Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n QUANG HỌC I- Những kiến thức cần nắm Khái niệm vật ảnh a, Vật: giao điểm tia sáng tới dụng cụ quang học (Vật thật - Vật ảo ) b, Ảnh: giao điểm tia sáng phản xạ hay khúc xạ từ dụng cụ quang học cho dụng cụ ( Ảnh thật- Ảnh ảo ) Định luật truyền thẳng ánh sáng Nguyên nhân: bóng đen, nửa tối, nhật thực, nguyệt thực Sự phản xạ ánh sáng Định luật phản xạ ánh sáng - Hiện tượng phản xạ ánh sáng - Định luật: + Tia phản xạ thuộc mặt phẳng tới + i'=i - Gương phẳng: + Điểm ảnh + Cách vẽ ảnh + Tính chất ảnh + Ứng dụng - Gương cầu: Lồi, lõm Sự khúc xạ ánh sáng a Hiện tượng khúc xạ ánh sáng b Kết luận khúc xạ ánh sáng - Tia IR mp (SI, IN) - Góc i tăng r tăng không tỉ lệ thuận Mở rộng: sin i n21 sin r (i = => r = igiới hạn => phản xạ tồn phần Ngun lí ngược chiều truyền) c Ảnh tạo thành khúc xạ ánh sáng Vật thật => ảnh ảo Vật ảo => ảnh thật d Thấu kính * Các đại lượng đặc trưng thấu kính * Đường tia sáng đặc biệt qua thấu kính Tia tới qua O Tia tới song song xx' Tia tới qua F Tia Gi¸o viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n * Dựng ảnh vật qua thấu kính - Dựng ảnh điểm đặc biệt * Các cơng thức TK: - Độ phóng đại, cơng thức vị trí OA = d, OA' = d' AB = h, A'B' = h' FO = OF' = f 1 f d' d h' d ' K h d K: Độ phóng đại K> 0: Ảnh chiều vật K< 0: Ảnh ngược chiều Vật Quy ước: Vật thật d < Vật ảo d > Ảnh thật d' >0 Ảnh ảo d' 0 Thấu kính phân kì f Mắt O không thấy S b, O'1IA~ O'1HS O'1 I IA O'1 I 30cm O'1 H HS Mắt dời lại gần gương đoạn OO1=10cm thấy S Bài 2: Hai gương phẳng song song M, N quay mặt sáng vào đặt cách đoạn AB=a Giữa gương đường thẳng AB người ta đặt điểm sáng S cách gương M khoảng SA=a Xét điểm O nằm đường thẳng qua S vng góc với AB có khoảng cách OS=h a,Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương N I truyển qua O b,Vẽ đường xuất phát từ S phản xạ N M K truyền qua O c, Tính khoảng cách từ I, H, K đến AB Giải: a, Tia SIO b, Tia SHKO c, S2AK~S2SO Giáo viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý * KA= TÝch lòy nghiƯp vơ m«n h ( 2d a ) 2d ΔS1BH~ΔS1AK * HB= h (d a ) 2d * IB = h II- Phân loại tập Loại 1: Bài tập truyền thẳng ánh sáng Phơng pháp giải: Dựa định luật truyền thẳng ánh sáng Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng ngời ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vuông góc với đĩa a) Tìm đờng kính bóng đen in biết đờng kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo phơng vuông góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đờng kính bóng đen giảm ®i mét nưa? c) BiÕt ®Üa di chun ®Ịu víi vận tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đờng kính bóng đen d) Giữ nguyên vị trí đĩa nh câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đờng kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đờng kính bóng đen nh câu a Tìm diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng đen? A' Giải A I S B A1 A2 I1 B1 I' B2 B' a) Gäi AB, AB lần lợt đờng kính đĩa bóng đen Theo định lý Talet ta có: Giáo viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n AB SI AB.SI ' 20.200 A' B ' 80cm A' B ' SI ' SI 50 b) Gäi A2, B2 lần lợt trung điểm IA IB Để đờng 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 VËy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 SI = 100-50 = 50 cm c) Thêi gian ®Ĩ đĩa đợc quãng đờng I I1 là: t= s 0,5 II = = = 0,25 s v v Tèc ®é thay ®ỉi ®êng kÝnh cđa bãng ®en lµ: v’ = 0,8 0,4 A B- A B = = 1,6m/s 0,25 t d) Gäi CD đờng kính vật sáng, O tâm Ta có: MI A3 B3 20 MI MI AB 80 MI I I MO CD => MI3 = I I 100 cm 3 100 40 Mặt khác MI A B 20 MO MI cm 3 A2 A’ M C O D => OI3 = MI3 MO = Giáo viên Thanh A3 I3 I’ B3 B’ 100 40 60 20cm 3 B2 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn Vậy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm - DiƯn tÝch vïng nưa tèi S = ( I A22 I A2 ) 3,14(80 40 ) 15080 cm ThÝ dô 2: Ngêi ta dù 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 tờng tối đa đến chân tờng C,D nhà hình hộp vuông, ta xét trờng hợp cho bóng, lại tơng tự Gọi L đờng chéo trần nhà L = = 5,7 m Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân têng ®èi diƯn: L S1D = H L2 = (3,2) (4 2) =6,5 m S1 T T điểm treo quạt, O tâm quay quạt A A,B đầu mút cánh qu¹t quay H XÐt S1IS3 ta cã AB OI AB OI IT S1 S IT S1 S H 3,2 2.0,8 0,45m L 5,7 S3 R O B I R D C 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 ngời 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 Giáo viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối Đs: a) 20 cm b) Vïng tèi: 18 cm Vïng nöa tèi: cm 2/ Mét ngêi cã chiỊu cao h, ®øng díi ngän ®Ìn treo ë ®é cao H (H > h) Ngời bớc với vận tốc v Hãy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất ĐS: V = H v H h Loại 2: Vẽ đờng tia sáng qua gơng phẳng, ảnh vật qua gơng phẳng Phơng 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 gơng phẳng: + Tia phản xạ có đờng kéo dài qua ảnh điểm sáng phát tia tíi S I J S’ ThÝ dơ 1: Cho gơng phẳng M N có hợp với góc có mặt phản xạ hớng vào A, B hai điểm nằm Giáo viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn khoảng gơng Hãy trình bày cách vẽ đờng tia sáng từ A phản xạ lần lợt gơng M, N truyền đến B trờng hợp sau: a) góc nhọn b) lầ góc tù c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực đợc Giải a,b) Gọi A ảnh A qua M, B ảnh B qua N (M) (M) AA (M) AA (M) II AA A’A’ BB BB II OO JJ (N) (N) OO B’B’ JJ (N) (N) B’B’ Tia ph¶n xạ từ I qua (M) phải có đờng kéo dài qua A Để tia phản xạ qua (N) J qua điểm B tia tới J phải có đờng kéo dài qua B Từ hai trờng hợp ta có cách vÏ sau: - Dùng ¶nh A’ cđa A qua (M) (A đối xứng A qua (M) - Dựng ảnh B cđa B qua (N) (B’ ®èi xøng B qua (N) - Nối AB cắt (M) (N) lần lợt I J - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho trớc Bài toán vẽ đợc AB cắt hai gơng (M) và(N) A là: (Chú ý: Đối với toán dạng ta có cách vẽ khác - Dùng ¶nh A’ cđa A qua (M) I - Dùng ¶nh A’’ cña A’ qua (N) A B - Nèi AB cắt (N) J - Nối JA cắt (M) I O J - Tia AIJB tia cần vẽ Giáo viên Thanh Phạm Bá A Trờng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n ThÝ dụ 2: Hai gơng 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 gơng (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đờng thẳng qua S vuông góc với AB có khoảng cách OS = h a) Vẽ đờng tia sáng xuất phát từ S phản xạ gơng (N) I truyền qua O b) Vẽ ®êng ®i cđa mét tia s¸ng xt ph¸t tõ S phản xạ lần lợt gơng (N) H, gơng (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB Giải (M) (N) O’ O K I H C S A a) VÏ ®êng ®i cđa tia SIO B S ’ - Vì tia phản xạ từ IO phải có đờng 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 đờng tia sáng SHKO Giáo viên Thanh Phạm Bá Trờng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n - Đối với gơng (N) tia phản xạ HK phải có đờng kéo dài qua ảnh S S qua (N) - Đối với gơng (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đờng kéo dài qua ảnh O O qua (M) Vì ta có cách vẽ: - LÊy S’ ®èi xøng víi S qua (N); O’ ®èi xứng với O qua (M) Nối OS cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA Vì IB đờng trung bình SSO nên IB = OS h 2 V× HB //O’C => HB BS ' BS ' d a O' C h => HB = 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 Thí dụ 3: Bốn gơng phẳng G1, G2, G3, G4 quay mặt sáng vào làm thành mặt bên hình hộp chữ nhật Chính gơng G1 có lỗ nhỏ A a) Vẽ đờng tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ) từ vào lỗ A sau phản xạ lần lợt gơng G2 ; G3; G4 lại qua lỗ A (G4) A b) Tính đờng tia sáng trờng hợp nói Quãng đờng có phụ thuộc vào vị trí lỗ A hay không? (G1) Giải (G3) (G2) a) Vẽ đờng tia sáng - Tia tới G2 AI1 cho tia phản xạ I1I2 có đờng kéo dài qua A2 (là ảnh A qua G2) - Tia tới G3 I1I2 cho tia phản xạ I2I3 có đờng kéo dài qua A4 (là ảnh A2 qua G3) - Tia tới G4 I2I3 cho tia phản xạ I3A có đờng kéo dài qua A6 (là ảnh A4 qua G4) Giáo viên Thanh 10 Phạm Bá Trờng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n ThÝ dụ 2: Hai gơng phẳng M1và M2 đặt nghiêng với góc = 1200 Một điểm sáng A trớc hai gơng, cách giao tuyến chúng khoảng R = 12 cm a) Tính khoảng cách hai ảnh ảo A qua gơng M1 M2 b) Tìm cách dịch chuyển điểm A cho khoảng cách hai ảnh ảo câu không đổi (M2) A Giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A nằm đờng tròn tâm O bán kính R = 12 cm Tứ giác OKAH nội tiếp (vì góc K + góc H = 180A ) K O H (M1) Do ®ã ¢ = - => gãc A2OA1 = 2¢ (gãc cïng ch¾n cung A1A2) A1 => A2OA1 = 2( - ) = 1200 A2OA1 cân O cã gãc O = 1200; c¹nh A20 = R = 12 cm => 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 gơng bán kính R = 12 cm, giới hạn hai gơng Thí dụ 3: Hai gơng phẳng AB CD đặt song song đối diện cách a=10 cm Điểm sáng S đặt cách hai gơng Mắt M ngời quan sát cách hai gơng (hình vẽ) BiÕt AB = CD B A = 89 cm, SM = 100 cm M S a) Xác định số ảnh S mà ngời quan sát thấy đợc b) Vẽ đờng tia sáng từ S đến mắt M sau khi: D C - Phản xạ gơng lần - Phản xạ gơng AB hai lần, gơng CD lần Giải Giáo viên Thanh 14 Phạm B¸ Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vụ môn Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tíi AB tríc S G1 G2 G1 S1 S S ảnh ảo đối xứng với vật qua gơng nên ta cã: SS1 = a Sn SS3 = 3a SS5 = 5a … S1 K A SSn = n a B M S D C Mắt M thấy đợc ảnh thứ n, tia phản xạ gơng AB K lọt vào mắt có đờng kéo dài qua ảnh Sn Vậy điều kiện mắt thấy ảnh Sn là: AK AB S n SM ~ S n AK 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 tới gơng CD trớc ta có kết tơng tự Vậy số ảnh quan sát đợc qua hệ là: 2n = b) Vẽ đờng tia sáng: S5 S1 A S5 A M S C Giáo viên Thanh S3 S1 B S D 15 C S3 B M D Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn Bài tập tham khảo: 1- Một bóng đèn S đặt cách tủ gơng 1,5 m nằm trục mặt gơng Quay cánh tủ quanh lề góc 30 Trục gơng cánh lề 80 cm: a) ảnh S S di chuyển quỹ đạo nào? b) Tính đờng ảnh Loại 4: Xác định thị trờng gơng Ta nhìn thấy ảnh vật tia sáng truyền vào mắt ta có đờng kéo dài qua ảnh vật Phơng pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép gơng Từ vẽ tia phản xạ sau ta xác định đợc vùng mà đặt mắt nhìn thấy đợc ảnh vật B Thí dụ 1: cách vẽ tìm vùng không gian mà mắt đặt nhìn thấy ảnh toàn (G)vật sáng AB qua gơng G A Giải Dựng ảnh AB AB qua gơng Từ A B vẽ tia qua hai mép gơng Mắt nhìn thấy AB đợc đặt vùng gạch chéo B A (G) Giáo viên Thanh A B 16 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n H M N K h h B A ThÝ dô 2: Hai ngêi A B đứng trớc gơng phẳng (hình vẽ) a) Hai ngời có nhìn thấy gơng không? b) Một hai ngời dẫn đến gơng theo phơng vuông góc với gơng họ thấy gơng? c) Nếu hai ngời dần tới gơng theo phơng vuông góc với gơng họ có thấy qua gơng không? Biết MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm Giải A' a) Vẽ thị trờng hai ngời B' - Thị trờng A giới hạn góc MA’N, cđa B giíi h¹n bëi gãc MB’N - Hai ngời không thấy ngời H M thị trờng ngời N K h h B A A' b) A cách gơng m M Cho A tiến lại gần Để B thấy đợc ảnh A H N K A thị trờng A phải nh hình vẽ sau: A Giáo viên Thanh 17 h Phạm Bá B Trờng THCS Thiết Kế VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n AHN ~ BKN -> AH AN 0,5 AH BK AH 1 0,5m BK KN c) Hai ngêi tới gơng họ không nhìn thấy gơng ngời thị trờng cđa ngêi ThÝ dơ 3: Mét ngêi cao 1,7m mắt ngời cách đỉnh đầu 10 cm Để ngời nhìn thấy toàn ảnh gơng phẳng chiều cao tối thiểu gơng mét? Mép dới gơng phải cách mặt đất mét? Giải - Vật thật AB (ngời) qua gơng phẳng cho ảnh ảo AB đối xứng - Để ngời thấy toàn ảnh kích thớc nhỏ vị trí đặt gơng phải thoã mãn đờng tia sáng nh hình vẽ MIK ~ MA’B’ => IK = AB AB 0,85m 2 B’KH ~ B’MB => KH = MB 0,8m B I B' VËy chiÒu cao tối thiểu gơng 0,85 m M Gơng đặt cách mặt đất tối đa 0,8 m K A H A' Bài tập tham khảo: Bài1: Một hồ nớc 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 ®øng ë bê ®èi diện quan sát ảnh bóng đèn, mắt ngời cách mặt đất 1,6 m a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ mặt nớc tới mắt ngêi quan s¸t b) Ngêi Êy lïi xa hå tíi khoảng cách không thấy ảnh ảnh bóng đèn? Bài 2: Một gơng phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm Đặt mắt O trục Ix vuông góc với mặt phẳng gơng cách mặt gơng đoạn OI = 40 cm Một điểm sáng S đặt cách mặt gơng 120 cm, cách trục Ix khoảng 50 cm Giáo viên Thanh 18 Phạm B¸ Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vụ môn a) Mắt có nhìn thấy ảnh S S qua gơng không? Tại sao? b) Mắt phải chuyển dịch trục I x 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 gơng Loại 5: Tính góc Thí dụ 1: Chiếu tia sáng hẹp vào gơng phẳng Nếu cho gơng quay ®i mét gãc quanh mét trơc bÊt kú nằm mặt gơng vuông góc với tia tới tia phản xạ quayNđiR1một góc bao S nhiêu? theo chiều nào? Giải Xét gơng quay quanh trục O M1 ii từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = ) N2 I i'i' lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 =O (góc có cạnh tơng øng vu«ng gãc) P R2 M2 J K XÐt IPJ cã IJR2 = JIP + IPJ 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 bÊt kú vu«ng gãc víi tia tới tia phản xạ quay gãc theo chiỊu quay cđa g¬ng ThÝ dơ 2: Hai gơng phẳng hình chữ nhật giống đợc ghép chung theo cạnh tạo thành góc nh hình vẽ (OM1 = OM2) Trong khoảng hai gơng 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 cïng vu«ng gãc víi M1M2 TÝnh (G ) Giải - Vẽ tia phản xạ SI1 vuông góc với (G1) - Tia phản xạ I1SI2 đập vào (G2) - Dùng ph¸p tun I2N1 cđa (G2) O - Dựng pháp tuyến I3N2 (G1) Giáo viên Thanh 19 K I3 I1 N1 I2 N2 S (G2) Phạm Bá Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ môn - Vẽ tia phản xạ cuối I3K Dễ thấy góc I1I2N1 = ( góc có cạnh tơng 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: BI TP VT LÍ * Câu 20: Chiếu tia sáng hẹp vào gương phẳng Nếu cho gương quay góc quanh trục nằm mặt gương vng góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Theo chiều nào? * HD 20: * Xét gương quay quanh trục O từ vị trí M1 đến vị trí M2 (Góc M1O M1 = ) lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 = (Góc có cạnh tương ứng vng góc) * Xét IPJ có: Góc IJR2 = JIP IPJ hay: 2i’ = 2i + = 2(i’-i) (1) * Xét IJK có IJN JIK IKJ hay i’ = i + = 2(i’-i) (2) Từ (1) (2) ta suy = 2 Tóm lại: Khi gương quay góc quanh trục tia phản xạ quay góc 2 theo chiu quay ca gng * Cõu 21: Giáo viên Thanh 20 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n Hai gương phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào Cách đoạn d Trên đường thẳng song song với hai gương có hai điểm S, O với khoảng cách cho hình vẽ a) Hãy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gương M1 I, phản xạ đến gương M2 J phản xạ đến O b) Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B * HD 21; a) Chọn S1 đối xứng S qua gương M1 ; Chọn O1 đối xứng O qua gương M2 , nối S1O1 cắt gương M1 I , gương M2 J Nối SIJO ta tia cần vẽ b) S1AI ~ S1BJ AI S A a BJ S B a d AI = a BJ ad (1) Xét S1AI ~ S1HO1 AI S A a HO S H 2d 1 AI = a (a d ).h h thau vào (1) ta BJ = 2d 2d * Câu 22: Một người cao 1,65m đứng đối diện với gương phẳng hình chữ nhật treo thẳng đứng Mắt người cách đỉnh đầu 15cm a) Mép gương cách mặt đất để người nhìn thấy ảnh chân gương? b) Mép gương cách mặt đất nhiều để người thấy ảnh đỉnh đầu gương? c) Tìm chiều cao tối thiểu gương để người nhìn thấy tồn thể ảnh gương d) Các kết có phụ thuộc vào khỏng cách từ người tới gương khơng? sao? * HD 22 : Giáo viên Thanh 21 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n a) Để mắt thấy ảnh chân mép gương cách mặt đất nhiều đoạn IK Xét B’BO có IK đường trung bình nên : IK = BO BA OA 1,65 0,15 0,75m 2 b) Để mắt thấy ảnh đỉnh đầu mép gương cách mặt đất đoạn JK Xét O’OA có JH đường 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 gương để thấy toàn ảnh đoạn IJ Ta có : IJ = JK – IK = 1,575 – 0,75 = 0,825m d) Các kết không phụ thuộc vào khoảng cách từ người đến gương kết không phụ thuộc vào khoảng cách Nói cách khác, việc giải tốn dù người soi gương vị trí tam giác ta xét phần a, b IK, JK đường trung bình nên phụ thuộc vào chiều cao người * Câu 23: Người ta dự định đặt bốn bóng điện tròn bốn góc trần nhà hình vng 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 tính tốn thiết kế cách treo quạt để cho quạt quay Khơng có điểm mặt sàn bị sáng loang loáng * HD 23 : Để quạt quay, khơng điểm sàn bị sáng loang lống bóng đầu mút quạt in tường tối đa đến chân tường C D Vì nhà hình hộp vng, ta xét trường hơph cho bóng, bóng lại tương tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L đường chéo trần nhà : L = 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tường đối diện : Giáo viên Thanh 22 Phạm Bá Trờng THCS Thiết KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n S1D = H L2 (3,2) (4 ) 6,5m T điểm treo quạt, O tân quay cánh quạt A, B đầu mút cánh quạt quay Xét S1IS3 ta có : AB OI S1 S IT AB OI IT S1 S 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 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15m * Câu 24: Ba gương phẳng (G1), (G21), (G3) lắp thành lăng trụ đáy tam giác cân hình vẽ Trên gương (G1) có lỗ nhỏ S Người ta chiếu chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên theo phương vng góc với (G1) Tia sáng sau phản xạ gương lại ngồi qua lỗ S khơng bị lệch so với phương tia chiếu vào Hãy xác định góc hợp cặp gương với * Câu 24 : Vì sau phản xạ gương, tia phản xạ ló ngồi lỗ S trùng với tia chiếu vào Điều cho thấy mặt phản xạ có trùng tia tới tia ló Điều xảy tia KR tới gương G3 theo hướng vng góc với mặt gương Trên hình vẽ ta thấy : Tại I : Iˆ1 Iˆ2 = Aˆ Tại K: K K Giáo viên Thanh 23 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiƯp vơ m«n Mặt khác Kˆ = Iˆ1 Iˆ2 2 Aˆ Do KRBC Kˆ Bˆ Cˆ Bˆ Cˆ 2 Aˆ Trong ABC có Aˆ Bˆ Cˆ 180 0 180 36 Aˆ Aˆ Aˆ 5 Aˆ 180 Aˆ Bˆ Cˆ 2 Aˆ 72 Phần thấu kính Bµi 1: ChiÕu tia sáng SI tới gơng phẳng G Nếu quay tia xung quanh điểm S góc tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Bài 2: Hai gơng 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 S Bài 3: Một chùm tia s¸ng song song víi trơc chÝnh cđa L mét thÊu kÝnh héi tơ L, qua thÊu kÝnh cho ®iĨm sáng F G Đặt thêm gơng phẳng G sau thấu kính L, ta thu đợc điểm sáng S Gơng cắt trục thấu kính I I nghiêng với trục góc 45 ( Hình vÏ ).O BiÕt OF = 50 cm, OI = 40 cm a/ Tính khoảng cách S F b/ Cố định L chùm tia ló, quay gơng quanh trục I góc Điểm sáng S chuyển động đờng Tính độ dài quãng đờng theo Giải a/ S F đối xứng với qua G IF hợp với gơng 45 => SIF = 1V Xét tam giác vuông SIF, SF cạnh huyền => SF = IF = ( OF - OI ) = 10.1,414 = 14,2 (cm) b/ Chùm tia tới, L, điểm I cố định Vậy IF cố định, IS = IF không đổi => S chuyển cung tròn tâm I, bán kính IF Giáo viên Thanh 24 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn Gơng quay góc => Tia phản xạ IS quay góc => Độ dài l quảng đờng đợc S là: L= IF 10. = = (cm) 360 360 S/ Bµi 4:Cho hình vẽ nh hình Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng h/ S l h / điểm, S ảnh S tạo bëi thÊu kÝnh / H Q P H a X¸c định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đờng truyền c¸c tia s¸ng b BiÕt S, S/ c¸ch trơc chÝnh PQ khoảng tơng ứng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm Tính tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa cứng vuông góc với trục phía trớc che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa thấu kính D = 3cm Giải S/ L h/ P S h l H/ I F O H Q L/ Lập luận đợc: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ảo - Do ảnh ảo S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ Vẽ hình, xác định đợc vị trí thấu kính Vẽ, xác định đợc vị trí tiêu điểm Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: S/H/F đồng dạng với IOF: / / / � h H F � h l d f OI OF h f (1) ∆ S/H/O đồng dạng với SHO: Giáo viên Thanh 25 Phạm B¸ Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n / l � h l d = 1 (2) d h d / / h.l � h 1 l � h h l � d / (3) h h h d h d h.l 1.2.32 l.h.h/ l f / / � f= / Thay (3) vµo (1) � h = 24 (cm) h h = (3 1)2 (h h) h f d= h.l 1.32 = 16 (cm) h h 3 S/ / E h/ P H l / S h L O HK F Q L/ Nèi S víi mÐp ngoµi L/ cđa thÊu kính, cắt cắt trục thấu kính K K vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta không quan sát đợc ảnh S/ KO OL/ Do: KOL đồng dạng với KHS , (KO = dmin) HK SH D d 1,5 = 1,5 � dmin = 24 - 1,5dmin � dmin = 9,6 (cm) � 2 16 dmin h / Bài 5: Một hộp đen có bề dày l, đặt hai thấu kính hội tụ đối diện nhau(xem thấu kính đặt sát thành hộp) Chiếu tối hép mét chïm s¸ng song song cã bỊ réng d, chùm tia ló khỏi hộp chùm sáng song song có bề rộng 2d Xác định tiêu cự thấu kính đặt hộp đen Giải F1 2d d F2 l Giáo viên Thanh 26 Phạm Bá Trêng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ môn Xét tam giác vuông đồng dạng ta có: f d d f1 (1) f 2 f Mặt khác theo ra: f1 f l Tõ (1) vµ (2) suy ra: f1 = (2) l 2l vµ f 3 QUANG HỌC Bài 1: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ cho điểm B nằm trục cách quang tâm O thấu kính khoảng BO=a.Nhận thấy ta dịch chuyển vật AB lại gần xa thấu kính khoảng b=5cm ảnh có độ cao gấp lần vật,trong ảnh chiều ảnh ngược chiều với vật.Dùng cách vẽ đường tia sáng xác định khoảng cách a vị trí tiêu điểm thấu kính? Giải Trường hợp ảnh chiều với vật: OA/1 B /1 đồng dạng OA1 B1 nên: A /1 B /1 OB /1 OB /1 = = = OB/1= 3(a 5) A1 B1 OB1 a 5 A/1 FA/1 B /1 đồng dạng FOI nờn: Giáo viên Thanh 27 Phạm Bá Trờng THCS ThiÕt KÕ VËt Lý TÝch lòy nghiƯp vơ m«n A/1B /1 A/1 B /1 FB /1 OB /1 f OB /1 1 OI A1B1 FO f f A1 B/1 Từ phương trình ta suy ra: 3(a 5) 2 f F B1 O (1) Trường hợp ảnh ngược chiều (ảnh thật) OA/ B / đồng dạng OA2 B2 nên: A/ B / A/ B / OB / 3 A2 B2 OB2 a 5 OB/2= 3(a 5) FA/ B / đồng dạng FOI nên: A/ B / A/ B / FB / OB / f OB / 1 OI A2 B2 FO f f 3(a 5) 4 Kết hợp phương trình ta có: f A2 (2) I B2 O F B/2 Giải (1) (2) ta a = 15 cm ; f = 15 cm A/2 Giáo viên Thanh 28 Phạm Bá ... Thanh B 12 Phạm Bá Trờng THCS Thiết Kế Vật Lý Tích lũy nghiệp vụ môn Loại 3: Xác định số ảnh, vị trí ảnh vật qua gơng phẳng? Phơng pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gơng phẳng: ảnh vật qua... chiều vật K< 0: Ảnh ngược chiều Vật Quy ước: Vật thật d < Vật ảo d > Ảnh thật d' >0 Ảnh ảo d' 0 Thấu kính phân kì f