Định luật phản xạ ánh sáng và bài tập có hình vẽ minh họa chuẩn 100%

Hiện nay, có rất nhiều các bạn học sinh không phát biểu được định luật phản xạ ánh sáng để áp dụng vào làm bài tập. Chính vì vậy, THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ lý thuyết định luật phản xạ ánh sáng và các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo nhé

Nội Dung

Định nghĩa phản xạ ánh sáng

Khi tia sáng tới gặp gương thì tia sáng bị hắt trở lại đây được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng. Có thể thấy, khi một tia sáng chiếu vào bất kỳ vật thể nào, thì tia sáng đó bị chiếu ngược lại hoàn toàn, hiện tượng đó sẽ được gọi là phản xạ ánh sáng. Bất cứ thứ gì phát ra ánh sáng đều bị phản xạ bởi chính nó được gọi là một vật thể.

Ví dụ, một bóng đèn, một ngọn nến, một cái cây, mặt trăng, ngôi sao…

Định luật phản xạ ánh sáng

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

Chúng ta cùng xem hình vẽ sau để hiểu rõ hơn về định luật phản xạ ánh sáng:

Trong đó:

SI là tia tới
IR là tia phản xạ
IN i là pháp tuyến
SIN = i: i là góc tới
NIR = i’: là góc phản xạ

Công thức định luật phản xạ ánh sáng: i’ = i.

Tham khảo thêm: Công Thức Tính Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian chính xác nhất

Phương pháp giải định luật phản xạ ánh sáng

1. Cách vẽ tia tới, phản xạ và cách tính góc phản xạ, góc tới

a) Cách vẽ tia phản xạ khi biết tia tới

Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng, ta suy ra được tia phản xạ đối xứng với tia tới qua gương phẳng. Vì vậy để vẽ tia phản xạ khi biết tia tới ta thực hiện các bước như sau:

Vẽ pháp tuyến NN’ vuông góc với gương tại điểm tới I
Lấy một điểm A bất kì trên tia tới SI
Kẻ đoạn thẳng AA’ vuông góc với pháp tuyến NN’ tại H sao cho AH = HA’
Vẽ tia IA’. Tia IA’ chính là tia phản xạ cần vẽ.

Ví dụ: Hình vẽ nào sau đây mô tả đúng định luật phản xạ ánh sáng?

A. Hình A

B. Hình B

C. Hình C

D. Hình D

Lời giải

Vẽ pháp tuyến của các phương án, ta được:

Vận dụng định luật phản xạ ánh sáng, ta có: góc tới bằng góc phản xạ

⇒ B hoặc D

D – loại vì đường truyền của tia sáng không đúng

Đáp án cần chọn là: B

b) Cách tính góc phản xạ, góc tới

Dựa vào giả thiết của đề bài ta xác định được góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ, từ đó ta tính được góc phản xạ và góc tới.

Ví dụ: Cho góc hợp bởi tia tới và gương (góc α). Tính góc tới i và góc phản xạ i’.

Từ hình vẽ ta có: i + α = 90⁰

⇒ i’ + β = 90⁰

Mà i’ = i ⇒ α = β

⇒ i’ = i = 90⁰ – α

Lưu ý:

Nếu tia tới vuông góc với mặt phẳng gương tức i’ = i = 0⁰ suy ra α = β = 90⁰ thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới nhưng có chiều ngược lại.
Nếu tia tới trùng với mặt phẳng gương tức i’ = i = 90⁰ suy ra α = β = 90⁰ thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới và cùng chiều với tia tới.

2. Cách xác định vị trí đặt gương khi đã biết cả tia tới và tia phản xạ

Xác định điểm tới I: Tia tới và tia phản xạ cắt nhau tại I.

Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ: i + i’

Xác định pháp tuyến NN’: Vẽ đường phân giác NIN’ của góc i + i’. NN’ chính là pháp tuyến.

Xác định vị trí đặt gương: Từ I kẻ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng đó chính là vị trí để đặt gương phẳng

3. Cách xác định góc quay của tia tới, tia phản xạ hoặc của gương

Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng và điều kiện của đề bài ta tìm các cặp góc bằng nhau, sau đó tìm mối quan hệ giữa các góc có liên quan, rồi suy ra góc quay của tia tới, tia phản xạ hoặc của gương.

Ví dụ: Tia sáng Mặt Trời chiếu xiên hợp với mặt ngang một góc 36 º đến gặp gương phẳng cho tia phản xạ có phương thẳng đứng xuống dưới. Góc hợp bởi mặt gương và đường thẳng đứng là: