Bài 16. Sự phản xạ ánh sáng

{tocify} $title = {MỤC LỤC BÀI HỌC}

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Hiện tượng phản xạ ánh sáng

- Phản xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị hắt lại môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhắn bóng (gương, tấm kim loại sáng bóng, mặt nước phẳng lặng,…).

Trường hợp mặt phản xạ là một mặt phẳng, nhẵn bóng thì ta gọi đó là gương phẳng. Hình ảnh của vật qua gương phẳng được gọi là ảnh tạo bởi gương phẳng.

- Để nghiên cứu hiện tượng phản xạ, người ta sử dụng các quy ước như trong hình:

+ Gương phẳng (G): biểu diễn bằng một đoạn thẳng, phần gạch chéo là mặt sau của gương.

+ Tia sáng tới SI: tia sáng chiếu tới mặt gương.

+ Tia sáng phản xạ IR: tia sáng phản xạ từ mặt gương.

+ Điểm tới I: giao điểm tia sáng tới và gương.

+ Pháp tuyến IN: đường thẳng vuông góc với mặt gương tại điểm tới I.

+ Mặt phẳng tới: mặt phẳng chứa tia sáng tới và pháp tuyến tại điểm tới.

+ Góc tới ($\widehat{SIN}=i$): góc giữa tia sáng tới và tia pháp tuyến tại điểm tới.

+ Góc phản xạ ($\widehat{NIR}=i\text{'}$): góc giữa tia sáng phản xạ và pháp tuyến tại điểm tới.

2. Định luật phản xạ ánh sáng

Từ thí nghiệm kiểm chứng, ta phát biểu nội dung định luật phản xạ ánh sáng:

- Tia sáng phản xạ nằm trong mặt phẳng tới.

- Góc phản xạ bằng góc tới i’ = i.

3. Phản xạ và phản xạ khuếch tán

	Phản xạ	Phản xạ khuếch tán
Giống nhau	Đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.
Khác nhau	- Xảy ra trên bề mặt phẳng, nhẵn bóng. - Có thể nhìn thấy ảnh rõ nét của vật.	- Xảy ra trên bề mặt gồ ghề. - Không nhìn thấy ảnh rõ nét của vật.

CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA

Mở đầu trang 82 Bài 16 KHTN lớp 7: Làm thế nào để hắt ánh sáng vào đúng điểm A trên tường?

Trả lời:

Di chuyển đèn pin sao cho tia phản xạ đi qua điểm A.

1. Hiện tượng phản xạ ánh sáng

Câu hỏi thảo luận 1 trang 82 KHTN lớp 7: Nêu một số ví dụ về hiện tượng phản xạ ánh sáng mà em quan sát được trong thực tế.

Trả lời:

Một số ví dụ về hiện tượng phản xạ ánh sáng

- Ánh sáng tới gương phản xạ lại.

- Ánh sáng mặt trời chiếu vào trong nhà phản xạ trên tường làm cả gian phòng đều sáng.

Luyện tập trang 83 KHTN lớp 7: Ban đêm, ta không thể đọc sách trong một căn phòng tối. Chỉ khi bật đèn lên, ta mới có thể nhìn thấy trang sách. Vì sao?

Trả lời:

Ban đêm, ta không thể đọc sách trong một căn phòng tối vì không có ánh sáng từ sách đến mắt ta nên không nhìn thấy chữ.

Chỉ khi bật đèn lên, ta mới có thể nhìn thấy trang sách vì khi đó có ánh sáng từ đèn đến trang sách rồi phản xạ đến mắt ta nên ta mới nhìn thấy chữ và đọc được.

2. Định luật phản xạ ánh sáng

Câu hỏi thảo luận 2 trang 84 KHTN lớp 7: Từ kết quả thí nghiệm, hãy nêu nhận xét về:

a) mặt phẳng chứa tia sáng phản xạ.

b) mối liên hệ giữa góc phản xạ i’ và góc tới i.

Trả lời:

a) mặt phẳng chứa tia sáng phản xạ gọi là mặt phẳng tới tạo bởi tia tới và đường pháp tuyến tại điểm tới.

b) mối liên hệ giữa góc phản xạ i’ và góc tới i: i = i’

Luyện tập trang 84 KHTN lớp 7: Vẽ các tia sáng phản xạ trong mỗi hình dưới đây.

Trả lời:

3. Phản xạ và phản xạ khuếch tán

Câu hỏi thảo luận 3 trang 84 KHTN lớp 7: Ảnh của cảnh vật trên mặt hồ trong hai trường hợp ở Hình 16.4 khác nhau thế nào?

Trả lời:

- Ảnh của cảnh vật trên mặt hồ khi phẳng lặng giống y đúc với cảnh vật đó.

- Ảnh của cảnh vật trên mặt hồ khi có gợn sóng bị nhoè, không giống với cảnh vật nhiều.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 85 KHTN lớp 7: Nêu nhận xét về hướng của các tia sáng phản xạ trong Hình 16.5a và 16.5b. Giải thích vì sao có sự khác nhau đó.

Trả lời:

Hướng của các tia sáng phản xạ trong Hình 16.5a song song với nhau, đi theo một phương chiều nhất định.

Hướng của các tia sáng phản xạ trong Hình 16.5b không song song với nhau, không đi theo một phương chiều nhất định.

Có sự khác nhau về hướng các tia phản xạ trong hình 16.5a và 16.5b là do mặt phản xạ trong hình 16.5a nhẵn, phẳng còn mặt phản xạ trong hình 16.5b ghồ ghề, không phẳng.

Vận dụng trang 85 KHTN lớp 7: Một học sinh cho rằng: “Trong hiện tượng phản xạ khuếch tán, sở dĩ ta không nhìn thấy ảnh của vật là do hiện tượng này không tuân theo đúng định luật phản xạ ánh sáng”.

Theo em, nhận định đó đúng hay sai?

Trả lời:

Theo em, nhận định đó sai vì:

+ hiện tượng phản xạ khuếch tán có tuân theo định luật phản xạ ánh sáng,

+ sở dĩ, có hiện tượng khuếch tán là do bề mặt phản xạ ghồ ghề nên tạo ra các tia phản xạ không đi theo một hướng nhất định.

BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Bài 1 trang 85 KHTN lớp 7: Hiện tượng nào dưới đây là kết quả của hiện tượng phản xạ ánh sáng?

A. Mắt nhìn thấy các vật phía sau tấm kính.

B. Mắt đặt ngoài không khí nhìn thấy con cá trong bể nước.

C. Mắt nhìn thấy bóng cây trong sân trường.

D. Mắt nhìn thấy hình ảnh bầu trời dưới hồ nước.

Trả lời:

Đáp án đúng là: D

Mắt nhìn thấy hình ảnh bầu trời dưới hồ nước là kết quả hiện tượng phản xạ ánh sáng.

Bài 2 trang 85 KHTN lớp 7: Trong hai hình bên, hãy chỉ ra đâu là sự phản xạ, đâu là sự phản xạ khuếch tán. Giải thích.

Trả lời:

- Sự phản xạ xảy ra ở hình b: ánh trăng chiếu xuống mặt hồ phẳng lặng tạo ra tia phản xạ hắt lại mắt người quan sát cho hình ảnh rõ nét.

- Sự phản xạ khuếch tán xảy ra ở hình a: Do ánh trăng chiếu xuống mặt hồ có gợn sóng làm tia phản xạ hắt tới mắt người quan sát không theo một hướng nhất định cho hình ảnh không rõ nét.

SÁCH BÀI TẬP

Bài 16.1 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hiện tượng nào sau đây liên quan đến sự phản xạ ánh sáng?

A. Ánh sáng mặt trời tạo ra hiện tượng quang hợp.

B. Ánh sáng mặt trời phản chiếu trên mặt nước.

C. Ánh sáng mặt trời làm pin quang điện hoạt động.

D. Ánh sáng mặt trời làm nóng bếp mặt trời.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

A, C, D liên quan tới hiện tượng chuyển hóa năng lượng.

Bài 16.2 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hình vẽ nào sau đây mô tả đúng định luật phản xạ ánh sáng?

A. Hình (1).

B. Hình (2).

C. Hình (3).

D. Hình (4).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Hình (4) thể hiện đúng đường truyền của các tia sáng và tuân theo đúng định luật phản xạ ánh sáng.

Bài 16.3 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về định luật phản xạ ánh sáng?

A. Góc phản xạ bằng góc tới.

B. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương ở điểm tới.

C. Tia phản xạ luôn song song với tia tới.

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

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

C - sai vì tia phản xạ không song song với tia tới.

Bài 16.4 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Trường hợp nào sau đây có phản xạ khuếch tán?

A. Ánh sáng chiếu đến mặt gương.

B. Ánh sáng chiếu đến mặt hồ phẳng lặng.

C. Ánh sáng chiếu đến mặt hồ gợn sóng.

D. Ánh sáng chiếu đến tấm bạc láng, phẳng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

A, B, D xảy ra hiện tượng phản xạ gương.

Bài 16.5 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Tính góc phản xạ trong các trường hợp sau:

a) Tia sáng tới vuông góc với mặt gương phẳng.

b) Tia sáng tới tạo với tia phản xạ một góc 900.

Lời giải:

a) Tia tới vuông góc với mặt gương nên góc tới bằng 00.

Vì vậy góc phản xạ cũng là 00.

b) Tổng góc tới i và góc phản xạ r là i + r = 900.

Do i = r $\Rightarrow 2r={90}^0\Rightarrow r={45}^0.$

Bài 16.6 trang 46 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hãy vẽ kí hiệu gương phẳng trong hình dưới dây, sao cho tia sáng xuất phát từ điểm A, đến gặp gương tại O rồi cho tia sáng phản xạ đi qua điểm B.

Lời giải:

Vẽ đường phân giác của góc giữa tia sáng tới và tia sáng phản xạ, sau đó vẽ mặt gương vuông góc với đường phân giác trên.

Giải SBT Khoa học tự nhiên 7 trang 47

Bài 16.7 trang 47 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hãy vẽ một tia sáng đến gương (1) sau khi phản xạ trên gương (2) thì cho tia phản xạ IB.

Lời giải:

- Dựng pháp tuyến của gương (2) tại điểm tới I.

- Đo góc phản xạ và vẽ tia tới RI tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

- Kéo dài tia IR cắt gương (1) tại J, JR chính là tia phản xạ từ gương (1)

- Dựng pháp tuyến của gương (1) tại điểm tới J

- Đo góc phản xạ và vẽ tia tới SI tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

Bài 16.8 trang 47 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hãy cho biết hiện tượng phản xạ gương hay phản xạ khuếch tán sẽ xảy ra khi có một chùm ánh sáng chiếu tới một bề mặt trong từng trường hợp sau. Giải thích.

a) Đáy chậu bằng nhôm, bóng.

b) Mặt hồ nước phẳng lặng.

c) Bề mặt ví da đã cũ.

d) Tấm vải.

e) Gương soi.

g) Tấm bìa cứng.

Lời giải:

- Hiện tượng phản xạ gương xảy ra với các vật có bề mặt nhẵn bóng như: đáy chậu bằng nhôm bóng, mặt hồ nước phẳng lặng, gương soi.

- Hiện tượng phản xạ khuếch tán xảy ra với các vật có bề mặt xù xì, gồ ghề như: bề mặt ví da đã cũ, tấm vải, tấm bìa cứng.

Bài 16.9 trang 47 SBT Khoa học tự nhiên 7: Chiếu một tia sáng tới tạo với mặt một gương phẳng một góc 650. Góc hợp bởi tia sáng phản xạ và tia sáng tới bằng bao nhiêu? Vẽ hình minh họa cho câu Lời giải: của em.

Lời giải:

Góc hợp bởi tia sáng phản xạ và tia sáng tới bằng 500.

Vì IN là pháp tuyến của gương nên

$\widehat{NIG}={90}^0=\widehat{NIS}+\widehat{SIG}\Rightarrow \widehat{NIS}={90}^0-{65}^0={25}^0$

Mặt khác, theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: i = r

$\widehat{RIN}=\widehat{NIS}={25}^0\Rightarrow \widehat{RIS}={50}^0$

Bài 16.10 trang 47 SBT Khoa học tự nhiên 7: Một học sinh thực hiện thí nghiệm khảo sát sự phản xạ ánh sáng bằng cách chiếu một tia sáng theo phương nằm ngang lên mặt một gương phẳng. Học sinh này nhìn thấy tia sáng phản xạ có phương thẳng đứng, hướng từ dưới lên. Hãy vận dụng định luật phản xạ để vẽ gương phẳng, tia sáng phản xạ và xác định góc tới trong thí nghiệm này.

Lời giải:

- Vẽ tia sáng tới SI phương nằm ngang.

- Sau đó, vẽ tia phản xạ IR theo phương thẳng đứng.

- Vẽ tia phân giác IN của $\widehat{RIS}$ , IN đồng thời là pháp tuyến của gương phẳng.

- Vẽ gương phẳng vuông góc với IN.

Do $IR\perp IS$  nên $\widehat{RIS}={90}^0$

Nên góc tới = góc phản xạ = 450.