Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

 

I. Sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt các vật

1. Các vật có bề mặt nhẵn bóng

 

– Những vật có bề mặt nhẵn bóng như bề mặt kim loại (được đánh bóng) hoặc mặt gương, các tia sáng chiếu đến bề mặt phẳng của chúng được phản xạ, các tia phản xạ là những đường kéo dài của chùm sáng tới mắt gặp nhau tại một điểm.

– Quy ước:

 

+ Đường vuôn góc với mặt phẳng gương gọi là pháp tuyến của gương

+ Mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới I được gọi là mặt phẳng tới

+ Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới gọi là góc tới

+ Góc hợp bởi pháp tuyến của gương tại điểm tới và tia phản xạ gọi là góc phản xạ

2. Các vật có bề mặt không nhẵn bóng

– Bề mặt các vật có bề mặt nhám như tấm len, tờ giấy, … Các tia phản xạ sẽ không còn song song  với nhau nữa, mà bị phản xạ theo các hướng khác nhau

 

=> Sự phản xạ như hình gọi là phản xạ khuếch tán

– Phản xạ khuếch tán thường không tạo ra hình ảnh của vật.

II. Định luật phản xạ ánh sáng

– Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới

– Góc phản xạ bằng góc tới.

III. Ảnh của một vật qua gương phẳng

– Ảnh của vật qua gương phẳng là ảnh ảo, không hứng được trên màn, đối xứng với vật qua gương

IV. Dựng ảnh một vật qua gương phẳng

Ta có thể dựng ảnh S’ của điểm sáng S qua gương phẳng bằng cách:

+ Từ điểm S vẽ hai tia sáng SI1 và SI2 tới gương phẳng

+ Vẽ hai tia phản xạ I1R1 và I2R2  tuân theo định luật phản xạ ánh sáng

+ Tìm giao điểm S’ của đường kéo dài các tia I1R1 và I2R2 nằm ở phía sau gương


 

Mở đầu trang 69 Bài 13 KHTN lớp 7: Ban đêm, khi ở trong một phòng không có ánh đèn, mở mắt em sẽ không thể nhìn rõ các vật trong phòng. Nếu có ánh sáng từ đèn ở ngoài đường hoặc ánh trăng lọt vào phòng, em sẽ có thể nhìn rõ các vật trong phòng.

Chúng ta có thể nhìn thấy các vật là do ánh sáng từ nguồn chiếu đến các đồ vật rồi hắt lại đến mắt ta. Hiện tượng ánh sáng bị hắt lại khi gặp bề mặt một vật gọi là sự phản xạ ánh sáng.

Ánh sáng sẽ phản xạ trên một bề mặt như thế nào?

Trả lời:

Ánh sáng sẽ phản xạ tốt trên những bề mặt nhẵn, sáng bóng như bề mặt kim loại (được đánh bóng) hoặc mặt gương, mặt nước phẳng lặng.


 

Luyện tập 1 trang 70 KHTN lớp 7: Quan sát hình 13.4, so sánh sự phản xạ của ánh sáng trong hai trường hợp: phản xạ và phản xạ khuếch tán.

 

Trả lời:

a. Phản xạ cho các tia phản xạ song song với nhau.

b. Phản xạ khuếch tán cho các tia phản xạ không song song nhau mà chúng bị phản xạ theo các hướng khác nhau.


 

Thực hành trang 71 KHTN lớp 7:

Dụng cụ

Bảng chia độ được gắn thẳng đứng trên giá. Đèn có thể dịch chuyển được trên bảng chia độ. Gương phẳng nằm vuông góc với bảng chia độ (hình 13.6).

 

Tiến hành

+ Dùng đèn chiếu một tia sáng đến gương phẳng, quan sát tia phản xạ (hình 13.6).

+ Thay đổi góc tới, đo góc phản xạ rồi ghi lại vào bảng:

Góc tớiGóc phản xạ

Trả lời:

Sau khi tiến hành thí nghiệm với các góc tới bất kì, các em có thể tham khảo bảng kết quả dưới đây:

Góc tớiGóc phản xạ
30o30o
45o45o
60o60o
20o20o

Em có thể thao tác với các góc tới khác nhau.


 

Câu hỏi 1 trang 71 KHTN lớp 7: Từ số liệu thu được trong thí nghiệm, em có nhận xét gì về mối quan hệ giữa góc phản xạ và góc tới?

 

Trả lời:

Góc tớiGóc phản xạ
30o30o
45o45o
60o60o
20o20o

Từ kết quả trên thấy góc tới và góc phản xạ bằng nhau.


 

Luyện tập 2 trang 71 KHTN lớp 7: Hình 13.7 vẽ một tia tới SI chiếu lên gương phẳng G.

 

a) Vẽ tia phản xạ.

b) Nếu giữ nguyên tia tới SI, làm thế nào để có tia phản xạ hướng theo phương thẳng đứng? Tiến hành thí nghiệm kiểm tra đề xuất của em.

Trả lời:

a. Vẽ tia phản xạ IR.

– Từ điểm S vẽ tia sáng SI cắt gương tại điểm I.

– Dựng tia pháp tuyến IN

– Dựng tia phản xạ IR sao cho

 

 

b. Nếu giữ nguyên tia tới SI, để có tia phản xạ hướng theo phương thẳng đứng thì phải xoay gương. Để xác định được vị trí xoay chính xác ta cần làm như sau:

+ Vẽ tia phản xạ có phương thẳng đứng hướng xuống hoặc hướng lên.

+ Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ.

+ Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới và góc phản xạ bằng nhau, khi đó tia phân giác của góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ chính là pháp tuyến.

+ Tiếp theo vẽ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đó chính là vị trí gương cần tìm, lưu ý mặt phản xạ gương cùng phía với các tia tới và pháp tuyến.

 


 

Câu hỏi 2 trang 72 KHTN lớp 7: Có những cách nào để đọc được dòng chữ dưới đây dễ dàng hơn?

 

Trả lời:

+ Có thể đưa hàng chữ này trước một gương phẳng sẽ nhìn được ảnh của hàng chữ: ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG.

+ Có thể dùng bút mực nước tô lại nét chữ trên sau đó nhìn vào mặt sau tờ giấy đó hoặc dùng một tờ giấy trắng khác đặt lên trên để mực in lên tờ giấy trắng đó.


 

Vận dụng 1 trang 72 KHTN lớp 7:

Kính tiềm vọng là một dụng cụ giúp nhìn thấy vật bị che khuất.

Hình 13.8 là sơ đồ cấu tạo một kính tiềm vọng đơn giản, bao gồm hai gương đặt nghiêng 45o so với phương ngang, có bề mặt phản xạ hướng vào nhau. Em hãy vẽ lại sơ đồ cấu tạo kính tiềm vọng này vào vở và vẽ tiếp đường truyền của ánh sáng tới mắt để giải thích vì sao có thể sử dụng kính tiềm vọng để nhìn thấy vật bị che khuất.

Trả lời:

+ Từ đường truyền của tia sáng ta thấy, sau khi qua gương phẳng thứ 1 ảnh của vật phản xạ lần 1 cho ảnh 1. Ảnh này bằng vật và là ảnh ảo, ngược chiều với vật.

+ Ảnh ảo 1 qua gương phẳng 1 đến gương phẳng 2 lúc này trở thành vật đối với gương phẳng 2, qua gương phẳng 2 cho ảnh ảo 2, ảnh ảo 2 này ngược chiều so với ảnh ảo 1 nên cùng chiều với vật và lớn bằng vật.

Kết luận: dựa vào nguyên lí như vậy thì con người có thể sử dụng kính tiềm vọng để quan sát các vật bị che khuất. Ứng dụng chủ yếu ở trong tàu ngầm.


 

Thực hành trang 72 KHTN lớp 7:

Dụng cụ

Một tấm kính có giá đỡ, hai viên phấn màu đỏ và màu vàng có cùng kích thước, một cái thước.

Tiến hành

Hãy làm thí nghiệm kiểm chứng tính chất ảnh của một vật qua gương phẳng: Ảnh của một vật qua gương phẳng là ảnh ảo, cùng chiều, cùng kích thước với vật và khoảng cách từ ảnh tới gương bằng khoảng cách từ vật tới gương.

Trả lời:

+ Trước tiên sử dụng viên phấn màu đỏ đặt trước gương phẳng sẽ thu được ảnh của viên phấn màu đỏ qua gương. Đánh dấu vị trí ảnh của viên phấn đỏ trên gương phẳng (có thể dùng bút vẽ đường viền bao quanh ảnh đó). Dùng thước đo khoảng cách từ viên phấn màu đỏ đến gương và từ vị trí ảnh đến gương.

=> Ta thấy khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

+ Có thể dùng tay hoặc tấm bìa làm màn chắn đặt sau gương xem có hứng được ảnh hay không, nếu không hứng được thì đó là ảnh ảo.

+ Đặt viên phấn vàng ở phía sau gương đúng vị trí ảnh của viên phấn màu đỏ đã đánh dấu trước đó, thì thấy viên phấn màu vàng trùng khít với đường viền ảnh đã được đánh dấu trên gương của viên phấn màu đỏ trước đó.

=> Chứng tỏ ảnh và vật có kích thước bằng nhau.


 

Vận dụng 2 trang 72 KHTN lớp 7: Trong hình 13.10, có thể quan sát thấy ảnh của vật qua mặt ghế ở phần đã được đánh dầu bóng, còn ở phần chưa đánh dầu bóng thì không thấy đã được đánh dầu bóng, còn ở phần chưa đánh dầu bóng thì không thấy. Hãy giải thích tại sao.

 

Trả lời:

+ Vì ở phần đã được đánh dầu bóng có tác dụng giống như một gương phẳng, nên khi tia sáng đi qua phần đó có thể xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng. Khi đó có thể nhìn thấy ảnh của vật qua phần đã được đánh dầu bóng.

+ Ở phần chưa được đánh dầu bóng, các tia sáng đến phần đó xảy ra hiện tượng phản xạ khuếch tán nên không thể tạo ảnh của vật.


 

Câu hỏi tr 73 CH

Em hãy chứng minh khoảng cách từ S đến gương và từ S’ đến gương là bằng nhau (hình 13.12)

Lời giải chi tiết:

Nối S với S’ cắt gương tại H.

– Xét tại điểm tới I1

Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: I1 = I2

Mặt khác ta lại có: I1 + I4 = 90o và I2 + I3 = 90o, nên suy ra I4 = I3

Lại có I3 = I5 (2 góc đối đỉnh)

=> I4 = I5 (1)

– Xét tại điểm tới I2: Chứng minh tương tự ta có: I4 = I5 và góc SI1I2 = S’I1I2

– Xét hai tam giác SI1I2 và S’I1I2 có:

I1I2 chung, I4 = I5, góc SI1I2 = S’I1I2

=> ∆ SI1I2 = ∆S’I1I2 => SI1 = S’I1 (2)

Xét hai tam giác SI1H và S’I1H có: HI1 chung, I4 = I5 và SI1 = S’I1 theo (1), (2)

=> ∆SI1H = ∆S’I1H

=> SH = S’H hay khoảng cách từ S tới gương bằng khoảng cách từ S’ tới gương.

Câu hỏi tr 73 LT

Ảnh của một vật qua gương phẳng là tập hợp ảnh của tất cả các điểm trên vật. Hãy dựng ảnh của vật AB có hình mũi tên trong hình 13.13 bằng cách dựng ảnh của điểm A và điểm B rồi nối chúng lại với nhau.

Lời giải chi tiết:

 

+ Dựng ảnh A’ của A qua gương:

– Từ A hạ đường thẳng vuông góc với gương tại H.

– Trên tia AH lấy điểm A’ sao cho A’H = HA.

=> Vậy A’ là ảnh của A qua gương.

Tương tự, dựng ảnh B’ của B qua gương

=> Nối A’ với B’ ta được ảnh A’B’ của AB qua gương.

 

Câu hỏi tr 74 LT

Một học sinh cao 1,6m, có khoảng cách từ mắt đến đỉnh đầu là 8cm. Bạn học sinh này cần chọn một gương phẳng treo tường (hình 13.14) có chiều cao tối thiểu bằng bao nhiêu để có thể nhìn thấy toàn bộ ảnh của mình trong gương? Gương phẳng đã chọn cần được treo như thế nào?

 

Lời giải chi tiết:

– Giả sử gương đặt ở vị trí thỏa mãn bài ra, khi đó ta vẽ đường đi của các tia sáng như hình.

Để mắt thấy được ảnh của chân thì mép dưới của gương cách mặt đất nhiều nhất là đoạn IK.

Xét ∆ BBO có IK là đường trung bình nên:

\(IK = \frac{{OB}}{2} = \frac{{AB – AO}}{2} = \frac{{1,6 – 0,08}}{2} = 0,76(m)\)

Để mắt thấy được ảnh của đỉnh đầu, thì mép trên của gương cách mặt đất ít nhất là đoạn JK

Xét ∆O’OA có JH là đường trung bình nên:

\(JH = \frac{{OA}}{2} = \frac{8}{2} = 4(cm) = 0,04(m)\)

Chiều cao tối thiểu của gương để thấy được toàn bộ ảnh là đoạn IJ.

IJ = JK – IK = 0,76 – 0,04 = 0,72 (m) = 72 (cm)

Vậy để cậu bé thấy được toàn bộ ảnh của mình trong gương cần một gương có chiều cao tối thiểu là 72cm, mép dưới của gương treo cách nền nhà nhiều nhất đoạn 76cm.

Câu hỏi tr 74 VD

Chùa một cột (hình 13.15) là một vật có tính đối xứng gương, tức là có thể chia vật thành hai phần bằng nhau sao cho phần này giống như ảnh của phần kia qua một gương phẳng. Sưu tầm các tranh ảnh về các vật có tính đối xứng gương trong đời sống.

Lời giải chi tiết:

 

Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 – Cánh Diều

 

Phần 1. Chất và sự biến đổi của chất

Chủ đề 1: Nguyên tử. Nguyên tố hóa học

 

 

 

 

Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều