiếu vào)
• Đường pháp tuyến NN ‘: Là đường vuông góc với mặt phẳng gương
• Góc tới i: Góc tạo bởi tia tới và pháp tuyến

( widehat {SIN} = i )

• Góc phản xạ i ‘: Góc tạo bởi tia phản xạ và pháp tuyến

( widehat {NIR} = i ‘)

Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng

• Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và tia pháp tuyến của gương tại điểm tới
• Góc phản xạ bằng góc tới: (i = i ‘)

Phương pháp giải bài tập về định luật phản xạ ánh sáng

Cách vẽ tia phản xạ khi biết tia tới

Quy luật phản xạ ánh sáng cho chúng ta biết: tia phản xạ đối xứng về tia tới qua gương phẳng. Vậy để vẽ tia phản xạ khi biết tia tới ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Tại điểm tới I, kẻ pháp tuyến NN ‘vuông góc với gương.
• Bước 2: Lấy điểm A bất kỳ trên tia tới SI
• Bước 3: Vẽ đoạn thẳng AA ‘vuông góc với pháp tuyến NN’ tại H sao cho:

(AH = HA ‘)

• Bước 4: Vẽ tia IA ‘. Tia IA ‘là tia phản xạ được vẽ đồ thị.

Cách tính góc phản xạ, góc tới

Dựa vào giả thiết của bài toán ta xác định được góc giữa tia tới và tia phản xạ, từ đó tính được góc phản xạ và góc tới.

Ví dụ: Cho góc tạo bởi tia tới và gương (góc α). Tính góc tới i và góc phản xạ i ‘.

Từ hình chúng ta có:

(i + alpha = 90 ^ { circle} ); (i ‘+ beta = 90 ^ { circle} )

Nhưng: (i = i ‘)

Nên: ( alpha = beta )

từ đó chúng tôi có: (i = i ‘= 90 ^ { circle} – alpha )

Ghi chú:

– Nếu tia tới vuông góc với mặt phẳng gương thì:

(i = i ‘= 0 ^ { circle} ); ( alpha = beta = 90 ^ { circle} )

thì tia phản xạ có phương cùng chiều với tia tới nhưng ngược hướng.

– Nếu tia tới trùng với mặt phẳng gương có nghĩa là:

(i = i ‘= 90 ^ { circle} ); ( alpha = beta = 0 ^ { circle} )

khi đó tia phản xạ có phương cùng phương với tia tới và cùng phương với tia tới.

Cách xác định vị trí gương khi biết cả tia tới và tia phản xạ

• Bước 1: Xác định điểm tới I bằng cách tìm giao điểm I của tia tới và tia phản xạ.
• Bước 2: Xác định góc giữa tia tới và tia phản xạ: i + i ‘
• Bước 3: Xác định pháp tuyến NN ‘bằng cách vẽ tia phân giác NIN’ của góc i + i ‘. Khi đó NN ‘là bình thường.
• Bước 4: Xác định vị trí đặt gương: Từ I kẻ đường vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng đó là vị trí đặt gương phẳng

Cách xác định góc quay của tia tới, tia phản xạ hay gương

• Bước 1: Dựa vào định luật và điều kiện của bài toán, ta tìm được các cặp góc bằng nhau
• Bước 2: Tìm mối quan hệ giữa các góc có liên quan
• Bước 3: Suy ra góc quay của tia tới, tia phản xạ hay gương

Đố vui về định luật phản xạ ánh sáng

Bài 1: Tia tới trên gương phẳng tương ứng với tia phản xạ một góc (120 ^ { circle} ). Góc tới là gì?

1. (90 ^ { khoanh} ) B. (75 ^ { khoanh} )
2. (60 ^ { khoanh} ) D. (30 ^ { khoanh} )

Bài 2: Khi chiếu tia tới trên gương phẳng thì góc tạo bởi tia phản xạ và tia tới có các tính chất sau:

1. bằng hai lần góc tới B. bằng góc tới
2. bằng một nửa góc tới D. Tất cả đều sai

Bài 3: Khi tia tới vuông góc với gương phẳng thì góc phản xạ bằng:

1. (90 ^ { khoanh} ) B. (180 ^ { khoanh} )
2. (0 ^ { khoanh} ) D. (45 ^ { khoanh} )

Bài 4: Chọn câu trả lời đúng?

1. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến đối với gương tại điểm tới.
2. Tia phản xạ, tia tới và pháp tuyến đối với gương tại điểm tới nằm trong cùng một mặt phẳng.
3. Mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến đối với gương tại điểm tới cũng chứa tia phản xạ.
4. Cả A, B, C.

Bài 5: Vật nào sau đây không thể coi là gương phẳng?

1. Màn hình TV B. Mặt hồ trong vắt
2. Tờ giấy trắng D. Tấm thuỷ tinh không tráng bạc nitrat

Bài 6: Một tia sáng chiếu vào gương phẳng và tạo với mặt gương một góc 300. Góc phản xạ bằng:

1. (30 ^ { khoanh} ) B. (45 ^ { khoanh} )
2. (60 ^ { khoanh} ) D. (15 ^ { khoanh} )

Trên đây là những kiến ​​thức hữu ích về chủ đề Định luật phản xạ ánh sáng, hy vọng sẽ cung cấp cho các bạn những thông tin cần thiết cho quá trình học tập. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!