Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng - Bài tập vật lý lớp 7

Phản xạ ánh sáng là một hiện tượng thường gặp trong quang học.Theo đó, khi ánh sáng tác động vào một bề mặt phẳng, góc phản xạ bằng góc tới, đối xứng qua một đường phân chia. Bài viết này sẽ cung cấp đầy đủ và chi tiết về định luật phản xạ ánh sáng, một nội dung quan trọng trong môn Vật lý lớp 7. Nhằm giúp các em học sinh sẽ có thể hiểu rõ và tiếp cận kiến thức này thông qua bài viết.

1. Kiến thức cần nhớ về định luật phản xạ ánh sáng

1.1. 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.

Gương phẳng được biểu diễn như hình vẽ:

1.2. 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.

1.3. Định luật phản xạ ánh sáng

Theo định luật phản xạ ánh sáng: Tia phản xạ nằm trong cùng mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới.

Góc phản xạ bằng góc tới (i’ = i).

• SI: tia tới.
• IR: tia phản xạ
• IN: pháp tuyến tại điểm tới
• i: góc tới
• i’: góc phản xạ

2. Một số dạng bài tập về định luật phản xạ ánh sáng và phương pháp giải

2.1. 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 = = 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 = )

Góc phản xạ là góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến (i’ = )

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: = i + i’ 

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

 Mà = 60i’ = i = /2 = 60/2 = 30

• Mẹo học tốt:

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

2.2. Dạng 2: Xác định vị trí đặt gương

Ví dụ: Tia sáng Mặt Trời nghiêng một góc = 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:
= 180 – 40 = 140
    Dựng phân giác IN của  

Ta có: = i + i’ i’ = 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:
= 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: . Vẽ tia phân giác IN của góc . Vẽ đường vuông góc với IN Gương.

2.3. 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 = ' = 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 ='= 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 = ' = 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

Trên đây, VOH Giáo dục vừa chia sẻ đến các em học sinh đầy đủ kiến thức về hiện tượng phản xạ ánh sáng. Qua bài viết này, các em có thể nắm vững nội dung và hiểu định luật phản xạ ánh sáng là gì? Những hiện tượng và các bài tập liên quan đến chuyên đề. Chúc cam em học tập tốt. 

Người biên soạn:
Giáo viên. Đàm Thị Thanh Thủy (Tổ Vật lí - Công nghệ)
Trường TH - THCS - THPT Lê Thánh Tông.