Bài 5 ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

BÀI 5: ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI GƯƠNG PHẲNG Mục tiêu  Kiến thức + Nêu tính chất ảnh tạo gương phẳng + Vẽ ảnh vật đặt trước gương phẳng  Kĩ + Giải tập liên quan đến tính chất ảnh vật tạo gương phẳng Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Ảnh vật tạo gương phẳng Ảnh ảo ảnh không hứng Nguồn: internet Ảnh vật đặc trước gương phẳng + Là ảnh ảo + Có kích thước vật + Đối xứng với vật qua gương Cách vẽ ảnh nguồn sáng điểm S Ta sử dụng tia sáng đặc biệt Cách tia vng góc với gương giúp vẽ hình đơn Vẽ hai tia tới giản Vẽ hai tia phản xạ tương ứng Giao đường kéo dài hai tia phản xạ ảnh S’ S Cách 2: Lấy S’ đối xứng với S qua gương Ta S’ ảnh S qua gương Cách vẽ ảnh vật sáng có kích thước AB Lần lượt vẽ ảnh A’, B’ hai điểm đầu mút A, B Trang Nối A’B’ ta ảnh AB qua gương phẳng x1 M M x2 vùng mà Vùng nhìn thấy gương phẳng Vùng giới hạn Là vùng phía trước gương phẳng mà ta nhìn thấy mắt nhìn thấy gương gương Trang SƠ ĐỒ HỆ THỘNG HÓA Cách gương khoảng vật Là ảnh ảo Ảnh vật tạo Kích thước vật gương phẳng Không hứng Vẽ ảnh vật qua gương phẳng Điểm sáng S Vật sáng AB Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Đặt vật sáng AB trước gương phẳng G ta quan sát thấy ảnh A’B AB gương Kết luận sau ảnh A’B’ A Là ảnh ảo, có kích thước với AB B Là ảnh ảo, có kích thước nhỏ AB C Là ảnh thật, có kích thước với AB D Là ảnh thật, có kích thước nhỏ AB Hướng dẫn giải Ảnh vật tạo gương phẳng ln ảnh ảo có kích thước vật Chọn A Ví dụ 2: Vẽ ảnh điểm sáng S trường hợp sau: Hướng dẫn giải Vì tia phản xạ qua ảnh nên muốn vẽ ảnh S’ S ta cần vẽ hai tia tới hai tia phản xạ tương ứng Giao hai tia phản xạ vị trí ảnh S’ Ta chọn tia tới nhiên để hình vẽ đơn giản hơn, ta chọn hai tia tia đặc biệt vng góc với mặt gương Tia cịn lại ta chọn tùy ý Vẽ tia tới SI1  G ta tia phản xạ I1 R1 trùng với SI1 Vẽ tia tới SI hợp với mặt gương góc 30° Vẽ pháp tuyến I N  G  N i 90  30 60 Tac có góc tới SI 2  R i  i 60 Theo định luật phản xạ ánh sáng, NI 2 2  R 60 Vẽ tia phản xạ I R2 cho NI 2 I R2  SI1 S  S’ ảnh S qua gương G Trang Ví dụ 3: Cho điểm sáng s đặt trước gương phẳng G a Vẽ ảnh S’ S tạo gương b Vẽ tia tới SI cho tia phản xạ qua điểm A trước gương (trong hình vẽ) Hướng dẫn giải a) Vẽ tia tới SI1  G ta tia phản xạ I1 R1 trùng với SI1 Vẽ tia tới SI1 hợp với mặt gương góc 30° Vẽ pháp tuyến I N  G  N i 90  30 60 Ta có góc tới SI 2  I R i  i 60 Theo định luật phản xạ ánh sáng, N 2 2  I R 60 I R2  SI1 S  Vẽ tia phản xạ I R2 cho N 2 S’ ảnh S qua gương G b) Mọi tia phản xạ qua ảnh vật (tức S’) Mà ta muốn vẽ tia sáng tới gương cho tia phản xạ qua điểm A cho trước tức tia phản xạ qua điểm S’ A Vật dựng tia sáng sau: Nối S’A cắt gương I Nối SI ta tia sáng cần dựng Lưu ý: Ta chọn tia tới bất kỳ, khơng thiết phải tia tới có góc tới 60o Trang III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài tập Câu 1: Ảnh vật tạo gương phẳng A lớn vật B vật C nhỏ vật D gấp đôi vật Câu 2: Trên mặt số dụng cụ đo điện xác người ta thường gắn gương phẳng sát phía mặt chia độ Gương có tác dụng gì? Chọn câu trả lời A Gương có tác dụng giúp người sử dụng đọc kết bóng tối B Gương có tác dụng làm tăng giá trị dụng cụ đo C Gương có tác dụng làm cho người sử dụng đọc xác D Gương có tác dụng che khuất bảo vệ chi tiết bên dụng cụ đo Câu 3: Một nguồn sáng điểm S cách gương phẳng khoảng 30cm Hỏi ảnh S’ S cách gương khoảng bao nhiêu? A 0,3m B 3m C 6m D 0,6m Câu 4: Một nguồn sáng điểm S cách gương phẳng khoảng 40cm Hỏi ảnh S’ S cách S khoảng bao nhiêu? A 0,4m B 4m C 8m D 0,8m Câu 5: Một bút chì dài 20cm đặt cách gương phẳng 1m cho ảnh có chiều dài 20cm Nếu đưa bút chì xa gương thêm 1m ảnh có chiều dài A 10cm B 20cm C 40cm D chưa xác định Câu 6: Ảnh vật tạo gương phẳng A ảnh ảo, hứng lớn vật B ảnh ảo, không hứng nhỏ vật C ảnh ảo vật D ảnh ảo, nằm phía sau gương nhỏ vật Câu 7: Một người cao 1,5m đứng trước gương phẳng dài 1,2m cách gương 2m Ảnh người gương cao A 1m B 1,2m C 1,5m D 2m Bài tập nâng cao Câu 8: Một nguồn sáng điểm S cách gương phẳng khoảng 80cm Hỏi S dịch chuyển lại gần gương khoảng 20cm ảnh S’ S dịch chuyển so với gương? A Dịch chuyển lại gần gương đoạn 20cm B Dịch chuyển xa gương đoạn 20cm C Dịch chuyển lại gần gương đoạn 10cm D Dịch chuyển xa gương đoạn 10cm Câu 9: Một nguồn sáng điểm S cách gương phẳng khoảng 60cm Hỏi S dịch chuyển xa gương khoảng 10cm ảnh S’ S dịch chuyển so với S? Trang A Dịch chuyển lại gần S thêm đoạn 20cm B Dịch chuyển xa S thêm đoạn 20cm C Dịch chuyển lại gần S thêm đoạn 10cm D Dịch chuyển xa S thêm đoạn 10cm Câu 10: Trong tiệm cắt tóc người ta thường bố trí hai gương phẳng: Một treo trước mặt người cắt tóc treo cao phía sau lưng ghế ngồi Việc làm có mục đích làm cho A tiệm cắt tóc thêm đẹp B tiệm cắt tóc sáng C người cắt tóc nhìn thấy ảnh phía trước lẫn phía sau D người cắt tóc cảm thấy thoải mái Câu 11: Hãy chọn Chọn (Đ); Sai (S) cho câu phát biểu sau: A Ảnh vật tạo gương phẳng ảnh ảo B Ảnh vật tạo gương phẳng hứng ảnh C Ảnh vật tạo bởỉ gương phẳng có kích thước lớn vật D Khoảng cách từ ảnh tới gương khoảng cách từ vật tới gương E Ảnh vật tạo gương phẳng không hứng ảnh Câu 12: Quan sát thấy ảnh điểm sáng S qua gương hình vẽ, xác định vị trí điểm sáng Câu 13: Vẽ ảnh vật sáng qua gương phẳng trường hợp sau: Câu 14: Xác định vị trí vật sáng trường hợp thu ảnh sau: Câu 15: Hai gương phẳng vng góc với Hai điểm A, B nằm mặt phẳng vng góc với giao tuyến hai gương Trang a) Vẽ tia sáng từ A tới gương G1 I, phản xạ tới gương G2 J phản xạ tới B b) Chứng minh AI // JB Câu 16: Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách đoạn 50cm Trên đường thẳng song song với hai gương có hai điểm S, O với khoảng cách cho hình vẽ Hãy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gương M1 I, phản xạ đến gương M2 J phản xạ đến O Câu 17: Hai gương G1 G2 có mặt phản xạ quay vào hợp với góc 60o Một điểm sáng S đặt khoảng hai gương Vẽ nêu cách vẽ đường tia sáng từ S phản xạ hai gương theo thứ tự quay S Trang Trang 10 ĐÁP ÁN 1-B 2-C 3-A 4-D 5-B 6-C 7-C 8-A Câu 1: Ảnh vật tạo gương phẳng ln có kích thước vật 9-B 10-C Câu 2: Khi ta quan sát kim thị mặt dụng cụ đo điện, không quan sát thấy bóng kim lúc ta đặt mắt vng góc với dụng cụ đo kết ta đọc xác Vì vậy, gương phẳng trường hợp có tác dụng làm cho người sử dụng đọc xác Câu 3: Khoảng cách từ ảnh tới gương phẳng khoảng cách từ vật tới gương Vật cách gương 30cm nên ảnh cách gương 30cm = 0,3m Câu Khoảng cách từ ảnh tới gương phẳng khoảng cách từ vật tới gương Vật cách gương 40cm nên ảnh cách gương 40cm  Ảnh cách vật: 40 + 40 = 80cm = 0,8m Câu 5: Ảnh vật qua gương phẳng ln có kích thước vật Nên dù có dịch chuyển bút chì lạỉ gần hay xa gương kích thước ảnh khơng đổi chiều dài bút chì 20cm Câu 6: Ảnh vật tạo gương phẳng ảnh ảo, không hứng vật Câu 7: Ảnh vật qua gương phẳng có kích thước vật Nên ảnh người cao 1,5m qua gương phẳng cao 1,5m Câu 8: Ban đầu điểm sáng cách gương phẳng khoảng 80cm  Ảnh điểm sáng cách gương 80 cm Lúc sau, điểm sáng dịch chuyển lại gần gương khoảng 20 cm Vậy điểm sáng cách gương 80 – 20 = 60 cm  Ảnh điểm sáng cách gương 60 cm Vậy điểm sáng dịch chuyển lại gần gương 20cm ảnh điểm sáng dịch chuyển lại gần gương khoảng: 80 – 60 = 20 cm Câu 9: Ban đầu điểm sáng cách gương phẳng khoảng 60cm  Ảnh điểm sáng cách gương 60 cm  Ảnh điểm sáng cách điểm sáng: 60 + 60 = 120 cm Lúc sau, điểm sáng dịch chuyển xa gương khoảng 10cm Vậy điểm sáng cách gương 60 + 10 = 70cm  Ảnh điểm sáng cách gương 70cm  Ảnh điểm sáng cách điểm sáng: 70 + 70 = 140 chứng minh Vậy điểm sáng dịch chuyển xa gương 10cm ảnh điểm sáng dịch chuyển xa điểm sáng khoảng: 140 – 120 = 20cm Câu 10: Hai gương phẳng giúp người cắt tóc nhìn thấy ảnh phía trước lẫn phía sau Trang 11 Câu 11: Ảnh vật tạo gương phẳng ảnh ảo, không hứng màn, có kích thước vật khoảng cách từ ảnh tới gương khoảng cách từ vật tới gương  Đáp án: a – Đ; b- S; c- S; d – Đ; e - Đ Câu 12: Vì tia tới xuất phát từ vật tia phản xạ qua ảnh Nên muốn xác định vị trí vật có vị trí ảnh ta cần vẽ tia phản xạ qua ảnh S’ Từ sử dụng định luật phản xạ ánh sáng vẽ hai tia tới tương ứng Giao hai tia tới vị trí vật sáng Ta chọn tia tới nhiên để hình vẽ đơn giản hơn, ta chọn hai tia tia đặc biệt vng góc với mặt gương Tia cịn lại ta chọn tùy ý Vẽ S I1  G , kéo dài S I1 ta tia tới thứ tia phản xạ thứ I1 R1 Kéo dài S I ta tia phản xạ I R2 Vẽ pháp tuyến I N  G  I xI  R 60 (đối đỉnh) Ta có SI 2  I R i  90  60 30 Nên góc phản xạ N 2 2  I R i  i SI  N 30 Theo định luật phản xạ ánh sáng N 2 2 2  N 30 , I y  I R S Vẽ tia tới thứ hai I y cho yI 2 1 S vị trí vật sáng cần tìm Câu 13: a) Vẽ tia tới AI1  G ta tia phản xạ I1 R1 trùng với SI1 Trang 12 Vẽ tia tới AI hợp với mặt gương góc 30 Vẽ pháp tuyến I N  G Ta có góc tới AI N i2 90  30 60  I R i  i 60 Theo định luật phản xạ ánh sáng N 2 2  I R 60 , I R  AI  A Vẽ tia phản xạ I R2 cho N 2 2 A’ ảnh A qua gương G Làm tương tự với B ta ảnh B’ B Nối A’B’ nét đứt ta ảnh ảo A’B’ AB b) Vẽ tia tới AI1  G ta tia sáng từ A, B đến gương cho tia phản xạ trùng với phương AB Vẽ tia tới AI hợp với mặt gương góc 30 Vẽ pháp tuyến I N  G Ta có góc tới AI N i2 90  30 60  I R i  i 60 Theo định luật phản xạ ánh sáng, N 2 2  I R 60 , I R  AI  A Vẽ tia phản xạ I R2 cho N 2 2 Trang 13 Ta A’ ảnh A qua gương Vẽ tia tới BI hợp với mặt gương góc 60 Vẽ pháp tuyến I N  G  N i 90  60 30 Ta có góc tới BI 3  I R i  i 30 Theo định luật phản xạ ánh sáng N 3 3  I R 30 , I R  BI B Vẽ tia phản xạ I R3 cho N 3 3 Ta B’ ảnh B qua gương Nối A’B’ ta ảnh AB qua gương Lưu ý: Ảnh vật sáng AB qua gương ảnh ảo nên phải biểu diễn nét đứt Những đường kéo dài phía sau gương pháp tuyến đường khơng có thật nên biểu diễn nét đứt Câu 14: a) Bước 1: Xác định vị trí A cho ảnh A’ Vẽ tia phản xạ AI1  G ta tia phản xạ I1 R1 trùng với tia tới I1 Vẽ tia phản xạ AI hợp với gương góc 30 Kéo dài ta tia phản xạ I R2  R 30 (đối đỉnh) Vẽ pháp tuyến I N  G Ta có AI I1 xI 2  I R i  90  30 60 Nên góc phản xạ N 2 2  I R i  i  AI  N 60 Theo định luận phản xạ ánh sáng N 2 2 2  N 60 , I z  I R  A Vẽ tia tới thứ hai I z cho zI 2 1 A vị trí vật sáng cần tìm Bước 2: Làm tương tự ta tìm vị trí B Bước 3: Nối AB ta vị trí vật sáng cần tìm b Với ta lựa chọn cách vẽ vẽ tương tự hình bên Trang 14 Hoặc lựa chọn cách vẽ đơn giản theo hình bên dưới: Vẽ tia phản xạ AJ  G ta tia phản xạ JP trùng với tia tới J Vẽ tia phản xạ BI  G ta tia phản xạ IR trùng với tia tới I Kéo dài A’B’ ta tia phản xạ KQ trùng với phương AB Vẽ pháp tuyến KN  G  Đo góc phản xạ NKQ     Theo định luật phản xạ ánh sáng, NKQ nên ta vẽ Kz cho NKQ Kz tia tới xuất NKz NKz phát từ A B đến gương cho tia phản xạ tia KQ Kz  IR B, Kz  JP  A Nối AB ta vị trí vật sáng cần tìm Câu 15: a) Xuất phát từ nguyên tắc: Tia tới xuất phát từ vật tia phản xạ qua ảnh vật qua gương tia phản xạ mà qua vật tia tới kéo dài qua ảnh vật nên có cách vẽ: Trang 15 * Cách vẽ thứ nhất: Tia AI tới gương G1 cho tia phả xạ IJ qua ảnh A’ A qua gương G1 IJ lại tia tới gương G2 cho tia phản xạ JB qua điểm B nên tia tới gương G2 tia IJ qua ảnh B’ B qua gương G2 Từ ta có cách vẽ sau: - Vẽ ảnh A’ A qua gương G1 - Vẽ ảnh B’ B qua gương G2 - Nối A’B’ cắt gương G1 I, cắt gương G2 J - Nối AI, JB ta tia sáng yêu cầu đề * Cách vẽ thứ 2: Tia AI tới gương G1 cho tia phản xạ IJ qua ảnh A’ A qua gương G1 Nếu coi A’ vật sáng IJ tia sáng tới gương G2 xuất phát từ A’ Gọi A” ảnh A’ qua gương G2 tia phản xạ qua ảnh A” Trang 16 Mặt khác, tia phản xạ lại qua B nên ta có cách vẽ sau: - Vẽ ảnh A’ A qua gương G1 - Vẽ ảnh A” A’ qua gương G2 - Nối A”B cắt gương G2 J - Nối JA’ cắt gương G1 I - Nối AI ta đường truyền theo phương AIJB yêu cầu đề * Cách vẽ thứ 3: Đường truyền tia sáng cần vẽ là: Tia sáng AI đến gương G1 cho tia phản xạ IJ IJ tiếp tục tia tới đến gương G2 cho tia phản xạ JB Tia phản xạ gương G2 JB qua B nên tia tới IJ phải kéo dài qua ảnh B’ B qua gương G2 IJ tia tới G2 tia phản xạ gương G1 Nên muốn IJ kéo dài qua B’ gọi B” ảnh B’ qua G1 tia tới AI phải kéo dài qua B” Từ ta có cách vẽ sau: Trang 17 - Vẽ ảnh B’ B qua gương G2 - Vẽ ảnh B” B’ qua gương G1 - Nối B”A cắt gương G1 I - Nối IB’ cắt gương G2 J - Nối JB ta đường truyền theo phương AIJB yêu cầu đề b) Có cách cách để chứng minh hai đường thẳng snog song là: - Chứng minh hai góc so le - Chứng minh hai góc so le ngồi - Chứng minh hai góc đồng vị - Chứng minh tổng hai góc phía 180o Sử dụng hình vẽ cách chứng minh hai đường thẳng song song cách được, khng khổ trang sách, tác giả sử dụng hình vẽ thứ chứng minh tổng hai góc phía 180o Dựng hai pháp tuyến tương ứng IN JM hình vẽ Đặt giao hai gương O Ta có   (so le trong) IN  G1 , G2  G1  IN / / G2  NIJ IJO     Lại có: MJ  G2 nên IJM  IJO 90  IJM  NIJ 90 Mặt khác, theo định luật phản xạ ánh sáng thì: AIN  NIJ    BJM  IJO   AIN  NIJ     AIJ  JIB  BJM  IJO      NIJ   2 NIJ  IJO  IJO 180 Trang 18 Mà hai góc phía  AI / / JB Câu 16: Tương tự trên, có cách vẽ ứng với nguyên tắc giải thích Cách 1: - Vẽ ảnh S’ S qua gương M - Vẽ ảnh O’ O qua gương M - Nối S’O’ cắt gương M I, cắt gương M J - Nối SI, IO ta tia sáng yêu cầu đề Cách 2: - Vẽ ảnh S’ S qua gương M - Vẽ ảnh S” S’ qua gương M - Nối S”O cắt gương M J - Nối JS’ cắt gương M I - Nối SI ta đường truyền theo phương SIJO yêu cầu đề Cách 3: Trang 19 - Vẽ ảnh O’ O qua gương M - Vẽ ảnh O” O’ qua gương M - Nối O”S cắt gương M I - Nối IO’ cắt gương M J - Nối JO ta đường truyền theo phương SIJO yêu cầu đề Câu 17: Dựa nguyên tắc tương tự trên, ta có cách vẽ sau: Cách 1: - Vẽ ảnh S1 S qua gương G1 - Vẽ ảnh S2 S qua gương G2 - Nối S1S 2 cắt gương G1 I, cắt gương G2 J - Nối SI, JS ta tia sáng yêu cầu đề Cách 2: Trang 20