TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt các vật
Tùy theo tính chất của bề mặt mà các vật phản xạ ánh sáng khác nhau.
1. Các vật có bề mặt nhẵn bóng
Có những vật có bẻ mặt rất nhãn và sáng bóng như bề mặt km loại (được đánh bóng) hoặc mặt gương. Chùm tỉa sáng tối mắt Các tia sáng chiêu đến bề mặt chiếu tới phẳng của chúng được phản xạ. Trong trường hợp này, đường kẻo dài của chùm. sáng tới mắt gặp nhau tại một điểm Khi đỏ, ta có cảm giác ánh sảng tới mắt xuất phát từ chính điểm này.
Trong hình 13.3, gương phẳng được biểu diễn bằng một đoạn thẳng, phân gạch chéo là mặt sau của gương. Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng gương gọi là pháp tuyến của gương.
- Mặt phẳng chứa tỉa tới và pháp tuyên của gương tại điểm tới được gọi là mặt phẳng tới
- Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyên của gương tại điểm tới gọi là góc tới.
- Góc hợp bởi pháp tuyến của gương tại điểm tới vả tia phân xạ gọi là góc phản xạ
2. Các vật có bề mặt không nhẵn bóng
Bề mặt các vật có bề mặt nhám như tấm len, tờ giấy,... Các tia phản xạ sẽ không còn song song với nhau nữa, mà bị phản xạ theo các hướng khác nhau.
Sự phản xạ như vậy là phản xạ khuếch tán. Phản xạ khuếch. tán thường không tạo ra hình ảnh của vật. Ta nhìn thấy hình ảnh mặt minh do phản xạ của gương nhưng không nhìn thây hình ảnh mặt mình do phản xạ khuếch tán của tờ giây.
II. Định luật phản xạ ánh sáng
Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới. Góc phản xạ bằng góc tới.
III. Ảnh của vật qua gương phẳng
Khi soi gương, em sẽ thấy hình ảnh của mình qua gương. Ảnh này là ảnh ảo, không hứng được trên màn, đôi xứng với em qua gương. Khi quan sát, ta sẽ thấy có sự khác biệt giữa em vả ảnh của em qua gương phẳng, ví dụ vai trái của em khi nhìn qua gương sẽ thành vai phải trong ảnh.
IV. Dựng ảnh một vật qua gương phẳng
Ta có thể dựng ảnh S’ của điểm sáng S qua gương phẳng bằng cách:
-Từ điểm S vẽ hai tia sáng SI1 và SI2 tới gương phẳng
- Vẽ hai tia phản xạ I1R1 và I2R2 tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
- Tìm giao điểm S’ của đường kéo dài các tia I1R1 và I2R2 nằm ở phía sau gương
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Mở đầu
Trả lời câu hỏi trang 69 SGK KHTN 7
Ban đêm, khi ở trong một phòng không có ánh đèn, mở mắt em sẽ không thể nhìn rõ các vật trong phòng. Nếu có ánh sáng từ đèn ở ngoài đường hoặc ánh trăng lọt vào phòng, em sẽ có thể nhìn rõ các vật trong phòng.
Chúng ta có thể nhìn thấy các vật là do ánh sáng từ nguồn chiếu đến các đồ vật rồi hắt lại đến mắt ta. Hiện tượng ánh sáng bị hắt lại khi gặp bề mặt một vật gọi là sự phản xạ ánh sáng.
Ánh sáng sẽ phản xạ trên một bề mặt như thế nào?
Lời giải:
Ánh sáng sẽ phản xạ tốt trên những bề mặt nhẵn, sáng bóng như bề mặt kim loại (được đánh bóng) hoặc mặt gương, mặt nước phẳng lặng.
I. Sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt các vật
Trả lời câu hỏi trang 70 SGK KHTN 7
Quan sát hình 13.4, so sánh sự phản xạ của ánh sáng trong hai trường hợp phản xạ và phản xạ khuếch tán.
Lời giải:
* Giống nhau: tia sáng khi gặp mặt phân cách đề bị phản xạ ngược trở lại
* Khác nhau:
Phản xạ | Phản xạ khuếch tán |
- Xảy ra trên bề mặt các vật nhẵn bóng như gương, mặt nước... - Các tia phản xạ song song nhau - Ta nhìn thấy được hình ảnh của vật. | - Xảy ra trên bề mặt các vật không nhẵn bóng như thảm len. - Các tia phản xạ không song song - Ta không nhìn thấy được hình ảnh của vật |
II. Định luật phản xạ ánh sáng
Trả lời câu hỏi trang 71 SGK KHTN 7
Câu 1: Số liệu thu được trong thí nghiệm của em cho thấy góc tới và góc phản xạ bằng nhau hay khác nhau?
Lời giải:
Từ bảng 13.1 ta thấy: góc tới bằng góc phản xạ
Câu 2: Hình 13.7 vẽ một tia tới SI chiếu lên gương phẳng G.
a) Vẽ tia phản xạ.
b) Nếu giữ nguyên tia tới SI, làm thế nào để có tia phản xạ hướng theo phương thẳng đứng? Tiến hành thí nghiệm kiểm tra đề xuất của em.
Lời giải:
a. Vẽ tia phản xạ IR.
- Từ điểm S vẽ tia sáng SI cắt gương tại điểm I.
- Dựng tia pháp tuyến IN
- Dựng tia phản xạ IR sao cho:
b. Nếu giữ nguyên tia tới SI, để có tia phản xạ hướng theo phương thẳng đứng thì phải xoay gương. Để xác định được vị trí xoay chính xác ta cần làm như sau:
+ Vẽ tia phản xạ có phương thẳng đứng hướng xuống hoặc hướng lên.
+ Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ.
+ Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới và góc phản xạ bằng nhau, khi đó tia phân giác của góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ chính là pháp tuyến.
+ Tiếp theo vẽ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đó chính là vị trí gương cần tìm, lưu ý mặt phản xạ gương cùng phía với các tia tới và pháp tuyến.
III. Ảnh của vật qua gương phẳng.
Trả lời câu hỏi trang 72 SGK KHTN 7
Câu 1: Có cách nào để đọc được dòng chữ dưới đây dễ dàng?
Lời giải:
Đặt dòng chữ này trước gương
Câu 2: Trong hình 13.10, có thể quan sát thấy ảnh của vật qua mặt ghế ở phần đã được đánh dầu bóng, còn ở phần chưa đánh dầu bóng thì không thấy. Hãy giải thích tại sao?
Lời giải:
- Phần được đánh dầu bóng có bề mặt nhẵn, bóng vì vậy có vai trò như một gương phẳng. Vì vậy ta có thể nhìn thấy ảnh của vật qua phần này.
- Phần chưa được đánh dầu bóng có bề mặt nhám, nên ở đây xảy ra hiện tượng phản xạ khuếch tán, vì vậy ta không nhìn thấy ảnh của vật qua phần này.
Câu 3: Kính tiềm vọng là một dụng cụ giúp nhìn thấy vật bị che khuất.
Hình 13.8 là sơ đồ cấu tạo một kính tiềm vọng đơn giản, bao gồm hai gương đặt nghiêng 45o so với phương ngang, có bề mặt phản xạ hướng vào nhau. Em hãy vẽ lại sơ đồ cấu tạo kính tiềm vọng này vào vở và vẽ tiếp đường truyền của ánh sáng tới mắt để giải thích vì sao có thể sử dụng kính tiềm vọng để nhìn thấy vật bị che khuất.
Lời giải:
+ Từ đường truyền của tia sáng ta thấy, sau khi qua gương phẳng thứ 1 ảnh của vật phản xạ lần 1 cho ảnh 1. Ảnh này bằng vật và là ảnh ảo, ngược chiều với vật.
+ Ảnh ảo 1 qua gương phẳng 1 đến gương phẳng 2 lúc này trở thành vật đối với gương phẳng 2, qua gương phẳng 2 cho ảnh ảo 2, ảnh ảo 2 này ngược chiều so với ảnh ảo 1 nên cùng chiều với vật và lớn bằng vật.
Kết luận: dựa vào nguyên lí như vậy thì con người có thể sử dụng kính tiềm vọng để quan sát các vật bị che khuất. Ứng dụng chủ yếu ở trong tàu ngầm.
IV. Dựng ảnh một vật qua gương phẳng
Trả lời câu hỏi trang 73 SGK KHTN 7
Câu 1: Em hãy chứng minh khoảng cách từ S đến gương và từ S’ đến gương là bằng nhau (hình 13.12)
Lời giải:
Nối S với S’ cắt gương tại H.
* Xét tại điểm tới I1
Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: I1 = I2
Mặt khác ta lại có: I1 + I4 = 90o và I2 + I3 = 90o, nên suy ra I4 = I3
Lại có I3 = I5 (2 góc đối đỉnh)
=> I4 = I5 (1)
* Xét tại điểm tới I2: Chứng minh tương tự ta có: I4 = I5 và góc SI1I2 = S’I1I2
* Xét hai tam giác SI1I2 = S’I1I2 có:
I1I2 chung, I4 = I5, góc SI1I2 = S’I1I2
=> ∆ SI1I2 = ∆S’I1I2 => SI1 = S’I1 (2)
Xét hai tam giác SI1H và S’I1H có: HI1 chung, I4 = I5 và SI1 = S’I1 theo (1), (2)
=> ∆SI1H = ∆S’I1H
=> SH = S’H hay khoảng cách từ S tới gương bằng khoảng cách từ S’ tới gương.
Câu 2: Ảnh của một vật qua gương phẳng là tập hợp ảnh của tất cả các điểm trên vật. Hãy dựng ảnh của vật AB có hình mũi tên trong hình 13.13 bằng cách dựng ảnh của điểm A và điểm B rồi nối chúng lại với nhau.
Lời giải:
Dựng ảnh A’ của A qua gương:
❖ Dựng ảnh A’ của A qua gương:
- Từ A hạ đường thẳng vuông góc với gương tại H.
- Trên tia AH lấy điểm A’ sao cho A’H = HA.
=> Vậy A’ là ảnh của A qua gương.
❖ Tương tự, dựng ảnh B’ của B qua gương
=> Nối A’ với B’ ta được ảnh A’B’ của AB qua gương.
IV. Dựng ảnh một vật qua gương phẳng
Trả lời câu hỏi trang 74 SGK KHTN 7
Câu 1: Một học sinh cao 1,6 m có khoảng cách từ mắt đến đỉnh đầu là 8 cm. Bạn học sinh này cần chọn một gương phẳng treo tường (hình 13.14) có chiều cao tối thiểu bằng bao nhiêu để có thể nhìn thấy toàn bộ ảnh của mình trong gương? Gương phẳng đã chọn cần được treo như thế nào?
Lời giải:
+ Gọi AB là chiều cao của bạn học sinh đó, M là điểm đặt mắt.
+ Khi đó A’B’ là ảnh của AB; M’ là ảnh của mắt (M).
+ Để mắt có thể nhìn thấy ảnh A’B’ qua gương thì từ AB phải có tia sáng truyền đến gương và cho tia phản xạ đến mắt. Khi đó nối M với B’; nối M với A’ cắt tường ở điểm I và J.
+ Vậy khi đó IJ là chiều cao tối thiểu của gương.
Lưu ý: Gương phải treo thẳng và mép dưới của gương phải cách mặt đất một khoảng là JK.
Sử dụng các tính chất trong hình học cho các hình chữ nhật AMM’A’ và MBB’M’.
Khi đó:
Vậy chiều cao tối thiểu của gương là 0,8 m và treo cách mặt đất 0,76 m.
Câu 2: Chùa một cột (hình 13.15) là một vật có tính đối xứng gương, tức là có thể chia vật thành hai phần bằng nhau sao cho phần này giống như ảnh của phần kia qua một gương phẳng. Sưu tầm các tranh ảnh về các vật có tính đối xứng gương trong đời sống.
Lời giải:
Gợi ý một số vật có tính đối xứng:
