Bài 9:Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí 7 Chương 1 : Quang học

1. Nhận biết ánh sáng – Nguồn sáng và vật sáng

    - Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta.

    - Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật vào mắt ta.

    - Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng. Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.

    Chú ý: Vật đen là vật không tự phát ra ánh sáng và cũng không hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.

2. Sự truyền ánh sáng

    - Định luật truyền thẳng của ánh sáng:

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

    - Đường truyền của ánh sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ hướng gọi là tia sáng.

    - Có 3 loại chùm sáng:

        + Chùm sáng giao nhau ⇒ chùm sáng hội tụ

        + Chùm sáng không giao nhau ⇒ chùm sáng song song

        + Chùm sáng loe rộng ra ⇒ chùm sáng phân kì

3. Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng

    - Bóng tối nằm ở phía sau vật cản, không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.

    - Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, chỉ nhận được một phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.

    - Nhật thực xảy ra khi Trái Đất bị Mặt Trăng che khuất không được Mặt Trời chiếu sáng. Nhật thực toàn phần (hay một phần) quan sát được ở chỗ có bóng tối (hay bóng nửa tối) của Mặt Trăng trên Trái Đất.

    - Nguyệt thực xảy ra khi Mặt Trăng bị Trái Đất che khuất không được Mặt Trời chiếu sáng.

4. Định luật phản xạ ánh sáng

    - Hình của một vật quan sát được trong gương gọi là ảnh của vật tạo bởi gương.

    - Hiện tượng phản xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị hắt trở lại khi gặp một bề mặt nhẵn bóng.

    - Định luật phản xạ ánh sáng:

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

        + Góc phản xạ bằng góc tới.

5. Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

    - Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn chắn gọi là ảnh ảo.

    - Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng lớn bằng vật.

    - Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương.

    Chú ý:

        + Ảnh của vật là tập hợp ảnh của tất cả các điểm trên vật.

        + Các tia sáng từ điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’.

6. Gương cầu lồi

    - Gương cầu lồi là một phần mặt cầu, phản xạ tốt ánh sáng, có mặt phản xạ nằm phía ngoài mặt cầu.

    - Ảnh tạo bởi gương cầu lồi là ảnh ảo, nhỏ hơn vật.

    - Vùng nhìn thấy của gương cầu lồi rộng hơn vùng nhìn thấy của gương phẳng có cùng kích thước.

    Lưu ý:

        + Pháp tuyến tại mỗi điểm tới trên gương cầu lồi có đường kéo dài đi qua tâm mặt cầu (Hình 2.3).

        + Mỗi điểm trên gương cầu lồi được coi như gương phẳng nhỏ. Do đó có thể áp dụng định luật phản xạ ánh sáng tại mỗi điểm trên gương cầu lồi để vẽ tia phản xạ tương ứng với mỗi tia tới.

7. Gương cầu lõm

    - Gương cầu lõm là một phần mặt cầu, phản xạ tốt ánh sáng, có mặt phản xạ nằm phía trong mặt cầu.

    - Tác dụng của gương cầu lõm:

        + Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành một chùm tia phản xạ hội tụ tại một điểm.

        + Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới phân kì thích hợp thành một chùm tia phản xạ song song.

    - Ảnh tạo bởi gương cầu lõm có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo tùy theo vị trí của vật đối với gương.

    Ảnh ảo ⇒ Cùng chiều với vật

    Ảnh thật ⇒ Ngược chiều với vật

    Lưu ý: Pháp tuyến tại mỗi điểm tới trên gương cầu lõm cũng có đường kéo dài đi qua tâm mặt cầu (hình vẽ)

III. BÀI TẬP

1. Trắc Nghiệm

Bài 1: Đứng trên trái Đất, trường hợp nào dưới đây ta thấy có nguyệt thực?

    A. Ban đêm, khi ta đứng không nhận được ánh sáng từ Mặt Trời.

    B. Ban đêm, khi Mặt Trăng không nhận được ánh sáng từ Mặt Trời vì bị Trái Đất che khuất.

    C. Khi Mặt Trời che khuất Mặt Trăng, không cho ánh sáng từ Mặt Trăng tới Trái Đất.

    D. Ban ngày, khi Trái Đất che khuất Mặt Trăng.

Hiển thị đáp án

Bài 2: Trong các phòng mổ ở bệnh viện, người ta thường dùng một hệ thống gồm nhiều đèn mà không dùng một bóng đèn lớn. Mục đích chính của việc này là gì?

    A. Dùng nhiều đèn để thu được ánh sáng mạnh phát ra từ những bóng đèn.

    B. Dùng nhiều đèn để phòng khi có bóng bị cháy.

    C. Dùng nhiều đèn để tránh hiện tượng xuất hiện các bóng đen.

    D. Dùng nhiều đèn để không bị chói mắt.

Hiển thị đáp án

Bài 3: Để giải thích hiện tượng nhật thực, nguyệt thực người ta dựa vào:

    A. Định luật truyền thẳng của ánh sáng.

    B. Định luật phản xạ ánh sáng.

    C. Định luật khúc xạ ánh sáng.

    D. Cả A, B và C.

Hiển thị đáp án

Bài 4: Câu trả lời nào dưới đây là sai

    Địa phương Y có nhật thực một phần khi địa phương đó:

    A. nằm trong vùng bóng nửa tối của Mặt Trăng. Ở đó người ta chỉ nhìn thấy một phần Mặt Trời.

    B. chỉ thấy một phần Mặt Trăng.

    C. chỉ thấy một phần Mặt Trời.

    D. bị Mặt Trăng chắn một phần ánh sáng từ Mặt Trời truyền tới.

Hiển thị đáp án

Bài 5: Một nguồn sáng điểm (nguồn sáng rất nhỏ) chiếu vào một vật chắn sáng. Phía sau vật là:

    A. Bóng tối

    B. Bóng nửa tối

    C. Cả bóng tối lẫn bóng nửa tối.

    D. Bóng tối và bóng nửa tối xen kẽ nhau

Hiển thị đáp án

Bài 6: Trên bức tường ngăn cách hai phòng Quang và Dũng có một lỗ thông nhỏ. Ban đêm, phòng của Quang đóng kín, không bật đèn. Trường hợp nào sau đây mắt của Quang nhận biết được có ánh sáng?

    A. Đèn phòng Dũng không được bật sáng.

    B. Đèn phòng Dũng được bật sáng.

    C. Đèn phòng Dũng sáng, Dũng lấy tờ bìa che kín lỗ nhỏ.

    D. Đèn phòng Dũng sáng, lỗ nhỏ không bị che nhưng Quang nhắm kín hai mắt.

Hiển thị đáp án

Bài 7: Nguồn sáng là vật có đặc điểm nào sau đây?

    A. Hắt lại ánh sáng chiếu đến nó         B. Để ánh sáng truyền qua nó

    C. Tự nó phát ra ánh sáng         D. Truyền ánh sáng đến mắt ta

Hiển thị đáp án

Bài 8: Để nhìn thấy một vật thì:

    A. Vật ấy phải được chiếu sáng

    B. Vật ấy phải là nguồn sáng

    C. Phải có các tia sáng đi từ vật đến mắt.

    D. Vật vừa là nguồn sáng, vừa là vật được chiếu sáng.

Hiển thị đáp án

Bài 9: Vật nào dưới đây được xem là nguồn sáng?

    A. Ngọn nến đang cháy        B. Bóng đèn bị cháy dây tóc

    C. Mặt Trăng        D. Chiếc đàn ghi ta

Hiển thị đáp án

Bài 10: Chùm ánh sáng phát ra từ một đèn pin là chùm tia:

    A. Hội tụ         B. Song song

    C. Không song song, hội tụ, phân kì         D. Phân kì

Hiển thị đáp án

Bài 11: Trong một môi trường trong suốt nhưng không đồng tính thì ánh sáng:

    A. luôn truyền theo đường thẳng

    B. luôn truyền theo một đường cong

    C. luôn truyền theo đường gấp khúc

    D. có thể truyền theo đường cong hoặc đường gấp khúc

Hiển thị đáp án

Bài 12: Chọn câu trả lời sai

    Định luật về sự truyền thẳng của ánh sáng được ứng dụng trong các trường hợp nào dưới đây?

    A. Kiểm tra đội ngũ bằng cách ngắm xem hàng dọc, hàng ngang đã thẳng chưa.

    B. Kẻ đường thẳng trên giấy.

    C. Để ngắm đường thẳng trên mặt đất, dùng các cọc tiêu (ngành đo đạc).

    D. Để tạo ảnh trong bóng tối.

Hiển thị đáp án

Bài 13: Dùng ống rỗng, cong để quan sát thì không thấy dây tóc bóng đèn pin phát sáng vì:

    A. ánh sáng từ dây tóc không truyền đi theo ống cong.

    B. ánh sáng phát ra từ mắt ta không đến được bóng đèn.

    C. ánh sáng từ dây tóc bóng đèn truyền đi theo đường thẳng mà ống rỗng lại cong.

    D. ánh sáng phát ra từ dây tóc chỉ truyền bên ngoài ống.

Hiển thị đáp án

Bài 14: Nội dung định luật truyền thẳng của ánh sáng là:

    A. Trong mọi môi trường ánh sáng truyền theo một đường thẳng.

    B. Trong môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng.

    C. Trong các môi trường khác nhau, đường truyền của ánh sáng có hình dạng khác nhau.

    D. Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác, ánh sáng truyền theo một đường thẳng.

Hiển thị đáp án

Bài 15: Phát biểu nào là sai trong các phát biểu sau đây khi nói về chùm sáng song song?

    A. Trong chùm sáng song song, các tia sáng không thể xuất phát từ một điểm.

    B. Trong chùm sáng song song, các tia sáng không giao nhau.

    C. Trong chùm sáng song song, các tia sáng luôn song song với nhau.

    D. Trong chùm sáng song song, các tia sáng luôn vuông góc với nhau.

Hiển thị đáp án

Bài 16: Chiếu một tia tới lên một gương phẳng. Biết góc phản xạ i’ = 15⁰. Góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ là:

    A. 30⁰         B. 45⁰         C. 60⁰         D. 15⁰

Hiển thị đáp án

    - Theo định luật phản xạ ánh sáng:

    - Góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ là góc SIR

    Ta có:

    - Vậy góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ bằng 30⁰.

    ⇒ Đáp án A đúng

Bài 17: Chiếu một tia sáng SI đến gương phẳng với góc tới i. Quay gương một góc α quanh trục trùng với mặt gương qua I và vuông góc với tia tới. Tia phản xạ sẽ quay một góc là:

    A. α cùng chiều quay của gương

    B. α ngược chiều quay của gương

    C. 2α cùng chiều quay của gương

    D. 2α ngược chiều quay của gương

Hiển thị đáp án

    - Gọi IN là pháp tuyến lúc gương chưa quay

    IN’ là pháp tuyến khi gương đã quay một góc α

    IR là tia phản xạ lúc gương chưa quay

    IR’ là tia phản xạ khi gương đã quay một góc α

    - Vì gương quay một góc α nên 

    * Chứng minh khi gương quay một góc α thì pháp tuyến cũng quay một góc α

    Ta có:

    Từ (1) (2) suy ra: 

    Vậy khi gương quay một góc α thì pháp tuyến cũng quay một góc α đến vị trí IN’

    * Theo định luật phản xạ ánh sáng: 

    Ta có:

    Vậy tia phản xạ sẽ quay một góc là 2α

    Theo hình vẽ ta thấy tia phản xạ quay theo chiều quay của gương

    Vậy đáp án đúng là C

Bài 18: Nhận xét nào dưới đây là sai khi so sánh tác dụng của gương phẳng với một tấm kính phẳng?

    A. Gương phẳng và tấm kính phẳng đều tạo được ảnh của vật trước chúng.

    B. Ta không thể thấy được các vật ở phía bên kia tấm kính.

    C. Nhìn vào gương phẳng ta không thể thấy được các vật ở phía sau của gương.

    D. Nhìn vào tấm kính ta thấy được vật ở phía sau nó

Hiển thị đáp án

Bài 19: Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng phản xạ ánh sáng?

    A. Nhìn thấy bóng cây trên sân trường.

    B. Nhìn thấy quyển vở trên bàn.

    C. Nhìn thấy con cá trong bể nước to hơn so với quan sát ở ngoài không khí.

    D. Nhìn xuống mặt nước thấy cây cối ở bờ ao bị mọc ngược so với cây cối trên bờ.

Hiển thị đáp án

Bài 20: Ảnh của một điểm sáng S đặt trước gương phẳng được tạo bởi:

    A. Giao nhau của các tia phản xạ.

    B. Giao nhau của các tia tới.

    C. Giao nhau của đường kéo dài các tia phản xạ.

    D. Giao nhau của đường kéo dài các tia tới.

Hiển thị đáp án

Bài 21: Một vật sáng có dạng một đoạn thẳng đặt vuông góc với gương phẳng, ảnh của vật sáng đó qua gương phẳng ở vị trí như thế nào?

    A. Song song với vật         B. Cùng phương cùng chiều với vật

    C. Vuông góc với vật         D. Cùng phương ngược chiều với vật

Hiển thị đáp án

Bài 22: Cho điểm sáng S trước gương phẳng cách ảnh S’ của nó qua gương một khoảng 80cm. Ảnh S’ của S tạo bởi gương phẳng nằm cách gương một khoảng là:

    A. 40cm         B. 160cm         C. 20cm         D. 10 cm

Hiển thị đáp án

    - Ảnh S’ đối xứng với S qua gương phẳng nên:

    SS’ vuông góc với gương tại H và SH = S’H (1)

    - Theo đề bài điểm sáng S cách ảnh S’ qua gương một

    Khoảng là 80cm tức là SS’ = 80cm

    Mà SS’ = SH + S’H = 80cm (2)

    Từ (1) (2) 

    Vậy ảnh S’ của S tạo bởi gương phẳng nằm cách gương một khoảng là 40 (cm)

    ⇒ Đáp án A đúng.

Bài 23: Một người cao 1,6m ban đầu đứng ngay dưới bóng đèn nhỏ S được treo ở độ cao 3,2m. Khi người đó đi được 1m thì bóng đỉnh đầu in trên mặt đất di chuyển được một đoạn là:

    A. 1m         B. 2m         C. 4m         D. 0,5m

Hiển thị đáp án

    - Giả sử AB là chiều cao của người (AB = 1,6 m)

    SB là độ cao của bóng đèn so với mặt đất (SB = 3,2m)

    - Ta có: 

    Hay A là trung điểm của SB

    - Theo đề bài: Ban đầu bóng của đỉnh đầu tại B. Khi người di chuyển từ B đến B’ một đoạn BB’ = 1m thì đỉnh đầu cũng di chuyển một đoạn AA’ = BB’ = 1m. Khi đó bóng của đỉnh đầu di chuyển một đoạn BB”.

    - Xét SBB” có: A là trung điểm của SB và AA’ // BB”

    ⇒ AA’ là đường trung bình trong SBB”

    ⇒ AA' = 1/2 BB" ⇒ BB" = 2.AA' = 2.1 = 2 m. Đáp án đúng là B.

Bài 24: Phát biểu nào dưới đây là đúng?

    A. Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn gọi là ảnh ảo.

    B. Ảnh của vật tạo bởi gương phẳng hứng được trên màn gọi là ảnh ảo.

    C. Ảnh của vật tạo bởi gương phẳng có thể trực tiếp sờ được.

    D. Ảnh của vật do gương phẳng tạo ra là một nguồn sáng.

Hiển thị đáp án

Bài 25: Chiếu một tia tới có hướng SI có hướng nằm ngang lên một gương phẳng treo thẳng đứng như hình vẽ. Giữ nguyên tia tới, hỏi gương phải quay như thế nào quanh điểm treo để tia phản xạ có hướng thẳng đứng xuống dưới?

    A. Gương quay sang trái và nghiêng một góc 45⁰ đối với tia tới SI.

    B. Gương quay sang phải 45⁰ đối với tia tới SI.

    C. Gương nghiêng sang trái 30⁰.

    D. Gương phải nằm ngang.

Hiển thị đáp án

    * Vẽ vị trí đặt gương

    - Từ I ta vẽ tia phản xạ hướng thẳng đứng có chiều từ trên xuống dưới.

    - Từ I vẽ tia phân giác IN của góc SIR

    - Tia phân giác IN chính là đường pháp tuyến của gương tại điểm tới I.

    - Từ I vẽ đường thẳng xy vuông góc với IN.

    - Vị trí đường thẳng xy chính là vị trí đặt gương khi tia phản xạ hướng thẳng đứng xuống dưới.

    - Vì tia tới nằm ngang, tia phản xạ hướng thẳng đứng xuống dưới nên  (1)

    - Theo định luật phản xạ ánh sáng: (2)

    Từ (1) (2) ⇒ 

    - Vì tia phản xạ vuông góc với gương nên

    ⇒ 

    * Lúc đầu tia tới SI vuông góc với gương nên góc hợp bởi tia tới và gương là 90⁰.

    Lúc sau, khi quay gương thì góc hợp bởi tia tới và gương là bằng 45⁰

    Vậy gương quay đi một góc bằng 90⁰ – 45⁰ = 45⁰ so với vị trí lúc đầu.

    Từ hình vẽ ta thấy gương quay sang trái đối với tia SI

    ⇒ Đáp án đúng là A.

Bài 26: Lần lượt đặt ngọn nến trước gương cầu lồi, gương cầu lõm, gương phẳng. Chọn câu sai:

    A. Kích thước ảnh của ngọn nến qua gương phẳng nhỏ hơn qua gương cầu lõm.

    B. Kích thước ảnh của ngọn nến qua gương cầu lồi nhỏ hơn qua gương cầu lõm.

    C. Kích thước ảnh của ngọn nến qua gương cầu lồi nhỏ hơn qua gương phẳng.

    D. Kích thước ảnh của ngọn nến qua gương cầu lõm và gương cầu lồi là bằng nhau.

Hiển thị đáp án

Bài 27: Không dùng gương cầu lõm để quan sát những vật ở phía sau xe ô tô, xe máy vì:

    A. Ảnh ảo tạo bởi gương cầu lõm lớn hơn vật.

    B. Gương cầu lõm hội tụ ánh sáng Mặt Trời chiếu vào người lái xe.

    C. Vùng quan sát được trong gương cầu lõm nhỏ hơn so với gương cầu lồi

    D. Gương cầu lõm chỉ tạo ra ảnh ảo đối với những vật ở gần gương.

Hiển thị đáp án

Bài 28: Gương có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành chùm tia phản xạ hội tụ là gương gì?

    A. Gương phẳng         B. Gương cầu lồi

    C. Gương cầu lõm         D. Cả B và C

Hiển thị đáp án

Bài 29: Ảnh của một ngọn nến đang cháy quan sát được trong gương cầu lồi có chiều như thế nào?

    A. Ảnh có lúc cùng chiều, có lúc ngược chiều với chiều của ngọn nến.

    B. Ảnh ngược chiều với chiều của ngọn nến.

    C. Ảnh cùng chiều với chiều của ngọn nến.

    D. Phụ thuộc vào vị trí đặt ngọn nến.

Hiển thị đáp án

Bài 30: Trong pha đèn pin người ta lắp một gương cầu lõm để phản xạ ánh sáng phát ra từ dây tóc bóng đèn. Vậy chùm sáng phản xạ là chùm tia gì để ánh sáng được chiếu đi xa mà vẫn rõ?

    A. Chùm tia hội tụ         B. Chùm tia phân kì

    C. Chùm tia song song         D. Cả A hoặc C.

Hiển thị đáp án

2. Tự luận

Bài 1: Cho hình vẽ bên.

    a) Hãy vẽ tia tới xuất phát từ S đến gặp gương phẳng và phản xạ lại từ R (trình bày cách vẽ).

    b) Giả sử cho góc hợp bởi tia tới với mặt gương là 60⁰. Hãy tính góc tới và góc phản xạ

Hiển thị đáp án

    a) Cách vẽ:

    - Vẽ ảnh S’ đối xứng với S qua gương, SS’ vuông góc với gương tại H.

    - Nối S’ và R cắt gương tại I thì I là điểm tới.

    - Nối SI ta có tia tới, IR chính là tia phản xạ.

    b) Từ I ta dựng pháp tuyến N vuông góc với gương.

    Ta có: 

    Mà 

    Theo định luật phản xạ ánh sáng: 

    Vậy góc tới và góc phản xạ đều bằng 30⁰.

Bài 2: Chiếu một tia sáng SI hợp với phương nằm ngang một góc 60⁰ (như hình vẽ). Tia phản xạ IR có phương nằm ngang, chiều từ phải sang trái.

    a) Vẽ vị trí đặt gương (trình bày cách vẽ)

    b) Tính góc tới, góc phản xạ

Hiển thị đáp án

    a) ∗ Vẽ tia phản xạ: Từ I vẽ tia phản xạ IR có phương nằm ngang, chiều từ phải qua trái.

    ∗ Vẽ vị trí đặt gương:

    - Từ I vẽ tia phân giác IN của góc SIR.

    - Tia phân giác IN chính là đường pháp tuyến của gương tại điểm tới I.

    - Từ I vẽ đường thẳng xy vuông góc với IN

    - Đường thẳng xy chính là vị trí đặt gương.

    b) Ta có góc hợp bởi tia tới SI và tia phản xạ IR là góc SIR bằng 60⁰

    Vì IN là tia phân giác góc SIR nên ta có:

    Vậy góc tới và góc phản xạ bằng 30⁰.

Bài 3: Đặt hai gương phẳng G₁ và G₂ có mặt phản chiếu quay vào nhau và tạo thành một góc vuông. Chiếu một tia sáng SI bất kì vào gương G₁ (hình vẽ). Hãy vẽ đường đi của tia sáng qua G₁ và G₂. Tia phản xạ qua G₂ có phương như thế nào đối với tia tới SI?

Hiển thị đáp án

    ∗ Vẽ đường đi của tia sáng qua G₁ và G₂.

    - Vẽ ảnh S’ đối xứng với S qua gương G₁.

    - Tia tới SI đến gương G₁ sẽ cho tia phản xạ IJ có đường kéo dài qua S’, IJ đồng thời cũng là tia tới của gương G₂.

    - Từ J kẻ đường pháp tuyến JN vuông góc với gương G₂.

    - Vẽ tia phản xạ JR tại gương G₂ sao cho .

    - Đường đi của tia sáng qua G₁ và G₂ là đường SIJR.

    ∗ Kéo dài IJ một đoạn JK.

    Kéo dài hai đường pháp tuyến tại I và J để chúng cắt nhau tại N.

    Xét tứ giác IOJN có các góc tại I, J, O đều là góc vuông nên góc INJ cũng là góc vuông. Do đó: 

    Do JN là pháp tuyến nên: 

    Mặt khác theo định luật phản xạ ánh sáng:

    Từ (1) (2) (3) và (4) ta có:

    Do hai đoạn thẳng TO và NI song song với nhau, ta có:

    Từ (5) và (6) ta có:  nghĩa là tia phản xạ JR song song với tia tới SI.

Bài 4: Khi trời nắng người ta cắm một cái thước vuông góc với mặt đất và quan sát được bóng của cái thước trên mặt đất có chiều dài đúng bằng chiều cao của cái thước nhô lên mặt đất. Khi đó chùm tia sáng Mặt Trời hợp với mặt đất một góc bằng bao nhiêu?

Hiển thị đáp án

    - Giả sử AB là chiều cao của phần thước nhô lên mặt đất, bóng của thước trên mặt đất có chiều dài là BC.

    - Vì bóng của cái thước trên mặt đất có chiều dài đúng bằng chiều cao của cái thước nhô lên mặt đất nên ta có AB = BC (1)

    - Vì thước vuông góc với mặt đất nên AB vuông góc với BC hay  (2)

    - Từ (1) (2) ⇒ ABC là tam giác vuông cân tại B 

    - Xét ABC có:

    Vậy khi đó chùm tia sáng Mặt Trời hợp với mặt đất một góc 45⁰.

Bài 5: Một điểm sáng S, đặt cách tường một khoảng ST = 1m (hình vẽ). Tại điểm N cách điểm sáng S một khoảng 0,5m người ta đặt một tấm bìa hình tròn có bán kính 10cm và song song với tường. Bán kính của bóng đen thu được trên tường là bao nhiêu?

Hiển thị đáp án

Bài 6: Giữa điểm sáng S và màn M người tat đặt một đĩa chắn sáng AB hình tròn sao cho đĩa song song với màn, điểm sáng S nằm trên trục của đĩa.

    a) Vẽ đường truyền của tia sáng từ S đến màn. Bóng hứng được trên màn là bóng tối hay nửa tối? Tại sao?

    b) Muốn đường kính bóng tối trên màn giảm cần phải di chuyển đĩa vuông góc với màn theo chiều nào?

Hiển thị đáp án

    a) Bóng hứng được trên màn là bóng tối vì hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ điểm sáng S chiếu đến.

    b) Để đường kính bóng tối giảm thì đĩa phải di chuyển về phía màn M (hình vẽ)

Bài 7: Muốn vẽ ảnh của một điểm qua gương cầu lõm thì người ta làm thế nào? Hãy vẽ ảnh của điểm sáng S và cho nhận xét về tính chất ảnh. Biết O và D là tâm và đỉnh của gương.

Hiển thị đáp án

    ∗ Muốn vẽ ảnh của một điểm sáng qua gương cầu lõm, ta thực hiện như sau:

    Từ điểm sáng đó ta vẽ hai tia tới gương cầu lõm sau đó xác định hai tia phản xạ.

    Nếu:

        + Hai tia phản xạ cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó là ảnh thật của điểm sáng.

        + Hai tia phản xạ không cắt nhau mà đường kéo dài của chúng cắt nhau, giao điểm cắt nhau đó là ảnh ảo của điểm sáng.

    ∗ Cách vẽ ảnh S’ của điểm sáng S:

    - Nối O với S. Vẽ tia tới SI đến gương cầu lõm theo hướng OS, cho tia phản xạ IR₂ có chiều ngược lại.

    - Từ S vẽ tia sáng đến đỉnh D cho tia phản xạ DR₁ với 

    - Đường kéo dài của hai tia phản xạ giao nhau tại S’. S’ chính là ảnh của S.

    ∗ Nhận xét về tính chất ảnh:

    S’ là ảnh ảo của S vì S’ là giao của đường kéo dài hai tia phản xạ nên không hứng được trên màn.

Bài 8: Trên hình vẽ là một gương cầu lõm. C là tâm của phần mặt cầu. SI là một tia sáng tới gương. Hãy dùng định luật phản xạ ánh sáng trình bày cách vẽ và vẽ tiếp tia phản xạ.

Hiển thị đáp án

    - Có thể coi phần nhỏ của gương cầu tại điểm tới I như một gương phẳng. Đường nối tâm C và điểm tới I là pháp tuyến của gương tại điểm tới, góc giữa SI và IC là góc tới.

    - Vẽ tia phản xạ IR hợp với pháp tuyến IC một góc đúng bằng góc tới góc SIC.

Bài 9: Cho một gương cầu lồi có tâm C và một vật AB đặt trước gương như trong hình vẽ. Hãy vẽ ảnh của AB tạo bởi gương cầu lồi.

Hiển thị đáp án

    ∗ Vẽ ảnh A’ của A.

    - Vẽ tia tới AE đến gương cầu lồi, cho tia phản xạ ET với .

    - Vẽ tia tới AK theo hướng AC cho tia phản xạ có chiều ngược lại.

    - Đường kéo dài của hai tia phản xạ giao nhau tại A’. A’ chính là ảnh của A.

    ∗ Vẽ ảnh B’ của B

    - Vẽ tia tới BI đến gương cầu lồi theo hướng BC, cho tia phản xạ có chiều ngược lại.

    - Vẽ tia tới BJ bất kì đến gương cầu lồi cho tia phản xạ JR với .

    - Đường kéo dài của hai tia phản xạ giao nhau tại B’. B’ chính là ảnh của B’.

    ∗ Nối A’B’ ta có ảnh của AB tạo bởi gương cầu lồi.

Bài 10: Cho gương phẳng và gương cầu lồi cùng kích thước như hình vẽ. Bằng hình vẽ hãy chứng minh độ rộng vùng phản xạ của gương cầu lồi lớn hơn độ rộng vùng phản xạ của gương phẳng có cùng kích thước. Biết C là tâm của gương cầu.

Hiển thị đáp án

    Xét một điểm sáng S bất kì đặt trước gương cầu lồi và gương phẳng có cùng kích thước:

    ∗ Xác định độ rộng vùng phản xạ tạo ra bởi gương cầu lồi:

    - Từ S vẽ hai tia tới SA và SB đến 2 mép gương.

    - Vẽ pháp tuyến CAM tại A, pháp tuyến CBN tại B. Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng vẽ hai tia phản xạ AK và BJ sao cho.

    - Độ rộng của vùng phản xạ được giới hạn bởi mặt gương và hai tia phản xạ AK và BJ.

    ∗ Xác định độ rộng vùng phản xạ tạo ra bởi gương phẳng:

    - Dịch chuyển gương phẳng đến vị trí đã đặt gương cầu lồi.

    - Vẽ ảnh S’ đối xứng với S qua gương phẳng.

    - Nối S’ với A, S’ với B kéo dài ta có hai tia phản xạ tương ứng là AO và BP.

    - Độ rộng vùng phản xạ được giới hạn bởi mặt gương và hai tia phản xạ AO và BP.

    ∗ Từ hình vẽ cho thấy độ rộng vùng phản xạ tạo bởi gương cầu lồi rộng hơn độ rộng vùng phản xạ tạo bởi gương phẳng có cùng kích thước.

Bài 11: Chiếu một tia sáng tới một gương phẳng

    a) Nếu quay tia tới quanh điểm tới một góc α thì tia phản xạ sẽ quay một góc bao nhiêu?

    b) Nếu đặt thêm một gương phẳng nữa hợp với gương trước một góc nhọn β thì khi tia tới trên quay, tia phản xạ trên gương thứ hai sẽ quay một góc bao nhiêu? Góc quay đó có phụ thuộc vào β không? Vì sao?

Hiển thị đáp án

    a) Vẽ các tia tới và tia phản xạ như hình vẽ.

    Hai tia tới S₁I và S₂I chiếu đến gương G₁ cho hai tia phản xạ IH và IK chiếu đến gương G₂. Đồng thời IH và IK cũng là hai tia tới của gương G₂, hai tia IH và IK chiếu đến gương G₂ cho ta hai tia phản xạ lần lượt tại 2 điểm tới H và K

    Ta có:

    Từ (1) (2) (3) và (4) ta có: 

    Vậy khi tia tới quay quanh điểm tới một góc α thì tia phản xạ cũng quay một góc α

    b) Theo tính chất của ảnh qua gương phẳng, J đối xứng với I qua gương G₂ nên:

        + IJ vuông góc với gương G₂

        + IQ = JQ

    ∗ Xét ΔIQH và ΔJQH có:

    HQ chung

    IQ = JQ

    ⇒ ΔIQH = ΔJQH(c.g.c) ⇒ IH = JH (5)

    Xét ΔIQK và ΔJQK có:

    QK chung

    IQ = JQ

    ⇒ ΔIQK = ΔJQK (c.g.c) ⇒ IK = JK (6)

    Xét ΔIKH và ΔJKH có:

    KH chung

    IH = JH (5)

    IK = JK (6)

    ⇒ ΔIKH = ΔJKH (c.g.c) ⇒

    Vậy tia phản xạ trên gương thứ hai cũng quay một góc α. Góc quay này không phụ thuộc vào β vì với mọi giá trị của β ta luôn chứng minh được