Góc phản xạ là gì? Đây luôn là câu hỏi mà nhiều học sinh thường thắc mắc khi bắt đầu tìm hiểu về chương Phản xạ ánh sáng trong môn Vật lý lớp 7. Để giúp các bạn giải đáp một cách chi tiết và rõ ràng nhất, Monkey đã tổng hợp những kiến thức cần thiết liên quan đến góc phản xạ, bao gồm định nghĩa, phương pháp tính toán và cách vẽ góc phản xạ. Hy vọng rằng những thông tin này của Đại học Lâm Nghiệp sẽ giúp các bạn dễ dàng theo dõi và nắm bắt bài học một cách hiệu quả hơn!
Góc phản xạ là gì?
Góc phản xạ được hiểu là góc tạo thành giữa tia phản xạ và pháp tuyến của gương tại điểm mà ánh sáng chiếu vào.
Hiện tượng phản xạ ánh sáng xảy ra khi chúng ta chiếu một tia sáng vào gương, và tia sáng đó sẽ bị gương hắt trở lại môi trường ban đầu. Khi ta chiếu ánh sáng vào bất kỳ vật thể nào (như bóng đèn, cây cối, mặt trăng hay ngọn nến,…), tia sáng sẽ được phản chiếu ngược lại hoàn toàn, và hiện tượng này được gọi là phản xạ ánh sáng.
Ký hiệu cho các góc và tia trong hiện tượng phản xạ ánh sáng:
Trong đó:
- SI là tia tới
- IR là tia phản xạ
- IN là pháp tuyến
- Phương của tia phản xạ được xác định bởi góc SIN (= i) là góc tới
- Phương của tia tới được xác định bởi góc NIR (= i) là góc phản xạ
Định luật phản xạ ánh sáng:
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới.
- Góc tới luôn bằng góc phản xạ (i=i).
Mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ
Khi ánh sáng chiếu vào một mặt gương phẳng, góc tới sẽ tương đương với góc phản xạ.
Cách vẽ góc phản xạ
Chúng ta có thể xác định tia phản xạ đối xứng với tia tới qua gương dựa vào định luật phản xạ ánh sáng. Để vẽ tia phản xạ khi đã biết tia tới, hãy thực hiện theo các bước sau:
- Trước tiên, hãy vẽ một đường pháp tuyến NN vuông góc với gương tại điểm I.
- Sau đó, chọn một điểm A bất kỳ nằm trên tia tới SI.
- Kéo dài đoạn thẳng AA sao cho nó vuông góc với pháp tuyến NN tại H, và đảm bảo rằng AH = HA.
- Cuối cùng, vẽ tia IA. Tia IA chính là tia phản xạ mà chúng ta cần tìm.
Cách tính góc phản xạ
Chúng ta có thể xác định góc giữa tia tới và tia phản xạ dựa vào những giả thiết đã được đưa ra trong bài. Từ đó, chúng ta sẽ tính toán được góc tới cũng như góc phản xạ.
Theo định luật phản xạ ánh sáng, ta biết rằng: i = i′.
Ví dụ: Giả sử góc α là góc tạo thành giữa gương và tia tới. Hãy tính góc phản xạ i.
Cách giải:
Nhìn vào hình vẽ, ta có: i + α = 90° ⇒ i′ + β = 90°.
Ngoài ra, theo định luật phản xạ ánh sáng, ta có:
i = i′ ⇒ α = β ⇒ i′ = i = 90° – α.
Lưu ý:
- Khi i = i = 0°, tức là tia tới vuông góc với mặt phẳng gương. Khi đó, α = β = 90°, tia phản xạ sẽ đi theo phương trùng với tia tới nhưng ngược chiều.
- Khi i = i = 90°, tức là tia tới nằm song song với mặt phẳng của gương. Khi đó, α = β = 90°, tia phản xạ sẽ đi theo phương trùng với tia tới và cùng chiều với tia tới.
Cách xác định vị trí đặt gương khi đã biết cả tia phản xạ và tia tới
Ngoài việc tính toán số đo góc, một dạng bài tập thú vị khác mà chúng ta thường gặp trong chương trình vật lý lớp 7 là xác định vị trí của gương khi đã biết tia tới và tia phản xạ.
Để xác định vị trí đặt gương, bạn có thể làm theo các bước sau:
- Xác định điểm tới I: Tia phản xạ và tia tới sẽ giao nhau tại điểm I.
- Tính góc giữa tia phản xạ và tia tới: Góc này được tính bằng (i + i).
- Vẽ pháp tuyến NN: Bạn hãy vẽ đường phân giác NIN của góc giữa tia tới và tia phản xạ (i + i). Đường này được gọi là pháp tuyến.
- Tìm vị trí đặt gương: Từ điểm I, bạn kẻ một đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng này chính là vị trí của gương phẳng mà bạn cần tìm.
Hãy cùng khám phá và thực hành để nắm vững kiến thức nhé!
Giải bài tập về góc phản xạ
Dưới đây là một số câu hỏi trắc nghiệm thú vị giúp bạn ôn tập kiến thức và áp dụng lý thuyết vào thực hành một cách hiệu quả.
Câu 1: Nội dung nào sau đây không đúng với định luật phản xạ ánh sáng?
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương.
- Tia phản xạ có độ dài bằng tia tới.
- Góc phản xạ bằng góc tới.
- Góc giữa tia tới và pháp tuyến bằng góc giữa tia phản xạ và pháp tuyến.
Đáp án chính xác: B. Tia phản xạ có độ dài bằng tia tới vì không thể so sánh độ dài giữa các tia, mà chúng đều vô hạn.
Câu 2: Khi chiếu một tia sáng đến một gương phẳng, ta thu được một tia phản xạ tạo với tia tới một góc 40 độ. Vậy giá trị của góc tới là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án chính xác nhất và giải thích ngắn gọn về cách giải.
- 20
- 80
- 40
- 20
Đáp án đúng: A. 20.
Hướng dẫn: Theo định luật phản xạ, góc phản xạ sẽ bằng góc tới. Do đó, pháp tuyến cũng chính là tia phân giác của góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ. Từ đó, góc tới = góc phản xạ = 20 độ.
Câu 3: Khi chiếu một tia tới SI lên một gương phẳng hoặc mặt phẳng phản xạ, ta nhận được một tia phản xạ IR tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Hỏi giá trị của góc phản xạ r và góc tới i là bao nhiêu? (Lưu ý rằng i là góc tới còn r là góc phản xạ)
- i = r = 80
- i = r = 30
- i = 30, r = 40
- i = r = 60
Đáp án đúng: B: i = r = 30.
Hướng dẫn: Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc tới luôn bằng góc phản xạ, tức là i = r. Vì vậy, đáp án C là sai.
Theo giả thiết: i + r = 60, nên nếu i = r thì i = r = 30.
Câu 4: Khi chiếu một tia sáng SI lên một mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI sẽ nằm trên mặt phẳng nào?
- Mặt phẳng vuông góc với tia tới.
- Mặt phẳng gương.Hướng dẫn: Do tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tiếp xúc, nên đáp án C và D không chính xác. Hơn nữa, góc phản xạ luôn bằng góc tới, do đó đáp án A cũng sai, chỉ có đáp án B là đúng.
Câu 9: Khi chiếu một tia sáng vào gương phẳng với góc tạo ra là 30 độ so với mặt gương, bạn có biết góc phản xạ sẽ là bao nhiêu độ không?
- 30
- 45
- 60
- 15
Đáp án chính xác: C
Câu 10: Trong số các vật dưới đây, vật nào có thể được xem như một gương phẳng?
- Mặt phẳng của tờ giấy
- Mặt nước đang gợn sóng
- Mặt phẳng của một tấm kim loại bóng loáng
- Mặt đất
Đáp án chính xác: C
Mặt phẳng của một tấm kim loại bóng loáng giống như gương, có thể được coi là một gương phẳng.
Kết luận
ĐH Lâm Nghiệp đã tổng hợp những kiến thức cần thiết giúp bạn đọc nắm rõ hơn về khái niệm này. Ngoài ra, bài viết cũng cung cấp các tính chất và đặc điểm liên quan đến góc giữa tia phản xạ, cách vẽ và tính toán góc phản xạ một cách chính xác nhất. Hy vọng qua bài viết này, các bạn có thể nâng cao hiểu biết về vật lý và áp dụng hiệu quả vào học tập cũng như thực tiễn!
