Định luật phản xạ ánh sáng là một trong những kiến thức quan trọng của Vật lý 7, xuất hiện rất nhiều trong bài kiểm tra học kỳ. Vậy, định luật phản xạ ánh sáng là gì? Nội dung và phương pháp giải bài tập định luật ánh sáng như thế nào? Tất cả sẽ được giải đáp chi tiết trong nội dung dưới đây của chuthapdoquangninh.org.vn
Định luật phản xạ ánh sáng là gì?
Phản xạ ánh sáng là hiện tượng thường thấy trong đời sống hàng này. Đó là hiện tượng xảy ra trong tự nhiên lẫn nhân tạo, có sức ảnh hưởng khá lớn. Vì thế, việc tìm ra quy luật của hiện tượng phản xạ ánh sáng là điều tất yếu.
Định luật phản xạ ánh sáng là kiến thức Vật lý quan trọng
Thực hiện thí nghiệm chiếu tia sáng của đèn pin lên mặt phẳng trên bàn ta sẽ thu được một vệt sáng trên tường. Đó là một trong những ví dụ điển hình cho hiện tượng phản xạ ánh sáng. Vậy, ta có thể hiểu nôm na phản xạ ánh sáng như sau: “Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt hoặc một ranh giới khác không hấp thụ năng lượng bức xạ và làm sóng ánh sáng bật khỏi bề mặt đó”
Khái niệm định luật phản xạ ánh sáng đã được đề cập tới trong SGK Vật lý lớp 7, khi ta chiếu ánh sáng vào một vật bất kỳ nào đó, ánh sáng khi tiếp xúc với vật đó sẽ bị phản chiếu ngược lại một cách hoàn toàn với hiện tượng đó.
Hiện tượng phản xạ ánh sáng xuất hiện cả ở trong môi trường tự nhiên và môi trường lý tưởng mà con người tạo ra để thực hiện các thí nghiệm vật lý.
Các loại phản xạ ánh sáng thường thấy
Phản xạ ánh sáng thường xuyên
Chùm tia tới song song sẽ phản xạ ngược lại, song song theo một hướng xác định. Tia tới song song vẫn sẽ song song sau khi bị phản xạ. Tia sáng sẽ đi theo một hướng và chỉ xuất hiện khi phản xạ trên các mặt phẳng như gương phẳng, mặt phẳng của kim loại góc tới và góc phản xạ gần như sẽ bằng nhau. Bởi vậy, loại phản xạ này sẽ cho ra những chùm tia song song giống như chùm tia tới nhưng đi theo một hướng khác.
Phản xạ ánh sáng khuếch tán
Chùm tia sáng song song sẽ bị phản xạ theo các hướng khác nhau. Các tia tới sẽ song song nhưng khi là tia phản xạ thì sẽ không song song với nhau. Thay vào đó chúng sẽ tán xạ theo nhiều hướng.
Trong trường hợp này người ta sẽ gọi là tán xạ không đều. Hiện tượng phản xạ khuếch tán xảy ra ở những mặt phẳng không bằng phẳng như gương cầu lồi, gương cầu lõm,..Vì góc tới và góc phản xạ có độ lớn khác nhau nên tia sáng của tia tới khi rơi vào mặt phẳng không phẳng sẽ bị khuếch tán theo hướng khác nhau.
Nội dung định luật phản xạ ánh sáng
Nội dung của định luật phản xạ ánh sáng như sau:
– Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
– Góc phản xạ bằng góc tới.
Trong đó:
– SI: Là góc tới
– IR: Là tia phản xạ
– IN: Là pháp tuyến
– SIN = i: Là góc tới
– NIR = i’: Là góc phản xạ
Nội dung của định luật phản xạ ánh sáng rút ra tính chất quan trọng: i = i’ hay SIN = NIR.
Công thức định luật phản xạ ánh sáng
– Góc tới là góc tạo bởi tia tới và pháp tuyến, ký hiệu là i
– Góc phản xạ là góc được tạo bởi tia phản xạ và pháp tuyến, ký hiệu là i’
Phương pháp giải bài tập định luật phản xạ ánh sáng
Có 2 dạng bài tập liên quan tới định luật phản xạ ánh sáng, cách giải như sau:
Dạng 1: Dùng định luật phản xạ để vẽ góc tới, phản xạ
Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ta có thể biết được tia phản xạ đối xứng tia tới thông qua pháp tuyến đi qua gương phẳng. Để vẽ được tia tới và tia phản xạ ta thực hiện như sau:
Dùng định luật phản xạ để vẽ góc tới, phản xạ
– Vẽ pháp tuyến NN’ vuông góc với gương tại điểm I
– Từ tia SI ta cho điểm A bất kỳ
– Kẻ đoạn AA’ vuông góc với NN’ tại H sao cho AH = HA’
– Kẻ A’I
Dạng 2: Dùng định luật phản xạ để xác định vị trí gương
Ở dạng bài tập này, ta cần xác định vị trí cần đặt gương khi biết được góc tới và góc phản xạ. Cụ thể:
– Xác định điểm tới I, tại điểm tia tới và tia phản xạ cắt nhau
– Xác định góc tới được hình thành tạo bởi tia tới và tia phản xạ
– Vẽ pháp tuyến NI
– Xác định vị trí cần đặt gương, từ I kẻ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng đó là vị trí cần đặt gương.
Vận dụng định luật phản xạ ánh sáng
Nắm được quy luật phản xạ ánh sáng, con người đã ứng dụng hiện tượng này để tạo ra các vật dụng sử dụng trong đời sống hàng ngày. Dưới đây là một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ ánh sáng trong đời sống.
Gương phẳng, gương cầu lõm, gương cầu lồi
Gương là một trong những ví dụ điển hình nhất khi nhắc tới phản xạ ánh sáng. Bằng việc gương phẳng phản xạ thường xuyên, các chùm tia tới song song tạo ra hình ảnh giống hệ với người đứng trước gương nên được tận dụng vào việc phản chiếu ảnh đặc biệt nên được sử dụng trong các tiệm salon tóc.
Với gương cầu lồi, gương cầu lõm thì tạo ra hình ảnh to hoặc nhỏ hơn so với vật thể ở bên ngoài do hiện tượng phản xạ ánh sáng khuếch tán. Những tấm gương này được sử dụng trên những cung đường khuất tầm nhìn để người lái dễ dàng nhìn thấy cung đường phía trước có người qua lại hay không.
Kính thiên văn
Kính thiên văn
Kính thiên văn là một trong những ứng dụng cải tiến của việc áp dụng phản xạ ánh sáng nhiều lần. Trước đây, khi ngành thiên văn mới ra đời để quan sát được vật xa các nhà khoa học đã nghiên cứu ra kính thiên văn. Việc áp dụng khúc xạ phản xạ ánh sáng nhiều lần qua lăng kính mà phóng to các hành tinh ở xa hàng trăm lần giúp nhà khoa học xác định những hành tinh mà mắt thường không thể nhìn thấy được.
Bài tập vận dụng định luật phản xạ ánh sáng
Câu 1: Nội dung nào sau đây không thuộc định luật phản xạ ánh sáng:
- Góc phản xạ bằng góc tới
- Tia phản xạ bằng tia tới
- Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng gương.
Đáp án: B. Tia phản xạ bằng tia tới
Câu 2: Chiếu một tia sáng đến một gương phẳng ta thu được một tia phản xạ tạo với tia tới một góc 40 độ. Góc tới giá trị là bao nhiêu độ? Chọn đáp án chính xác nhất và nêu cách làm:
- 20
- 80
- 40
Đáp số: A. 20 độ
Góc tới = góc phản xạ. Do đó pháp tuyến là tia phân giác của góc tạo bởi tia phản xạ và tia tới.
= > Góc tới = góc phản xạ = 40/2 = 20 (độ)
Câu 3: Chiếu một tia tới SI lên một gương phẳng hoặc một mặt phẳng phản xạ, ta thu được một tia phản xạ IR tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Tìm giá trị của góc tới i và góc phản xạ r. (lưu ý quy ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)
- i = r = 60 độ
- i = r = 30 độ
- i = 20 độ, r = 40 độ
- i = r =120 độ
Đáp án: B: i = r =30 độ.
Lời giải:
Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới luôn bằng góc phản xạ tức i = r. Do đó ta loại trừ phương án C khi mà i # r.
Ta có i = r mà i + r = 60 độ => i = r = 30 độ, Chọn đáp án B.
Câu 3: Chiếu một tia sáng SI lên một mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI thu được nằm trên mặt phẳng nào?
- Mặt phẳng gương
- Mặt phẳng tạo bởi tia tới và mặt gương
- Mặt phẳng vuông góc với tia tới
- Mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới
Đáp án: D. Mặt phẳng bởi tia tới và pháp tuyến gương
Câu 4: Câu nào dưới đây là đúng về định luật phản xạ ánh sáng:
- Tia tới vuông góc tia phản xạ
- Tia tới bằng tia phản xạ
- Góc tới bằng góc phản xạ
- Góc cộng góc phản xạ bằng 180 độ
Đáp án: C. Góc tới bằng góc phản xạ
Câu 5: Cho tia tới SI hợp với mặt phẳng gương góc 30 độ. Hỏi tia phản xạ có số đo là bao nhiêu?
- 30 độ
- 50 độ
- 60 độ
- 80 độ
Lời giải:
Tia SI hợp với mặt phẳng gương góc 30 độ. Lại có pháp tuyến vuông góc với gương
=> SIN = 90 – 30 = 60 độ, suy ra góc tới có độ lớn là 60 độ
Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ta có: i = r = 60 độ. Chọn đáp án C. 60 độ
Với các thông tin có trong bài viết “Định luật phản xạ ánh sáng | Phát biểu nội dung và bài tập vận dụng” hy vọng sẽ giúp ích bạn. Truy cập chuthapdoquangninh.org.vn để cập nhật thêm nhiều thông tin quan trọng khác về Vật lý.
