Giáo án Phân loại bài tập quang học vật lí lớp 74992

Nội dung : Phân loại tập Quang Học VËt lÝ líp “ * Tãm t¾t lý thut 1/ Khái niệm bản: - Ta nhận biết ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta - Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật mang đến mắt ta ánh sáng Êy cã thĨ vËt tù nã ph¸t (Ngn sáng) hắt lại ánh sáng chiếu vào Các vật gọi vật sáng - Trong môi trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng - Đường truyền ánh sáng biểu diễn đường thẳng có hướng gọi tia sáng - Nếu nguồn sáng có kích thước nhỏ, sau vật chắn sáng có vùng tối - Nếu nguồn sáng có kích thước lớn, sau vật chắn sáng có vùng tối vùng nửa tối 2/ Sự phản xạ ánh sáng - Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới đường pháp tuyến với gương điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Nếu đặt vật trước gương phẳng ta quan sát ảnh vật gương + ảnh gương phẳng ảnh ảo, lớn vật, đối xứng với vật qua gương + Vùng quan sát vùng chứa vật nằm trước gương mà ta thấy ảnh vật nhìn vào gương + Vùng quan sát phụ thuộc vào kích thước gương vị trí đặt mắt * Phân loại tập Loại 1: Bài tập truyền thẳng ánh sáng Phương pháp giải: Dựa định luật truyền thẳng ánh sáng Thí dụ 1: Chùm sáng Mặt trời xem chùm sáng song song chiếu xiên đến mặt đất, hợp với mặt đất góc 450 Một cọc cắm thẳng đứng mặt đất, phần cọc nhô lên mặt đất cao 1m Tính độ dài bóng cọc mặt đất Nhận xét: Những tia sáng bị vật chắn lại sau vật tạo thành bóng vật Giải ThuVienDeThi.com Từ hình vẽ : Gọi chiều cao cọc B mặt đất AB ,bóng cọc mặt đất AB  ABB’ cã  AB’B =450 Nªn  450 ABB cân A nên AB=AB =1m A B Vậy độ dài bóng cọc là: AB = 1m Thí dụ 2: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng người ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vuông góc với đĩa a) Tìm đường kính bóng đen in biết đường kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đường kính bóng đen giảm nửa? c) BiÕt ®Üa di chun ®Ịu víi vËn tèc v = 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đường kính bóng đen d) Giữ nguyên vị trí đĩa câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đường kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đường kính bóng đen câu a Tìm diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng đen? Giải A' A1 A I S B I1 A2 I' B1 B2 B' a) Gäi AB, A’B’ đường kính đĩa bóng ®en Theo ®Þnh lý Talet ta cã: AB SI AB.SI ' 20.200   A' B'    80cm A' B' SI ' SI 50 b) Gäi A2, B2 trung điểm IA IB Để đường kính bóng đen giảm nửa(tức A2B2) đĩa AB phải nằm vị trí A1B1 Vì đĩa AB phải dịch chuyển phía Theo định lý Talet ta có : A1B1 SI1 AB 20   SI1  1 SI '  200  100cm A2 B2 SI ' A2 B2 40 ThuVienDeThi.com Vậy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 - SI = 100-50 = 50 cm c) Thời gian để đĩa quÃng đường I I1 lµ: t= II s 0,5 = = = 0,25 s v v Tèc ®é thay ®ỉi ®­êng kÝnh bóng đen là: v = A B - A B 0,8  0,4 = = 1,6m/s 0,25 t d) Gọi CD đường kính vật sáng, O tâm Ta có: MI A3 B3 20 MI      MI  AB 80 MI  I I  Mặt khác => MI3 = I I 100  cm 3 MO CD 2 100 40     MO  MI    cm MI A3 B3 20 5 3 A2 A’ A3 C M I3 I’ O D B3 B’ => OI3 = MI3 - MO = 100 40 60    20cm 3 B2 Vậy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm - Diện tích vùng nửa tèi S =  ( I A22  I A )  3,14(80  40 )  15080cm Bài tập tham khảo: Bài Một điểm sáng S cách khoảng cách SH = 1m Tại trung điểm M SH người ta đặt bìa hình tròn, vuông góc với SH a - Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b - Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nưa tèi §S: a) 20 cm b) Vïng tèi: 18 cm Vïng nưa tèi: cm ThuVienDeThi.com Bµi Mét ng­êi cã chiỊu cao h, ®øng d­íi ngän ®Ìn treo ë ®é cao H (H > h) Ng­êi bước với vận tốc v HÃy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất ĐS: V= H v H h Bài Người ta dự định mắc bóng đèn tròn góc trần nhà hình vuông, cạnh m quạt trần trần nhà, quạt trần có sải cánh 0,8 m (khoảng cách từ trục đến đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn HÃy tính toán thiết kế cách treo quạt trần để quạt quay, điểm mặt sàn loang loáng ĐS: Quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15 m Loại 2: Xác định cách bố trí Gương phẳng Thí dụ1 : Tia sáng Mặt Trời nghiêng góc =480 so với phương ngang Cần đặt gương phẳng để đổi phương tia sáng thành phương nằm ngang? Nhận xét: Ta giải toán theo bước sau: - Xác định góc , góc hợp tia tới tia khúc xạ - Xác định phân giác góc - Kẻ đường vuông góc với phân giác điểm tới ta nét gương - Vận dụng phép tính hình học xác định số đo góc - Khẳng định vị trí đặt gương Vấn đề cần lưu ý: - Tia sáng chiếu theo phương ngang có hai chiều truyền: từ trái sang phải từ phải sang trái - Kiến thức giải toán: định luật phản xạ ánh sáng, phép toán đo góc hình học S Giải: Gọi , góc hợp tia sáng mặt trời với phương ngang góc hợp tia tới với tia phản xạ R ngang Trường hợp 1: Tia sáng truyền theo phương Hỡnh I cho tia phản xạ từ trái sang phải Từ h×nh 1, Ta cã:  +  = 1800 =>  = 1800 -  = 1800 - 480 = 1320 S N Dựng phân giác IN góc nh­ h×nh DƠ dang suy ra: i’ = i = 660 Vì IN phân giác pháp tuyến nên ta kẻ i i' đường thẳng vuông góc với IN I ta R nét gương PQ hình Hỡnh I S Xét h×nh 3: ฀ = 900 - i' = 900 - 660 = 240 Ta cã: QIR N P i Hình ThuVienDeThi.com i' R I Q VËy ta ph¶i đặt gương phẳng hợp với phương =240 ngang góc QIR S Trường hợp 2: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ phải sang trái Tõ h×nh 4, Ta cã:  =  = 480 =>  = 1800 -  = 1800 - 480 = 1320 R S Dựng phân giác IN cđa gãc  nh­ h×nh N DƠ dang suy ra: i = i = 240 Vì IN phân giác pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng R vuông góc với IN I ta nét gương PQ hình Xét hình 6: = 900 - i' = 900 - 240 = 660 Ta có: QIR Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp víi ph­¬ng ngang mét gãc ฀ =660 QIR I Hình i i' Hình I S P N i i' R I Hình KÕt luËn: Cã hai tr­êng hợp đặt gương: Trường hợp 1: đặt gương hợp với phương ngang góc 240 Trường hợp 2: đặt gương hợp với phương ngang góc 660 Q Bài tập tham khảo: J Bài 1: Một tia sáng SI chiÕu tíi mét hƯ quang K gåm hai g­¬ng phẳng, sau khỏi hệ theo I phương song song ngược chiều với tia tới hình vẽ 1) Nêu cách bố trí hai gương phẳng quang hệ S 2) Có thể tịnh tiến tia ló SI ( tøc tia tíi lu«n lu«n song song víi tia ban đầu) cho tia ló JK trùng với tia tới không? Nếu có tia tới qua vị trí hệ N Gợi ý cách giải: O - Hai gương phẳng phải quay mặt phản xạ vào Vậy ta cần bố trí chúng (chúng hợp góc ®é?) J O' K M ฀ ฀ 1) Ta cã SI//JK => KNM+SMN =1800 I S ThuVienDeThi.com Theo định luật phản xạ: KNM=2O'NM ฀ ฀ vµ SMN=2O'MN 0 ฀ ฀ ฀ => O'NM+O'MN=90 => MO'N=90 => Tứ giác MONO hình chữ nhật => hai gương hợp góc 900 2) Khi SI  JK th× MN = => SI phải đến O tức I O Loại 3: Vẽ đường tia sáng qua gương phẳng, ảnh vật qua gương phẳng Phương pháp giải: - Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng: + Tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh điểm sáng phát tia tới S I J S’ ThÝ dơ 1: Cho hai g­¬ng phẳng G1 G2 đặt S song song với (như hình vẽ) Vẽ đường M tia sáng phát từ S sau hai lần phản xạ gương G1 lần phản xạ gương G2 S3 qua điểm M cho trước S1 ฀ (G1 ) K H S฀ ฀ I M (G2 ) G1 G2 NhËn xÐt: Ta cã thĨ gi¶i toán theo bước giải toán sau: Bước 1: Xác định liên tiếp ảnh S qua hai gương (2 ảnh gương G1, ảnh gương G2) Bước 2: Vận dụng điều kiện nhìn thấy ảnh để vẽ tia sáng phản xạ gương Từ xác định điểm cắt g­¬ng S2 ฀ ThuVienDeThi.com B­íc 3: Tõ S nèi đến điểm cắt gương đến M ta thu đường truyền tia sáng cần tìm I Vấn đề cần lưu ý: - Điều kiện nhìn thấy ảnh: Ta nhìn thấy ảnh vật tia phản xạ lọt vào mắt có đường kéo dài qua ảnh vật - Vận dụng tính chất ảnh tạo gương phẳng để xác định ảnh: khoảng cách từ ảnh tới gương khoảng cách từ vật tới gương Giải: Dựng ảnh liên tiếp S qua (G1 ) (G2): (G3 ) Ta có sơ đồ tạo ảnh sau: S (G1 ) S1 (G2 ) S2 (G1) S3 Phương pháp vẽ: Nối M với S3 cắt G1 K Nối K với S2 cắt G2 I Nối I với S1 cắt G1 H Nèi S, H, I, K, M (nh­ h×nh vÏ )ta đường tia sáng từ S tới M Kết luận: Đường truyền tia sáng từ S phản xạ gương G1 hai lần gương G2 là đường nối từ S đến điểm H, I, K M Thí dụ 2: Cho gương phẳng M N có hợp với góc có mặt phản xạ hướng vào A, B hai điểm nằm khoảng gương HÃy trình bày cách vẽ đường tia sáng từ A phản xạ gương M, N truyền đến B trường hợp sau: a) góc nhọn b) lầ góc tù c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực Giải a,b) Gọi A ảnh A qua M, B ảnh B qua N (M) A’ (M) A I A A’ B B I O J (N) B’ O J (N) B’ ThuVienDeThi.com B’ B Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đường kéo dài qua A Để tia phản xạ qua (N) J qua điểm B tia tới J phải có đường kéo dài qua B Từ hai trường hợp ta có cách vẽ sau: - Dựng ảnh A A qua (M) (A’ ®èi xøng A qua (M) - Dựng ảnh B B qua (N) (B đối xứng B qua (N) - Nối AB cắt (M) (N) I J - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho trước Bài toán vẽ AB cắt hai gương A (M) và(N) (Chú ý: Đối với toán dạng ta có cách vẽ khác là: I - Dựng ảnh A A qua (M) A B - Dùng ¶nh A’’ cđa A’ qua (N) - Nối AB cắt (N) J O J - Nối JA cắt (M) I - Tia AIJB tia cần vẽ A Thí dụ 3: Hai gương phẳng (M) (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào cách khoảng AB = d Trên đoạn thẳng AB có đặt điểm sáng S cách gương (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đường thẳng qua S vuông góc với AB có khoảng cách OS = h a) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) I truyền qua O b) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) H, gương (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tíi AB Gi¶i (M) O’ (N) O K I ThuVienDeThi.com a) VÏ ®­êng ®i cđa tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đường kéo dài qua S (là ảnh S qua (N) - Cách vẽ: Lấy S đối xứng với S qua (N) Nối SO cắt (N) I Tia SIO tia sáng cần vẽ b) Vẽ đường tia sáng SHKO - Đối với gương (N) tia phản xạ HK phải có đường kéo dài qua ảnh S S qua (N) - Đối với gương (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đường kéo dài qua ảnh O O qua (M) Vì ta có cách vẽ: - Lấy S đối xứng với S qua (N); O’ ®èi xøng víi O qua (M) Nèi OS cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA Vì IB đường trung bình SSO nên IB = OS h  2 V× HB //O’C => HB BS ' d a BS '  => HB = O' C  h O' C S ' C S'C 2d V× BH // AK => HB S B S A ( 2d  a ) ( d  a ) 2d  a   AK  HB  h  h AK S A S B d a 2d 2d ThÝ dơ 4: Bèn g­¬ng phẳng G1, G2, G3, G4 quay mặt sáng vào làm thành mặt bên hình hộp chữ nhật Chính gương G1 có lỗ nhỏ A a) Vẽ đường tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ) từ vào lỗ A sau phản xạ gương G2 ; G3; G4 lại qua lỗ A b) Tính đường tia sáng trường hợp nói QuÃng đường có phụ thuộc vào vị trí lỗ A hay không (G4) A (G3) (G1) (G2) ThuVienDeThi.com Giải a) Vẽ đường tia sáng - Tia tới G2 AI1 cho tia phản xạ I1I2 có đường kéo dài qua A2 (là ảnh A qua G2 ) - Tia tíi G3 lµ I1I2 cho tia phản xạ I2I3 có đường kéo dài qua A4 (là ảnh A2 qua G3) - Tia tới G4 I2I3 cho tia phản xạ I3A có đường kéo dài qua A6 (là ảnh A4 qua G4) A6 A3 A5 I3 A I2 I1 A4 A2 Mặt khác để tia phản xạ I3A qua điểm A tia tới I2I3 phải có đường kéo dài qua A3 (là ảnh A qua G4) Muốn tia I2I3 có đường kéo dài qua A3 tia tới gương G3 I1I2 phải có đường kéo dài qua A5 (là ảnh A3 qua G3) Cách vÏ: LÊy A2 ®èi xøng víi A qua G2; A3 ®èi xøng víi A qua G4 LÊy A4 ®èi xøng víi A2 qua G3; A6 §èi xøng víi A4 qua G4 LÊy A5 ®èi xøng víi A3 qua G3 Nèi A2A5 cắt G2 G3 I1, I2 Nối A3A4 cắt G3 G4 I2, I3, tia AI1I2I3A tia cần vẽ b) Do tính chất đối xứng nên tổng đường tia sáng hai lần đường chéo hình chữ nhật Đường không phụ thuộc vào vị trí điểm A G1 Bài tập tham khảo 10 ThuVienDeThi.com Bài 1: Cho hai gương M, N điểm A, B HÃy vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ hai gương đến B hai trường hợp a) Đến gương M trước A b) Đến gương N trước B Bài 2: Cho hai gương phẳng vuông góc với Đặt điểm sáng S điểm M tr­íc (G1) g­¬ng cho SM // G2 S a) H·y vÏ mét tia s¸ng tíi G1 cho M A qua G2 lại qua M Giải thích cách vẽ b) Nếu S hai gương cố định điểm M phải có vị trí để vẽ tia sáng câu a (G2) O c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vận tốc ánh sáng v HÃy tính thêi gian trun cđa tia s¸ng tõ S -> M theo đường câu a Bài 3: Hai gương phẳng G1; G2 ghép sát hình vẽ, = 600 Một điểm sáng S đặt khoảng hai gương (G1) cách hai gương, khoảng cách từ S đến giao tuyến hai gương SO = 12 cm S a) Vẽ nêu cách vẽ đường tia sáng tù S phản xạ hai gương quay lại S O (G2) b) Tìm độ dài đường tia sáng nói trên? Bài 4: Ba gương phẳng ghép lại thành hình lăng trụ đáy tam giác ( hình vẽ ) Một điểm sáng S nằm tam giác Vẽ đường truyền tia sáng từ S, sau ba lần phản xạ liên tiếp trở S G1 Gợi ý cách giải: S1 G Xác định ảnh liên tiếp S gương G1, G2, G3 theo sơ đồ tạo ảnh sau: S (G1 ) S1 (G ) S2 (G ) I s  G3 G2 s  K S  G3 S3 H G - Nèi S víi S3 cắt gương G3 K 11 ThuVienDeThi.com S2 - Nối K với S2 cắt gương G2 H - Nối H với S1 cắt gương G1 I - Nối S, I, H, K, S ta đường truyền tia sáng từ S sau lần phản xạ gương truyền trở lại S Lưu ý: Có thể giải toán sau: - Xác định ảnh S1 S qua gương G1 - Xác định ảnh S2 S1 qua gương G2 - Xác định ¶nh S’ cđa S qua g­¬ng G3 - Nèi S’ với S2 cắt gương G3 K cắt gương G2 H - Nối H với S1 cắt gương G1 t¹i I S1 G  I S'  s K  G3 H G - Nèi S, I, H, K, S ta đường truyền tia sáng cần tìm S2 Bài 5: Vẽ đường tia sáng từ S sau phản xạ tất vách tới B S B Loại 4: Xác định số ảnh, vị trí ảnh vật qua gương phẳng? Phương pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng: ảnh vật qua gương phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến gương (ảnh vật đối xứng qua gương phẳng) Thí dụ 1: Hai gương phẳng (G1) vµ (G2) lµm víi mét gãc  =500 Mét vật sáng nhỏ S đặt góc tạo hai gương, nằm mặt phẳng phân giác hai gương, cho tất ảnh qua gương này? (G1 ) Nhận Xét Có hai trình tạo ảnh: 1) S 2) S (G1 ) (G ) S1 Sa (G ) (G1 )  S2 Sb (G ) (G c ) S3 Vùng sau O S gương Sc (G ) 12 ThuVienDeThi.com XÐt tØ sè: 1800 + Nếu tỉ số nguyên số ảnh là: 2n+1 + Nếu chia không hết: phần nguyên a, phần lẻ b Tùy theo vị trí vật, ta có trường hợp sau: * b=0,5: số ảnh 2n+1 2n+2 + Các ảnh nằm đường tròn tâm O, bán kính OS (do tính chất đối xứng ảnh vật qua gương phẳng) + Với trình ta xét ảnh cuối ảnh nằm sau hai gương Sau tìm xem ảnh cuối có trùng không, kết luận tổng số ảnh tạo hai gương * Chú ý: Trường hợp toán tìm số ảnh mà mắt nhìn thấy hai gương (hai gương đặt song song nhau), ta nhận ảnh có tia phản xạ tới mắt được, nghĩa đường thẳng nối mắt với ảnh phải cắt gương điểm Giải: 180 Ta thấy: =3,6; phần lẻ 0,6>0,5 nên số 50 ảnh 3x2+1=7 hay 3x2+2=8 ảnh Có hai trình tạo ảnh: 1) S 2) S (G1 ) (G ) S1 Sa (G ) (G1 ) S2 Sb (G1 ) (G1 ) S3 Sc (Sb )  (S3 )  (S4 )  (Sd ) Vuøng sau gương  (Sc ) (S1 )  (G1 ) A  O S B  (S2 )  (G ) (Sa ) Vì lý đối xứng nên ảnh phải nằm vòng tròn tâm O bán kính OS Vòng tròn cắt G1 A cắt G2 B + ảnh Sn ảnh cuối nằm sau hai gương, nghĩa Sn ảnh tạo G1 số ®o ฀AOSn  1800   ,1800  hay sè ®o ฀AOSn  1300 ,1800  v×   500 ฀   + T­¬ng tù, nÕu Sn ảnh tạo G2 để Sn ảnh cuối số đo BOS n 130 ,180 * Xét trình 1: S (G1 ) S1 :  AOS1   25 (A) S1 (G )  3  750 S2 :  BOS2 =  BOS1 =    (B) 2 S2 (G1 ) (A) S3 :  AOS3 =  AOS2 =   3 5   1250 2 13 ThuVienDeThi.com S3 (G ) (B) 5 7 S4 :  BOS4=  BOS3 =     175 Ta thÊy sđ BOS4 [1300 ,1800 ] S4 ảnh cuối Trong trình 1, S cho ảnh * Xét trình 2: Làm tương tự trình 1, ta ảnh Sa , Sb , Sc , Sd víi ¶nh Sd øng víi  AOSd=1750 Nh­ vËy Sd trïng víi S4 KÕt luËn: S cho ảnh qua hệ hai gương , có ảnh trùng nên ảnh Thí dụ 2: Hai gương phẳng M N đặt hợp với góc < 1800 , mặt phản xạ quay vào Một điểm sáng A nằm hai gương qua hệ hai gương cho n ảnh Chứng minh r»ng nÕu 360   2k (k  N ) n = (2k -1) ảnh Giải Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: (M ) (N ) (M ) (N )  A1   A3   A5   A  N) M) N) M) A2 (  A4 ( A6 (  A ( Từ toán ta biễu diễn số trường hợp đơn giản A3 A2 Theo hình vẽ ta cã: (N)  A1OA2 = 2 A6 A  A3OA4 = 4 O (M) A8 Gãc A2k-1OA2k = 2k A1 A7 Theo điều kiện toán 3600/ = 2k => 2k = 3600 VËy gãc A2k-1OA2k = 2k = 3600 A5 Tức ảnh A2k-1 ảnh A2k trùng A4 Trong hai ảnh ảnh sau gương (M) ảnh sau gương (N) nên không tiếp tục cho ảnh Vậy số ảnh A cho hai gương là: n = 2k - ảnh Thí dụ 3: Hai gương phẳng AB CD đặt song song đối diện cách khoảng a=10 cm Điểm sáng S đặt cách hai gương Mắt M người quan sát cách hai gương (h×nh vÏ) BiÕt AB = CD = 89 cm, SM = 100 cm B a) Xác định số ảnh S mà người quan sát thấy b) Vẽ đường tia sáng từ S đến mắt M sau khi: ThuVienDeThi.com A S M C D 14 - Phản xạ gương lần - Phản xạ gương AB hai lần, gương CD lần Giải Sn XÐt ¸nh s¸ng tõ S trun theo chiỊu tíi AB tr­íc S G1 G2 G1  S1  S S S1 ảnh ảo đối xứng với vật qua gương nên ta có: A SS1 = a K B M S SS3 = 3a SS5 = 5a D C SSn = n a Mắt M thấy ảnh thứ n, tia phản xạ gương AB K lọt vào mắt có đường kéo dài qua ảnh Sn Vậy điều kiện mắt thấy ảnh Sn là: AK AB Vì AK song song víi SM  S n A AK   S n S SM a  89  n  50 V× n  Z => n = na 100 11 na  XÐt ¸nh s¸ng tõ S trun theo chiỊu tíi g­¬ng CD tr­íc ta cịng cã kÕt tương tự Vậy số ảnh quan sát qua hệ là: 2n = S5 b) Vẽ đường cđa tia s¸ng: S1 A S1 B M S C A D Bài tập tham khảo: S3 B S C M D S3 Một bóng đèn S đặt cách tủ gương 1,5 m nằm trục mặt gương Quay cánh tủ quanh lề góc 300 Trục gương cánh lề 80 cm: a) ảnh S S di chuyển quỹ đạo nào? 15 ThuVienDeThi.com b) Tính đường ảnh Loại 5: Xác định thị trường gương Ta nhìn thấy ảnh vật tia sáng truyền vào mắt ta có đường kéo dài qua ảnh vật Phương pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép gương Từ vẽ tia phản xạ sau ta xác định vùng mà đặt mắt nhìn thấy ¶nh cđa vËt B ThÝ dơ 1: b»ng c¸ch vÏ hÃy tìm vùng không gian mà mắt đặt nhìn thấy ảnh toàn vật A sáng AB qua gương G (G) Giải Dựng ảnh AB AB qua gương Từ A B vẽ tia qua hai mép gương Mắt nhìn thấy AB đặt vùng gạch chéo B A (G) A’ B’ ThÝ dô 2: Hai ng­êi A B đứng trước gương phẳng (hình vẽ) M H N h A K h B a) Hai ng­êi có nhìn thấy gương không? b) Một hai người dẫn đến gương theo phương vuông góc với gương họ thấy gương? 16 ThuVienDeThi.com c) Nếu hai người dần tới gương theo phương vuông góc với gương họ có thấy qua gương không? Biết MH = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm Giải A' B' a) Vẽ thị trường hai người - Thị trường A giới hạn góc MA’N, cđa B giíi h¹n bëi gãc MB’N - Hai người không thấy người N H M thị trường người K h h B A A' b) A cách gương m Cho A tiến lại gần Để B thấy ảnh A M H N K A thị trường A phải hình vẽ sau: => h A V× HA’ song song víi BK A' H HN HN 0,5   A' H  BK 1  0,5m  AH  0,5m BK KN KN B VËy người A thấy người B A cách gương 0,5m c) Hai người tới gương họ không nhìn thấy gương người thị trường người Thí dụ 3: Một người cao 1,7m mắt người cách đỉnh đầu 10 cm Để người nhìn thấy toàn ảnh gương phẳng chiều cao tối thiểu gương mét? Mép gương phải cách mặt đất mét? Giải - Vật thật AB (người) qua gương phẳng cho ảnh ảo AB đối xứng - Để người thấy toàn ảnh kích thước nhỏ vị trí đặt gương phải thoà mÃn đường tia sáng hình vẽ Vì IK đường trung bình MA’B’ B I B' M 17 ThuVienDeThi.com K => IK = AB  AB   0,85m 2 V× KH đường trung bình AMA => KH = AM  0,8m VËy chiỊu cao tèi thiĨu gương 0,85 m Gương đặt cách mặt đất tối đa 0,8 m Bài tập tham khảo: Bài 1: Mét hå n­íc yªn tÜnh cã bỊ réng m Trªn bê hå cã mét cét trªn cao 3,2 m cã treo mét bãng ®Ìn ë ®Ønh Mét ng­êi đứng bờ đối diện quan sát ảnh bóng đèn, mắt người cách mặt đất 1,6 m a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ mặt nước tới mắt người quan sát b) Người lùi xa hồ tới khoảng cách không thấy ảnh ảnh bóng đèn? Bài 2: Một gương phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm Đặt mắt O trục Ix vuông góc với mặt phẳng gương cách mặt gương đoạn OI = 40 cm Một điểm sáng S đặt cách mặt gương 120 cm, cách trục Ix khoảng 50 cm a) Mắt có nhìn thấy ảnh S S qua gương không? Tại sao? b) Mắt phải chuyển dịch trục Ix để nhìn thấy ảnh S S Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu mắt đến vị trí mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S S qua gương Loại 6: Quay Gương ,Tính góc Nhận xét: - Cần ý rằng, quay gương quanh trục qua điểm tới vuông góc với tia tới, lúc góc quay gương độ tia pháp tuyến quay góc nhiêu độ - Chú ý cách vẽ hình: vị trí gương ban đầu nét liền, vị trí gương sau quay nét đứt - Vận dụng thêm định luật phản xạ ánh sáng ta dễ dàng giải toán Thí dụ 1: Chiếu tia sáng hẹp vào gương phẳng Nếu cho gương quay góc quanh trục nằm mặt gương vuông góc với tia tới tia phản xạ R1 quay góc bao nhiêu? theo chiều nào? N1 S Giải Xét gương quay quanh trục O M1 từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = ) ii lúc pháp tuyến quay gãc N1KN2 =  I N2 i' i' P J K O (góc có cạnh tương ứng vuông góc) Xét  IPJ cã IJR2 = JIP + IPJ R2 M2 Hay 2i’ = 2i +  =>  = 2( i’ - i ) (1) 18 ThuVienDeThi.com XÐt  IJK cã IJN2 = JIK + IKJ Hay i’ = i +  =>  = ( i’ - i ) (2) Tõ (1) vµ (2) =>  =  KÕt luËn VËy g­¬ng quay mét gãc  quanh trục vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc theo chiỊu quay cđa g­¬ng ThÝ dơ 2: Hai g­¬ng phẳng hình chữ nhật giống ghép chung theo cạnh tạo thành góc hình vẽ (OM1 = OM2) Trong khoảng hai gương gần O có điểm sáng S Biết tia sáng từ S đặt vuông góc vào G1 sau phản xạ G1 đập vào G2, sau phản xạ G2 đập vào G1 phản xạ G1 lần Tia phản xạ cuối vuông góc víi M1M2 TÝnh  Gi¶i (G1) - VÏ tia phản xạ SI1 vuông góc với (G1) - Tia phản xạ I1SI2 đập vào (G2) I1 - Dựng pháp tun I2N1 cđa (G2) - Dùng ph¸p tun I3N2 cđa (G1) K I3 S O - Vẽ tia phản xạ cuèi cïng I3K N1 I2 N2 (G2) DÔ thÊy gãc I1I2N1 = ( góc có cạnh tương ứng vuông góc) => góc I1I2I3 = Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: KI3 M1 = I2I3O = 900 - 2 => I3 M1K = 2  M1OM c©n ë O =>  + 2 + 2 = 5 = 1800 =>  = 360 VËy  = 360 Bài tập tham khảo: Bài 1: Chiếu tia sáng SI tới gương phẳng G Nếu quay tia xung quanh điểm S góc tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Bài 2: Hai gương phẳng G1 G2 có mặt phản xạ hợp với góc = 600 chiếu tia sáng SI tới G1 tia phản xạ theo IJ phản xạ G2 theo JR tính góc hợp tia SI JR 19 ThuVienDeThi.com ... qua gương phẳng: ảnh vật qua gương phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến gương (ảnh vật đối xứng qua gương phẳng) Thí dụ 1: Hai gương phẳng (G1) (G2) làm với góc =500 Một vật sáng nhỏ S đặt góc... đặt bìa hình tròn, vuông góc với SH a - Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b - Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối ĐS: a) 20 cm... cần lưu ý: - Tia sáng chiếu theo phương ngang có hai chiều truyền: từ trái sang phải từ phải sang trái - Kiến thức giải toán: định luật phản xạ ánh sáng, phép toán đo góc hình học S Giải: Gọi