Nội dung định luật phản xạ ánh sáng được phát biểu như sau:
Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
Góc phản xạ bằng góc tới
Xem hình vẽ sau để hiểu rõ hơn về định luật phản xạ ánh sáng:
Trong đó:
- SI được gọi là tia tới
- IR được gọi là tia phản xạ
- IN được gọi là pháp tuyến
- SIN = i: được gọi là góc tới
- NIR = i: được gọi là góc phản xạ
Nội dung định luật phản xạ suy ra được tính chất rất quan trọng:
i = i hay SIN = NIR
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về phản xạ ánh sáng nhé.
1. Gương phẳng
- Hình ảnh quan sát được trong gương gọi là ảnh của vật tạo bởi gương phẳng.
- Gương phẳng tạo ra ảnh của vật trước gương.
- Vật nhẵn bóng, phẳng đều có thể là gương phẳng như: tấm kim loại nhẵn, tấm gỗ phẳng, mặt nước phẳng,
2. Phản xạ ánh sáng là gì?
Phản xạ ánh sánglà hiện tượng thường xảy ra trong đời sống hằng ngày. Đây là một hiện tượng xảy ra trong tự nhiên lẫn nhân tạo, có sức ảnh hưởng lớn. Do đó, việc tìm ra quy luật của hiện tượng này là một điều tất yếu. Người ta dần khám phá ra qui luật của nó và triển khai có tên gọi là: định luật phản xạ ánh sáng.
3. Khái niệm định luật phản xạ ánh sáng
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.
Nội dung định luật phản xạ ánh sáng
- Tia sáng tới gặp gương thì tia sáng bị hắt trở lại => Hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.
Nội dung định luật:
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng với tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới.
- Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.
Trong đó:
+ I: điểm tới
+ IN: pháp tuyến
+ SI và IR lần lượt là góc tới và góc phản xạ.
+ Phương của tia phản xạ xác định bằng góc NIR = i gọi là góc phản xạ.
+ Phương của tia tới xác định bằng góc SIN = i gọi là góc tới.
4. 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°. Hãy vẽ tia phản xạ và tính góc phản xạ.
Lời giải
Góc tới là: i =SIN= 35°.
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°.
- Mẹo học tốt:
Góc tới là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến [i =SIN]
Góc phản xạ là góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến [i =NIR]
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.
Lời giải
Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ IR là:SIR = i + i
Theo định luật phản xạ ánh sáng: i = i.
- Mẹo học tốt:
Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ IR là:
Dạng 2: Xác định vị trí đặt gương
Ví dụ:Tia sáng Mặt Trời nghiêng một gócα= 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.
Lời giải
Góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ:
SIR= 180° 40°= 140°
Dựng phân giác IN của SIR
Ta có:SIR= i + ii = i =/2 = 140°/2 = 70°.
IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I sẽ được gương.
Góc hợp bởi gương với phương ngang:
GIR= 90° i = 90° 70°= 20°.
Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với mặt phẳng ngang một góc 20°.
- Mẹo học tốt:
Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ:SIR . Vẽ tia phân giác IN của gócSIR . Vẽ đường vuông góc với INGương.
Dạng 3: Quay gương
Ví dụ 1:Ban đầu chiếu một tia sáng SI tới mặt gương sao cho góc tới bằng 60°. Giữ nguyên tia tới, quay gương một góc 10°cùng chiều kim đồng hồ thì góc phản xạ là bao nhiêu?
Lời giải
Quay gương 10°thì pháp tuyến cũng quay 10°.
Góc tới là: i =SIN' = 60°+ 10°= 70°.
Theo định luật phản xạ ánh sáng:i = i = 70°.
- Mẹo học tốt:
Gương quay góc bao nhiêu độ thì pháp tuyến cũng quay cùng chiều một góc bấy nhiêu độ.
Ví dụ 2:Ban đầu chiếu một tia sáng SI tới mặt gương sao cho góc tới bằng 60°. Giữ nguyên tia tới, quay gương một góc 20°ngược chiều kim đồng hồ thì góc phản xạ là bao nhiêu?
Lời giải
Quay gương 20°thì pháp tuyến cũng quay 20°.
Góc tới là: i = SIN'= 60°- 20°= 40°.
Góc phản xạ là: i = i = 40°.
- Mẹo học tốt:
Quay gương ngược chiều kim đồng hồ một góc nhỏ hơn góc tới: i = góc tới cũ góc quay
Ví dụ 3:Ban đầu chiếu một tia sáng SI tới mặt gương sao cho góc tới bằng 30°. Giữ nguyên tia tới, quay gương một góc 45°ngược chiều kim đồng hồ thì góc phản xạ là bao nhiêu?
Lời giải
Quay gương 45°thì pháp tuyến cũng quay 45°.
Góc tới là: i =SIN'= 45°- 30°= 15°.
Góc phản xạ là: i = i = 15°.
- Mẹo học tốt:
Quay gương ngược chiều kim đồng hồ một góc lớn hơn góc tới: i = góc quay góc tới cũ