Vật lý lớp 7 bài 4: Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng

Định luật phản xạ ánh sáng là định luật rất quan trọng trong môn Vật lí. Ngoài áp dụng để giải bài tập ra định luật này còn được áp dụng để giải thích một số hiện tượng trong tự nhiên có liên quan đến phản xạ ánh sáng. Vậy định luật phản xạ ánh sáng là gì? Bài viết sau đây lessonopoly sẽ gửi đến bạn những kiến thức thú vị liên quan đến định luật trên.

Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt không hấp thụ năng lượng bức xạ và làm sóng ánh sáng bật khỏi bề mặt đó
Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt không hấp thụ năng lượng bức xạ và làm sóng ánh sáng bật khỏi bề mặt đó

Định luật phản xạ ánh sáng là gì?

– Thực hiện thí nghiệm chiếu tia sáng của đèn pin lên mặt phẳng trên bàn, ta thu được một vệt sáng trên tường. Đây là một trong những ví dụ điển hình cho sự phản xạ ánh sáng.

– Vậy sự phản xạ ánh sáng được hiểu nôm na 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.

dinh luat phan xa anh sang 02

Nội dung định luật:

– 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 sẽ bằng góc tới.

Hãy theo dõi video sau đây để hiểu hơn về định luật phản xạ ánh sáng nhé!

Kiến thức cần nhớ về định luật phản xạ ánh sáng

Gương phẳng

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.

Kí hiệu của gương phẳng 
Kí hiệu của gương phẳng

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.

Một số dạng bài tập và phương pháp giải

Dạng 1: Vẽ tia phản xạ – Xác định góc tới, góc phản xạ

Ví dụ 1: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng. Góc tạo bởi tia tới SI với pháp tuyến tại I bằng 35 độ. Hãy vẽ tia phản xạ và tính góc phản xạ.

Ta có IR là tia phản xạ
Ta có IR là tia phản xạ

Lời giải

Góc tới là: i = góc SIN = 35 độ.

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

Góc phản xạ là: i’ = i = 35 độ.

Mẹo học tốt:

Góc tới là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến

Góc phản xạ là góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến.

Ta có: i’ = i.

Ví dụ 2: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng, ta thu được tia phản xạ IR tạo với tia tới một góc 60o như hình vẽ. Tìm giá trị góc tới và góc phản xạ. 

SI là tia tới được tạo ra bởi tia sáng chiếu vào gương
SI là tia tới được tạo ra bởi tia sáng chiếu vào gương

 

Lời giải

Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ IR là: góc SIR = i + i’ 

Theo định luật phản xạ ánh sáng: i’ = i.

 Mà 

góc SIR = 60 độ

=> i = i’

=> góc SIR/ 2 = 60 / 2 = 30 độ.

Mẹo học tốt:

Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ IR là: góc SIR = góc SIN + góc NIR = i + i’

Xem thêm: Bảng nguyên tử khối của các nguyên tố hóa học và bài tập vận dụng có đáp án

Xem thêm: Tổng hợp về bảng đạo hàm cơ bản và đầy đủ nhất

Dạng 2: Xác định vị trí đặt gương

Ví dụ: Tia sáng Mặt Trời nghiêng một góc α = 40 so với phương ngang. Cần đặt một gương phẳng như thế nào để đổi phương của tia sáng thành phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải.

dinh luat phan xa anh sang 06

Lời giải

Góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ:

góc SIR = 180 – 40 = 140 độ

Dựng phân giác IN của góc SIR

dinh luat phan xa anh sang 07

Ta có: góc SIR = i + i’

=> i’ = i = góc SIR/ 2 = 140/ 2 = 70  độ.

IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I sẽ được gương.

dinh luat phan xa anh sang 08

Góc hợp bởi gương với phương ngang:

góc GIR = 90 – i = 90 – 70 = 20 độ

Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với mặt phẳng ngang một góc 20 độ.

Dạng 3: Quay gương

Ban đầu chiếu một tia sáng SI tới mặt gương sao cho góc tới bằng 60 độ. Giữ nguyên tia tới, quay gương một góc 20 độ ngược chiều kim đồng hồ thì góc phản xạ là bao nhiêu?

Lời giải:

dinh luat phan xa anh sang 09

Quay gương 20 độ thì pháp tuyến cũng quay 20 độ.

Góc tới là: i = góc SIN = 60 – 20 = 40 độ

Góc phản xạ là: i’ = i = 40 độ.

Mẹo học tốt:

Quay gương ngược chiều kim đồng hồ một góc nhỏ hơn góc tới: i = góc tới cũ – góc quay.

Bài tập làm sáng tỏ định luật phản xạ ánh sáng 

 

Nắm vững kiến thức quan trọng trước khi giải bài tập:

– Pháp tuyến sẽ vuông góc với mặt phẳng phản xạ (thường sẽ là mặt phẳng gương), do đó góc tạo bởi pháp tuyến với mặt phẳng phản xạ là góc vuông.

– Góc tới sẽ bằng góc phản xạ

– Ứng dụng hình học phẳng để giải bài tập

Bài tập:

Câu 1: Nội dung nào sau đây không đúng với định luật phản xạ ánh sáng:

 

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

 

  1. Tia phản xạ bằng tia tới

 

  1. Góc phản xạ bằng góc tới 

 

  1. Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến

 

Đáp án: B. Tia phản xạ sẽ bằng tia tới

 

Giải thích: Không có sự so sánh về độ dài giữa các tia với nhau vì độ dài các tia là vô hạn.

 

Câu 2: Chiếu một tia sáng đến một gương phẳng ta sẽ thu được một tia phản xạ và tạo với tia tới một góc 40 độ. Góc tới giá trị là? Chọn đáp án chính xác nhất và đưa ra cách làm:

 

  1. 20

 

  1. 80

 

  1. 40

 

  1. 20

 

Đáp số: A. 20 độ

 

Giải thích: Góc tới = góc phản xạ. Do đó pháp tuyến cũng là tia phân giác của góc tạo bởi tia phản xạ và tia tới.

 

= > Góc tới = góc phản xạ = 20 (độ)

 

Câu 3: Chiếu 1 tia tới SI lên một gương phẳng hoặc 1 mặt phẳng phản xạ, ta thu được một tia phản xạ IR và tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Tìm giá trị của góc phản xạ r và góc tới i. (lưu ý quy ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)

 

A.i = r = 80 độ

 

  1. i = r = 30 độ

 

  1. i = 30 độ, r = 40 độ

 

  1. i = r = 60 độ

 

Đáp án: B: i = r =30 độ.

 

Lời giải:

 

Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới sẽ 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, vì vậy đáp án B.

Câu 4: Chiếu một tia sáng SI lên 1 mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI ta thu được nằm trên mặt phẳng nào?

 

  1. Mặt phẳng vuông góc với tia tới

 

  1. Mặt phẳng gương 

 

  1. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và mặt gương

 

  1. 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

 

Giải thích: Theo định luật phản xạ ánh sáng thì tia phản xạ sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở ngay điểm tới. Do đó án án đúng của câu này sẽ là D.

Bài viết trên đã gửi đến bạn định nghĩa cũng như các dạng bài tập liên quan đến hiện tượng phản xạ ánh sáng. Hy vọng bài viết trên có thể giúp ích được cho bạn. Phản xạ ánh sáng là hiện tượng rất hay gặp trong cuộc sống vậy nên các bạn hãy lưu ý những thức trên nhé!

Trả lời