Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí lớp 9 Chuyên đề 2: Quang học (Tập 2) Năm học 20162017 Lê Đình Tư13921

N I DUNG B I D NG H C SINH GI I L P THCS NĂM H C -2017 MÔN V T LÝ Chuyên đ 2: QUANG H C T P -AB) Ọ Các đ nh lu t quang hình: Truy n th ng nh sáng, Ph n x ánh sáng, Khúc x ánh sáng B G ng G ng ph ng G ng c u l i G ng c u lõm C Th u kính: TKHT, TKPK D Quang h : Quang h G ng G th u kính (L) - Quang h th u kính (L) - (L') I- Tóm tắt lý thuyết 1/ Khái niệm bản: - Ta nhận biết đ- ợc ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta - Ta nhìn thấy đ- ợc vật có ánh sáng từ vật mang đến mắt ta ánh sáng vật tự phát (Nguồn sáng) hắt lại ánh sáng chiếu vào Các vật đ- ợc gọi vật sáng - Trong môi tr- ờng suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đ- ờng thẳng - Đ- ờng truyền ánh sáng đ- ợc biểu diễn đ- ờng thẳng có h- ớng gọi tia sáng - Nếu nguồn sáng có kích th- ớc nhỏ, sau vật chắn s¸ng sÏ cã vïng tèi - NÕu nguån s¸ng cã kích th- ớc 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 đ- ờng pháp tuyến với g- ơng điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Nếu đặt vật tr- ớc g- ơng phẳng ta quan sát đ- ợc ảnh vật g- ơng + ảnh g- ơng phẳng ảnh ảo, lớn vật, đối xứng với vật qua g- ơng + Vùng quan sát đ- ợc vùng chứa vật nằm tr- ớc g- ơng mà ta thấy ảnh vật nhìn vào g- ơng + Vùng quan sát đ- ợc phụ thuộc vào kích th- ớc g- ơng vị trí đặt mắt II- Phân loại tập (A-B) Loại 1: Bài tập truyền thẳng ánh sáng Ph- ơng pháp giải: Dựa định luật truyền thẳng ánh sáng Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng ng- ời ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vuông góc với đĩa a) Tìm đ- ờng kính bóng đen in biết đ- ờng kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo ph- ơng vuông góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đ- ờng kính bóng đen giảm nưa? ®en c) BiÕt ®Üa di chun ®Ịu víi vËn tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đ- ờng kính bóng d) Giữ nguyên vị trí đĩa nh- câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đ- ờng kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đ- ờng kính bóng đen nh- câu a Tìm diện tích vùng nưa tèi xung quanh bãng ®en? T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com A' Gi¶i A2 A1 A I S I1 B1 B I' B2 B' a) Gäi AB, AB lần l- ợt đ- ờng kính đĩa bóng đen Theo định lý Talet ta cã: AB.SI ' 20.200 AB SI   A' B'    80cm SI A' B' SI ' 50 b) Gọi A2, B2 lần l- ợt trung điểm IA IB Để đ- ờng 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 cã : 20 A1B1 SI1 AB   SI1  1 SI '  200  100 cm 40 A2 B2 SI ' A2 B2 Vậy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 SI = 100-50 = 50 cm c) Thêi gian ®Ĩ ®Üa ®i đ- ợc quÃng đ- ờng I I1 là: t= II 0,5 s = = = 0,25 s v v Tèc ®é thay ®ỉi ®- êng kÝnh cđa bãng ®en lµ: v’ = A B - A B 0,8  0,4 = = 1,6m/s t 0,25 d) Gọi CD đ- ờng kính vật sáng, O t©m Ta cã: MI3 A3 B3 20 MI3      MI  AB 80 MI3 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’ M C O D A3 I3 I’ B3 B’ T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com B2 => OI3 = MI3 – MO = 100 40 60    20cm 3 VËy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm - DiƯn tÝch vïng nưa tèi S =  ( I A22  I A )  3,14(80  40 )  15080 cm2 ThÝ dô 2: Ng- ời 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 Giải Để quạt quay, không điểm sàn sáng loang loáng bóng đầu mút cánh quạt in t- ờng tối đa đến chân t- ờng C,D nhà hình hộp vuông, ta xét tr- ờng hợp cho bóng, lại t- ơng tự Gọi L đ- ờng chéo trần nhà L = = 5,7 m L S1 T Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân t- ờng đối diện: A S1D = H  L = (3,2)  (4 2) =6,5 m 2 2 H T điểm treo quạt, O tâm quay quạt S3 R O B I A,B đầu mút cánh quạt quay Xét  S1IS3 ta cã AB AB OI   OI   IT  S1 S3 S1 S3 IT C D H 3,2 2.0,8  0,45m  L 5,7 R Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15 m Bài tập tham khảo: 1/ Một điểm sáng S cách khoảng cách SH = 1m Tại trung điểm M SH ng- ời 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 T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Tóm t t SH = 1m = 100cm IM = R = 10 cm P I S r = 2cm a) Bán kính vùng t i HP = ? M H b) Bán kính vùng t i HP =?; Bán kính vùng n a t i PO = ? a) Bán kính vùng t i t  SIM   SPH  Q ng PH IM PH IM 10   PH  SH  100 =20 cm SM SH SM 50 Ta có: PH’ = AA’ () O P AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – = cm A'  PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18 cm T ng t ta có: A’B = HO= AA’ + AB = AA’ +2r = 8+4 = 12 cm V y PO = HO –HP = 12-8 = cm Vùng n a t i hình vành kh n có b r ng cm A S B I M H' H Q O' 2/ Mét ng- êi cã chiỊu cao h, ®øng d- íi ngän ®Ìn treo ë ®é cao H (H > h) Ng- êi b- ớc với vận tốc v HÃy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất ĐS: V = T Lờ ỡnh H BK N H v H h Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Lo¹i 2: Vẽ đ-ờng tia sáng qua g-ơng phẳng, ảnh vật qua g-ơng phẳng Ph-ơng 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 g- ơng phẳng: + Tia phản xạ có đ- ờng kéo dài qua ảnh điểm sáng phát tia tíi S I ThÝ dơ 1: J S’ Cho g- ơng phẳng M N có hợp với góc có mặt phản xạ h- ớng vào A, B hai điểm nằm khoảng g- ơng HÃy trình bày cách vẽ đ- ờng tia sáng từ A phản xạ lần l- ợt g- ơng M, N truyền đến B tr- ờng hợp sau: a) góc nhọn b) lầ góc tù T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com c) Nªu điều kiện để phép vẽ thực đ- ợc 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) O J B (N) B Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đ- ờng kéo dài qua A Để tia phản xạ qua (N) J qua điểm B tia tới J phải có đ- ờng kéo dài qua B Từ hai tr- ờng hợp ta có cách vẽ sau: - Dùng ¶nh A’ cđa A qua (M) (A’ ®èi xøng A qua (M) - Dùng ¶nh B’ cđa B qua (N) (B’ ®èi xøng B qua (N) - Nối AB cắt (M) (N) lần l- ợt I J - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho tr- ớc Bài toán vẽ đ- ợc AB cắt hai g- ơng (M) và(N) A (Chú ý: Đối với toán dạng ta có cách vẽ khác là: - Dựng ảnh A A qua (M) I 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 2: Hai g- ơng 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 g- ơng (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đ- ờng thẳng qua S vuông góc với AB có khoảng cách OS = h O a) Vẽ đ- ờng tia sáng xuất phát từ S phản xạ g- ơng (N) I truyền qua b) Vẽ đ- ờng tia sáng xuất phát từ S phản xạ lần l- ợt g- ơng (N) H, g- ơng (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tíi AB T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Gi¶i (M) (N) O’ O K I H C S A S’ B a) VÏ ®- êng tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đ- ờng 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 đ- ờng tia sáng SHKO - Đối với g- ơng (N) tia phản xạ HK phải có đ- ờng kéo dài qua ảnh S S qua (N) - Đối với g- ơng (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đ- ờng kéo dài qua ¶nh O’ cđa O qua (M) V× vËy ta cã cách vẽ: - Lấy S đối xứng với S qua (N); O’ ®èi xøng víi O qua (M) Nèi O’S’ cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA Vì IB đ- ờng trung bình SSO nên IB = OS h  2 V× HB //O’C => HB BS' BS' d a => HB =  O' C  h O' C S' C 2d S' C V× BH // AK => (2d  a ) (d  a ) 2d  a HB SB S A   AK  HB  h  h 2d 2d AK SA SB d a ThÝ dô 3: Bốn g- ơng phẳng G1, G2, G3, G4 quay mặt sáng vào làm thành mặt bên hình hộp chữ nhật Chính g- ơng G1 có lỗ nhỏ A a) Vẽ đ- ờng tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ) từ vào lỗ A sau phản xạ lần l- ợt g- ơng G2 ; G3; G4 lại qua lỗ A b) Tính đ- ờng tia sáng tr- ờng hợp nãi trªn T Lê ình – H BK N (G4) A (G1) (G3) (G2) Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Qu·ng ®- êng ®i có phụ thuộc vào vị trí lỗ A hay không? Giải a) Vẽ đ- ờng tia sáng - Tia tới G2 AI1 cho tia phản xạ I1I2 có đ- ờng kéo dài qua A2 (là ảnh A qua G2) - Tia tíi G3 lµ I1I2 cho tia phản xạ I2I3 có đ- ờng kéo dài qua A4 (là ảnh A2 qua G3) - Tia tới G4 I2I3 cho tia phản xạ I3A có đ- ờng kéo dài qua A6 (là ảnh A4 qua G4) A6 A3 A5 I3 A I2 I1 A4 A2 MỈt khác để tia phản xạ I3A qua điểm A tia tới I2I3 phải có đ- ờng kéo dài qua A3 (là ảnh A qua G4) Muốn tia I2I3 có đ- ờng kéo dài qua A3 tia tới g- ơng G3 I1I2 phải có đ- ờng kéo dài qua A5 (là ảnh A3 qua G3) Cách vẽ: Lấy A2 đối xứng 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 với A3 qua G3 Nối 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 đ- ờng tia sáng hai lần đ- ờng chéo hình chữ nhật Đ- ờng không phụ thuộc vào vị trí điểm A G1 T Lờ ỡnh – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com tập tham khảo Bài 1: Cho hai g- ơng M, N ®iĨm A, B H·y vÏ c¸c tia s¸ng xt ph¸t từ A phản xạ lần l- ợt hai g- ơng đến B hai tr- ờng hợp a) §Õn g- ¬ng M tr- íc A b) §Õn g- ¬ng N tr- íc B (T gi i) Bµi 2: Cho hai g- ơng phẳng vuông góc với Đặt điểm sáng S điểm M tr- ớc (G1) g- ¬ng cho SM // G2 a) H·y vÏ mét tia s¸ng tíi G1 cho qua G2 lại qua M Giải thích cách vẽ S A M b) Nếu S hai g- ơng cố định điểm M phải có vị trí để vẽ đ- ợc tia sáng nh- câu a c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vận tốc ánh sáng v O (G2) HÃy tÝnh thêi gian trun cđa tia s¸ng tõ S -> M theo đ- ờng câu a T Lờ ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com c) Thêi gian trun cđa tia s¸ng tõ S -> M t=s/v víi s lµ tỉng qu·ng đ ng c a đ ng truy n tia sáng s = SI +IK + KM D a vào SM = a; SA = b, AO = a,  tính s theo a, b  tính v theo a,b Bài 3: Hai g- ơng phẳng G1; G2 ghép sát nh- hình vẽ, = 600 Một điểm sáng S đặt khoảng hai g- ơng (G1) cách hai g- ơng, khoảng cách từ S đến giao tuyến hai g- ơng SO = 12 cm S a) Vẽ nêu cách vẽ đ- ờng tia sáng tù S phản xạ lần l- ợt hai g- ơng quay lại S O (G2) c) Tìm độ dài đ- ờng tia sáng nói trên? a) V S1l nh c a S qua G1, S2là nh c a S qua G2 N i S1v i S2 c t G1 t i I G2 t i K N i S v i I, S v i K , đ ng c a tia sáng t S ph n x l n l t hai g ng r i quay l i S SIKS b)Ta có: tam giác đ u (1) Ch ng minh t ng t , ta có: (2) T (1) (2) hình thoi M t khác, ta có O S đ i x ng v i qua IK nên: IO = IS KO = KS (3) Xét có OH v a đ ng cao , v a đ ng phân giác tam giác đ u nên OI = IK = KO (4) T (3) (4) SI = IK = KS SI + IK + KS = 3IK Xét vuông t i H có Mà OH = V y đ dài đ ng c a tia sáng SI + IK + KS = 3IK Bài 4: Vẽ đ- ờng tia sáng từ S sau phản xạ tất vách tới B S B (T gi i) T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Loại 3: Xác định số ảnh, vị trí ảnh vật qua g-ơng phẳng? Ph- ơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua g- ơng phẳng: ảnh vật qua g- ơng phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến g- ơng (ảnh vật đối xứng qua g- ơng phẳng) Thí dụ 1: Hai g- ơng phẳng M N đặt hợp với góc < 1800 , mặt phản xạ quay vào Một điểm sáng A nằm hai g- ơng qua hệ hai g- ơng cho n ảnh Chứng minh nÕu 360   2k(k  N ) th× n = (2k 1) ảnh Giải Sơ đồ tạo ảnh qua hÖ: ( N) (M ) (M ) ( N)  A1   A3   A5   A 2k-1 A  N) M) N) M) A2 (  A4 ( A6 (  A ( A 2k A3 A2 Từ toán ta biễu diễn số tr- ờng hợp đơn giản (N) Theo h×nh vÏ ta cã: A6 Gãc A1OA2 = 2 A O Gãc A3OA4 = 4 (M) A8 A7 Góc A2k-1OA2k = 2k A1 Theo điều kiện toán th× 3600/ = 2k A5 => 2k = 3600 VËy góc A2k-1OA2k = 2k = 3600 A4 Tức ảnh A2k-1 ảnh A2k trùng Trong hai ảnh ảnh sau g- ơng (M) ảnh sau g- ơng (N) nên không tiếp tục cho ảnh Vậy số ảnh A cho hai g- ơng là: n = 2k ảnh Thí dụ 2: Hai g- ơng phẳng M1và M2 đặt nghiêng với góc = 1200 Một điểm sáng A tr- ớc hai g- ơng, cách giao tuyến chúng khoảng R = 12 cm a) Tính khoảng cách hai ảnh ảo A qua g- ơng M1 M2 đổi b) Tìm cách dịch chuyển điểm A cho khoảng cách hai ảnh ảo câu không nằm đ- ờng tròn tâm O bán kính R = 12 cm Tứ giác OKAH néi tiÕp (v× gãc K + gãc H = 1800) Do  = - A (M2) Giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A K A2 O H (M1) => gãc A2OA1 = 2 (góc chắn cung A1A2) A1 => A2OA1 = 2( - ) = 1200 A2OA1 cân O cã gãc O = 1200; c¹nh A20 = R = 12 cm T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com => A1A2 = 2R.sin300 = 12 b) Tõ A1A2 = 2R sin  Do ®ã ®Ĩ A1A2 không đổi => R không đổi (vì không đổi) Vậy A dịch chuyển mặt trụ, có trục giao tuyến hai g- ơng bán kính R = 12 cm, giới hạn hai g- ơng Thí dụ 3: Hai g- ơng phẳng AB CD đặt song song đối diện cách a=10 cm Điểm sáng S đặt cách hai g- ơng Mắt M ng- ời quan sát cách hai g- ơng (hình vẽ) Biết AB = CD = 89 cm, SM = 100 cm B a) X¸c định số ảnh S mà ng- ời quan sát thấy ®- ỵc A S M C D b) VÏ ®- ờng tia sáng từ S đến mắt M sau khi: - Phản xạ g- ơng lần - Phản xạ g- ơng AB hai lần, g- ơng CD lần Giải Sn Xét ánh s¸ng tõ S trun theo chiỊu tíi AB tr- íc S G1 G2 G1  S1  S3  S5 ảnh ảo đối xứng với vật qua g- ơng nªn ta cã: SS1 = a S1 A K B M S SS3 = 3a C SS5 = 5a D SSn = n a Mắt M thấy đ- ợc ảnh thứ n, tia phản xạ g- ơng AB K lọt vào mắt có đ- ờng kéo dài qua ảnh Sn Vậy điều kiện mắt thấy ảnh Sn là: AK AB S A AK Sn SM ~ Sn AK  n   Sn 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 tr- íc ta cịng cã kết t- ơng tự Vậy số ảnh quan sát đ- ợc qua hệ là: 2n = T Lờ ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com b) VÏ ®- ờng tia sáng: S5 S5 S1 S1 B A A M S D C B M S C D S3 S3 Bài tập tham khảo: 1- Một bóng đèn S đặt cách tủ g- ơng 1,5 m nằm trục mặt g- ơng Quay cánh tủ quanh lề góc 300 Trục g- ơng cánh lề 80 cm: a) ảnh S S di chuyển quỹ đạo nào? b) Tính đ- ờng ®i cđa ¶nh S1 S I2 K  I1 G1  G2 b) Khi g- ¬ng cha xoay ta cã: S I1 = I S = d Khi g- ơng xoay góc 30o ta có S2 đối xứng S qua G2 SI1I2 đồng dạng với S2I1I2 I1 S = I1S2 = I1S1 = d ta thÊy góc I2I1K = 30o (đ đ) mà góc S2SS1 + gãc SKI1 = 900 gãc I2I1 K+ gãc SKI1 = 900 nªn gãc S2SS1 = I2I1 K = 30o S2 S2I1 S1 = 60o S1 (t/c gãc néi tiÕp = 1/2 góc tâm chắn cung) Vậy gơng quay 30o ảnh S quay cung tròn 60o tâm I bán kính d Loại 4: Xác định thị tr-ờng g-ơng vật Ta nhìn thấy ảnh vật tia sáng truyền vào mắt ta có đ- ờng kéo dài qua ảnh Ph-ơng ph¸p: VÏ tia tíi tõ vËt tíi mÐp cđa g- ơng Từ vẽ tia phản xạ sau ta xác định đ- ợc vùng mà đặt mắt nhìn thấy đ- ợc ảnh vật T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L B i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com A Thí dụ 1: cách vẽ hÃy tìm vùng không gian mà mắt đặt nhìn thấy ảnh toàn vật sáng AB qua g- ơng G Giải Dựng ảnh AB AB qua g- ơng Từ A B vẽ tia qua hai mép g- ơng Mắt nhìn thấy AB đ- ợc đặt vùng gạch chéo B A (G) A’ B’ ThÝ dơ 2: Hai ng- êi A vµ B đứng tr- ớc g- ơng phẳng (hình vẽ) M H N K h h B A a) Hai ng- ời có nhìn thấy g- ơng không? b) Mét hai ng- êi ®i dÉn ®Õn g- ơng theo ph- ơng vuông góc với g- ơng họ thấy g- ơng? c) Nếu hai ng- ời dần tới g- ơng theo ph- ơng vuông góc với g- ơng họ có thấy qua g- ơng không? Biết MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm Giải A' B' a) Vẽ thị tr- ờng cđa hai ng- êi - ThÞ tr- êng cđa A giíi h¹n bëi gãc MA’N, cđa B giíi h¹n bëi góc MBN - Hai ng- ời không thấy ng- ời H M thị tr- ờng cđa ng- êi h A T Lê ình – H BK N N K h B Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com A' b) A cách g- ơng m M Cho A tiến lại gần Để B thấy đ- ợc ảnh A H N K A thị tr- ờng A phải nh- hình vẽ sau: -> h A AHN ~  BKN  0,5 AH AN   AH  BK  AH   0,5m BK KN B c) Hai ng- êi cïng ®i tíi g- ơng họ không nhìn thấy g- ơng ng- ời thị tr- êng cđa ng- êi ThÝ dơ 3: Mét ng- ời cao 1,7m mắt ng- ời cách đỉnh đầu 10 cm Để ng- ời nhìn thấy toàn ảnh g- ơng phẳng chiều cao tối thiểu g- ơng mét? Mép d- ới g- ơng phải cách mặt đất mét? Giải - Vật thật AB (ng- ời) qua g- ơng phẳng cho ảnh ảo AB đối xứng - Để ng- ời thấy toàn ảnh kích th- ớc nhỏ vị trí đặt g- ơng phải thoà mÃn đ- ờng tia sáng nh- hình vẽ MIK ~ MAB => IK = AB AB   0,85m 2 B I B' M MB  B’KH ~  B’MB => KH =  0,8m K VËy chiỊu cao tèi thiĨu g- ơng 0,85 m G- ơng đặt cách mặt đất tối đa 0,8 m A H A' Bài tập tham khảo: Bài1: Một hồ n- ớc yên tÜnh cã bỊ réng m Trªn bê hå cã mét cét trªn cao 3,2 m cã treo mét bãng ®Ìn ë ®Ønh Mét ng- êi ®øng ë bê ®èi diện quan sát ảnh bóng đèn, mắt ng- ời cách mặt đất 1,6 m a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ mặt n- ớc tới mắt ng- ời quan sát b) Ng- ời lùi xa hồ tới khoảng cách không thấy ảnh ảnh bóng đèn? a/ Gọi AB cột điện (A bóng đèn) A/ ảnh bóng đèn qua mặt n- ớc (xem nh- g- ơng phẳng) Các tia tới AI, AJ phản xạ theo h- ớng A/I, A/J đến mắt ng- êi quan s¸t.( H.1) NÕu ng- êi quan s¸t khoảng CH mắt không nhìn thấy ảnh A qua hồ (khi tia phản xạ từ mặt T Lờ ỡnh H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com CO CB hồ đến mắt) (H.2) XÐt CHO CBA, tacã: HO  CO  BA CB  HO   1,6  4m 3, BA VËy ng- êi Êy rêi xa hå theo h- íng vu«ng gãc víi bê hå tõ 4m trë không nhìn thấy ảnh bóng đèn Bài 2: Một g- ơng phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm Đặt mắt O trục I x vuông góc với mặt phẳng g- ơng cách mặt g- ơng đoạn OI = 40 cm Một điểm sáng S đặt cách mặt g- ơng 120 cm, cách trục Ix khoảng 50 cm a) Mắt có nhìn thấy ảnh S S qua g- ơng 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 g- ơng a S S’ H K x O M I O’ Theo tính ch t nh c a v t t o b i g ng ph ng D ng nh S’ c a S: - T S h đ ng vuông góc v i m t g ng, c t g ng t i H - Trên SH l y S’ đ i x ng v i S qua H - S’ nh c a S D ng nh O’ c a O: - T O h đ ng vuông góc v i m t g ng, c t g ng t i I - Trên OI l y O’ đ i x ng v i O qua I T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com - O’ nh c a O b có th nhìn th y nh c a S qua g ng tia ph n x t i m gi i h n K c a g m t Khi m t ph i đ t t i m gi i h n M Xét c p tam giác đ ng d ng MIK S’HK có ng ph i l t vào MI IK IK.S'H   MI  S'H HK HK Mà IK = r = 10cm S’H = SH = l = 120cm HK = HI – IK = h – r = 50 – 10 = 40cm Do MI  IK.S'H 10.120   30 cm HK 40 MI < OI, ban đ u m t đ t t i O s nhìn khơng th y nh c a S qua g ng m t nhìn th y nh c a S qua g ng ch đ c phép di chuy n kho ng MI trờn Ix Loại 5: Tính góc Thí dụ 1: Chiếu tia sáng hẹp vào g- ơng phẳng Nếu cho g- ơng quay góc quanh trục nằm mặt g- ơng vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? theo chiều nào? Giải Xét g- ơng quay quanh trục O R1 N1 S từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = ) ii lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 =  I M1 N2 i' i' O (gãc có cạnh t- ơng ứng vuông góc) P Xét IPJ cã IJR2 = JIP + IPJ R2 M2 J K Hay 2i’ = 2i +  =>  = 2( i’ – i ) (1) XÐt  IJK cã IJN2 = JIK + IKJ Hay i’ = i +  =>  = ( i’ – i ) (2) Tõ (1) vµ (2) =>  =  VËy g- ¬ng quay mét gãc  quanh mét trơc vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc theo chiều quay cđa g- ¬ng ThÝ dơ 2: Hai g- ¬ng phẳng hình chữ nhật giống đ- ợc ghép chung theo cạnh tạo thành góc nh- hình vẽ (OM1 = OM2) Trong khoảng hai g- ơng 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 với M1M2 Tính (G1) Giải - Vẽ tia phản xạ SI1 vuông góc với (G1) - Tia phản xạ I1SI2 đập vào (G2) I1 - Dùng ph¸p tun I2N1 cđa (G2) - Dùng ph¸p tun I3N2 cđa (G1) T Lê ình – H BK N K I3 O S N1 I2 N2 (G2) Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com - Vẽ tia phản xạ cuối I3K Dễ thấy góc I1I2N1 = ( góc có cạnh t- ơng 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 g- ơng phẳng G Nếu quay tia xung quanh điểm S góc tia phản xạ quay góc bao nhiªu? G ng ph ng G, tia t i SJ, tia ph n x IE, IM vng góc v i G, SN vơng góc v G Quay SI góc a quanh S, Tia t i SJ, p n x JQ, VJ vơng góc v i G,JK // v i IE (t t c đ ng đ u n m v 1phía so v i g ng) G i góc NSI = n, SIN = b, SJN = c, KJQ = e Xét tam giác vuông ta có: n + b = 90 n + a + c = 90 suy a = b – c (1) l i có e = b – c (IE // JK nên b = e + c) (2) (1) (2) suy a = e v y quay tia t i quanh S góc = a tia ph n x c ng quay góc = a Ghi chú: V thêm đ ng th ng TJ // SI, lúc ta s th y nh ta di chuy n m sáng S (khi ch a quay) v T, (hay m I v J), có th th y r ng quay tia sáng quanh S góc = a c ng gi ng nh quay tia sáng quanh điêm I góc a nh ng quay chi u ng c l i Lúc ta th y n u quay tia t i góc a tia ph n x c ng quay goc a Bµi 2: Hai g- ơng phẳng G1 G2 có mặt phản xạ hợp với góc (s a thành 300) chiÕu tia s¸ng SI tíi G1 tia phản xạ theo IJ phản xạ G2 theo JR tính góc hợp tia SI JR B sung: T v trí c n quay g T Lê ình – H BK N ng G2G2 m t góc nh nh t đ SI//JR Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com ... với (G1) - Tia phản xạ I1SI2 đập vào (G2) I1 - Dựng pháp tuyến I2N1 (G2) - Dùng ph¸p tun I3N2 cđa (G1) T Lê ình – H BK N K I3 O S N1 I2 N2 (G2) Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi... T Lê ình – H BK N Chuyên đ – Quang h c - T p – Level (L i gi i chi ti t) ThuVienDeThi.com Loại 3: Xác định số ảnh, vị trí ảnh vật qua g-ơng phẳng? Ph- ơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật. .. ơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua g- ơng phẳng: ảnh vật qua g- ơng phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến g- ơng (ảnh vật đối xứng qua g- ơng phẳng) Thí dụ 1: Hai g- ơng phẳng M N đặt