Ngày soạn : Ngày dạy : Tiết : 34 - 41 QUANG HỌC I.Tóm tắt lý thuyết: Định luật truyền thẳng ánh sáng: Trong môi trường suốt đồng tính, ánh sáng truyền theo dường thẳng Định luật phản xạ ánh sáng: + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến + Góc phản xạ góc tới: i’ = i Gương phẳng: a/ Định nghĩa: Những vật có bề mặt nhẵn, phẳng , phản xạ tốt ánh sáng chiếu tới gọi gương phẳng b/ Đặc điểm ảnh tạo gương phẳng: - Aûnh vật ảnh ảo - nh có kích thước to vật - Aûnh vật đối xứng qua gương, Vật trước gương ảnh sau gương - Aûnh chiều với vật vật đặt song song với gương c/ Cách vẽ ảnh vật qua gương: - Chọn từ đến điểm vật - Chọn điểm đối xứng qua gương - Kẻ tia tới bất kỳ, tia phản xạ xem xuất phát từ ảnh điểm - Xác định vị trí độ lớn ảnh qua gương II Phương pháp giải tập: Bài Một điểm sáng cách khoảng SH= 1m Tại M khoảng SH người ta đặt bìa hình trịn vng góc với SH a/ Tím bán kính vùng tối bán kính bìa R=10cm b/ Thay điểm sáng S nguồn sáng hình cầu có bán kính r= 2cm Tím bán kính vùng tối vùng nửa tối Giải: Tóm tắt: SH=1m=100cm SM=MH=SH/2= 50cm R=MI= 10cm I S P M H a/ Tính PH: Xét hai tam giác đồng dạng SIM SPH ta có: IM PH IM SH 10.100 PH 20cm SM SH SM 50 b/ Tính PH PQ: A’ Xét hai tam giác IA’A IH’P A Ta có: PH’ = AA’ S =>AA’ =SA’ – SA =MI – SA B PH = R –r = 10 – = 8cm ta có:PH = PH’ + H’H = PH’ + IM = PH’ + R = AA’ + R = 8+10 = 18cm Tương tự ta thấy hai tam giác IA’B IHQ => A’B = H’Q = A’A +AB = A’A +2r = + 2.2 = 12cm => PQ = H’Q + H’P = 12-8= cm Q I M P H’ H Bài Cho hai gương phẳng M M’ đặt song song có mặt phản xạ quay vào cách khoảng AB = d = 30cm Giữa hai gương có điểm sáng S đường thẳng AB cách gương M 10cm Một điểm sáng S’ nằm đường thẳng song song với hai gương, cách S 60cm a/ Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ S đến S’ hai trường hợp: + Đến gương M I phản xạ đến S’ + Phản xạ gương M J đến gương M’ K truyền đến S’ b/ Tính khoảng cách từ I; J ; K đến AB Giải: a/ Vẽ tia sáng: Lấy S đối xứng với S1 qua gương M Đường thẳng SS’ cắt gương M I SIS’ tia cần vẽ Lấy S1 đối xứng với S’ qua M’.Nối S1S2 cắt M J cắt M’ K Tia SJKS’ tia cần vẽ b/ Tính IA; JA KB: M’ M Xét tam giác S’SS1 , ta có II’ đường trung S2 H S’ A’ bình tam giác S’SS1 nên: I’S’ = I’S = IA = SS’/2 = 60/2 = 30cm K Xét tam giác đồng dạng S1AJ S1BK, ta có: I’ I S A 10 AJ BK S1 B 40 => BK = AJ ( 1) Xét hai tam giác đồng dạng S2HK S2A’J, ta có: S2 H HK 20 HK HK A' J (2) S A' A' J 50 A' J 20 A' J SS ' AJ A' J SS ' 5 18 2 18 AJ AJ A' J SS ' AJ ( AJ A' J ) SS ' 5 5 18 AJ SS ' SS ' AJ 10cm 5 Thay AJ vào biểu thức (1) ta : BK 4 10cm 40cm Mà ta có : BK HK SS' 4AJ Bài Hai gương phẳng có mặt phản xạ hợp thành góc , chiếu tia sáng SI đến gương thứ phản xạ theo phương IJ đến gương thứ hai phản xạ phương JR Tìm góc hợp hai tia SI JR khi: a/ góc nhọn b/ góc tù II R N S J S N Giải: a/ Khi góc nhọn, theo hình vẽ ta có góc ngồi INJ = => = I I1 Xét DIJ có góc ngồi B Ta b/ có K h Ta có X é t B : i B B : t am Dˆ IJ X eù t Tö ø ( gi a ù c ˆ D I J : v l aø go c ù ˆ I I N J ) ˆ2 I I a ø t a ( I D J coù 2) : D ˆ I t uø ˆ I 2( t h t a 18 eo coù ˆ I ˆ2 I ì n : ˆ I J 36 Bi Hai gơng phẳng G1 G2 đợc bố trí hợp với gúc nh hình vẽ Hai điểm sáng A B đợc đặt vào hai gơng a/ Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ lần lợt lên gơng G2 đến gơng G1 đến B b/ Nếu ảnh A qua G1 cách A 12cm ảnh A qua G2 cách A 16cm G2 A Bi Hai gơng phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào tạo với góc B 600 Một điểm S nằm khoảng hai gơng a) HÃy nêu cách vẽ đờng tia sáng phát từ S phản xạ lần lợt qua G1, G2 quay trở lại S ? b) TÝnh gãc t¹o bëi tia tíi xt phát từ S tia phản xạ qua S ? Bi Một ngời tiến lại gần gH ơng phẳng AB đờng trùng với A B I 90 đờng trung trực đoạn thẳng AB Hỏi vị trí để ngời nhìn thấy ảnh ngời thứ hai đứng trớc gơng AB (h×nh vÏ) BiÕt N2 AB = 2m, BH = 1m, HN2 = 1m, N1 (Ngêi N1 thø hai) (Ngời thứ nhất) h vị trí bắt đầu xuất phát ngời thứ nhất, N2 vị trÝ cña ngêi thø hai Bài 7: Mét ngêi cao 1,65m đứng đối diện với gơng phẳng hình chữ nhật đợc treo thẳng đứng Mắt ngời cách đỉnh đầu 15cm a) Mép dới gơng cách mặt đất để ngời nhìn thấy ảnh chân gơng? b) Mép gơng cách mặt đất nhiều để ngời thấy ảnh đỉnh đầu gơng? c) Tìm chiều cao tối thiểu gơng để ngời nhìn thấy toàn thể ảnh gơng d) Các kết có phụ thuộc vào khỏang cách từ ngời tới gơng không? Vì sao? Bi Ba gơng phẳng (G1), (G21), (G3) đợc lắp thành lăng trụ đáy tam giác cân nh hình vẽ Trên gơng (G1) có lỗ nhỏ S Ngời ta chiếu chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên theo phơng vuông góc với (G1) Tia sáng sau phản xạ lần lợt gơng lại qua lỗ S không bị lệch so với phơng tia chiếu vào HÃy xác định góc hợp cặp gơng với Bi Chiếu tia sáng hẹp vào gơng phẳng Nếu cho gơng quay góc quanh trục nằm mặt gơng vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Theo chiều nào? Bi 10 Hai gơng phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào Cách đoạn d Trên đờng thẳng song song với hai gơng có hai điểm S, O với khoảng cách đợc cho nh hình vẽ a) HÃy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gơng M1 I, phản xạ đến gơng M2 J phản xạ đến O b) Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B Bi 11 Ngời ta dự định đặt bốn bóng điện tròn bốn góc trần nhà hình vuông cạnh 4m quạt trần trần nhà Quạt trần có sải cánh (Khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh) 0,8m Biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn Em hÃy tính toán thiết kế cách treo quạt để cho quạt quay Không có điểm mặt sàn bị sáng loang loáng Hớng dẫn giải Bi a/-Vẽ A ảnh A qua gơng G2 cách lấy A’ ®èi xøng víi A qua G2 - VÏ B’ ảnh B qua gơng G1 cách lấy B’ ®èi xøng víi B qua G1 - Nèi A’ víi B’ c¾t G2 ë I, c¾t G1 ë J - Nèi A víi I, I víi J, J víi B ta đợc đờng tia sáng cần vẽ G1 B A ’ G2 J I A B A’ b/ Gäi A1 lµ ảnh A qua gơng G1 A2 ảnh A qua gơng G2 Theo giả thiết: AA1=12cm AA2=16cm, A1A2= 20cm Ta thấy: 202=122+162 Vậy tam giác AA1A2 tam giác vuông A suy 90 Bi a) Để mắt thấy đợc ảnh chân mép dới gơng cách mặt đất nhiều đoạn IK Xét BBO có IK đờng trung bình nªn : IK = BO BA OA 1,65 0,15 0,75m 2 b) Để mắt thấy đợc ảnh đỉnh đầu mép gơng cách mặt đất đoạn JK Xét OOA có JH đờng trung bình nên : JH = OA 0,15 7,5cm 0,075m 2 Mặt khác : JK = JH + HK = JH + OB JK = 0,075 + (1,65 – 0,15) = 1,575m c) Chiều cao tối thiểu gơng để thấy đợc toàn ảnh đoạn IJ Ta có : IJ = JK – IK = 1,575 – 0,75 = 0,825m A A d) Các kết không phụ thuộc vào khoảng cách từ ngời đến gơng kết không phụ thuộc vào khoảng cách Nói cách khác, việc giải toán dù ngời soi gơng vị trí tam giác ta xét phần a, b IK, JK đờng trung bình nên phụ thuộc vào chiều cao ngời Bi Vì sau phản xạ lần lợt gơng, tia phản xạ ló lỗ S trùng với tia chiếu vào Điều cho thấy mặt phản xạ có trùng tia tới tia ló Điều xảy tia KR tới gơng G3 theo hớng vuông góc với mặt gơng Trên hình vẽ ta thấy : Tại I : I1 Iˆ2 = A T¹i K: Kˆ Kˆ Mặt khác K = I1 I2 Aˆ Do KRBC Kˆ Bˆ Cˆ Bˆ Cˆ 2 Aˆ Trong ABC cã Aˆ Bˆ Cˆ 180 1800 Aˆ 36 Bˆ Cˆ 2 Aˆ 72 Aˆ Aˆ Aˆ 5 Aˆ 180 Bài * Xét gơng quay quanh trục O từ vị trí M1 đến vị trí M2 (Góc M1O M1 = ) lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 = (Góc có cạnh tơng ứng vuông góc) * XÐt IPJ cã: Gãc IJR2 = JIP IPJ hay: 2i’ = 2i + = 2(i’-i) (1) * XÐt IJK cã IJN JIK IKJ hay i’ = i + = 2(i’-i) (2) Tõ (1) vµ (2) ta suy = 2 Tóm lại: Khi gơng quay góc quanh trục tia phản xạ quay mét gãc 2 theo chiỊu quay cđa g¬ng Bài 10 a) Chọn S1 đối xứng S qua gơng M1 ; Chọn O1 đối xứng O qua gơng M2 , nối S1O1 cắt gơng M1 I , gơng M2 J Nối SIJO ta đợc tia cần vẽ b) S1AI ~ S1BJ AI S1 A a BJ S1 B a d AI = a BJ ad XÐt S1AI ~ S1HO1 (1) S A AI a HO1 S1 H 2d AI = a h 2d thau vµo (1) ta ®ỵc BJ = (a d ).h 2d Bài 11 Để quạt quay, không điểm sàn bị sáng loang loáng bóng đầu mút quạt in tờng tối đa đến chân tờng C D Vì nhà hình hộp vuông, ta xét trờng hơph cho bóng, bóng lại tơng tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L đờng chéo trần nhà : L = 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tờng đối diện : S1D = H L (3,2) (4 ) 6,5m T điểm treo quạt, O tân quay cánh quạt A, B đầu mút cánh quạt 2 2 quay XÐt S1IS3 ta cã : AB OI OI AB IT S1 S IT S1 S H 3,2 2.0,8 0,45m L 5,7 R Khoảng cách từ quạt đến ®iĨm treo lµ : OT = IT – OI = 1,6 0,45 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15m a/-Vẽ A ảnh A qua gơng G2 cách lấy A đối xøng víi A qua G2 ’ ’ B G1 b»ng cách lấy B đối xứng với B qua G1 - Vẽ B ảnh B qua.gơng - Nèi A víi B c¾t G2 ë I, c¾t G1 ë J - Nèi A víi I, I víi J, J với B ta đợc đờng tia sáng cÇn vÏ G1 J A B G2 I A b/ Gọi A1 ảnh A qua gơng G1 A1 A2 ảnh A qua gơng G2 Theo giả thiết: AA1=12cm AA2=16cm, A1A2= 20cm Ta thấy: 202=122+162 Vậy tam giác AA1A2 tam giác vuông t¹i A suy 90 A Câu 3:Một chùm tia sáng chiếu lên mặt gương phẳng theo phương nằm ngang, muốn có chùm tia phản xạ chiếu xuống đáy giếng theo phương thẳng đứng ta cần phải đặt gương nào? Câu 3: Tia tới SI có phương nằ.mA ngang Tia phản xạ có phương thẳng đứng I Do : góc SIâR = 900 S Suy : SIââN=NIâR =450 Vậy ta phải đặt gương hợp với phương nằm ngang N góc 450, có mặt phản chiếu quay xuống hình vẽ