Bài 4: Định luật phản xạ ánh sáng - trang 12 Sách bài tập Vật Lí 7

Bài 4.1 trang 12 Sách bài tập Vật Lí 7: Trên hình 4.1 vẽ một tia sáng SI chiếu lên một gương phẳng. Góc tạo bởi tia SI với mặt gương bằng 30^o. Hãy vẽ tiếp tia phản xạ và tính góc phản xạ.

Bài giải:

+ Vẽ pháp tuyến IN vuông góc với gương phẳng.

+ Vẽ tia phản xạ IR nằm trong cùng mặt phẳng với tia tới và pháp tuyến tại điểm tới, sao cho góc tới i bằng góc phản xạ i’: i = i’.

+ Xem hình vẽ 4.1a

+ Vì SI hợp với mặt gương góc 30^o nên góc tới i = 90 – 30 = 60^o.

Suy ra: góc phản xạ i’ = i = 60^o.

Bài 4.2 trang 12: Chiếu một tia sáng lên một gương phẳng ta thu được một tia phản xạ tạo với tia tới một góc 40^o. Góc tới có giá trị nào sau đây?

A. 20^o

B. 80^o

C. 40^o

D. 60^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: A. 20^o

Giải thích: Ta có tia phản xạ tạo với tia tới một góc 40^o, mà góc phản xạ và góc tới bằng nhau nên giá trị của góc tới là: 40: 2 = 20^o

Bài 4.3 trang 12: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng (hình 4.2)

a. Vẽ tia phản xạ.

b. Vẽ một vị trí đặt gương để thu được tia phản xạ theo phương nằm ngang từ trái sang phải.

Bài giải:

a) Vẽ tia phản xạ:

Trong mặt phẳng tới:

- Dựng pháp tuyến IN tại điểm tới I.

- Ta dùng thước đo góc để đo góc tới

- Từ đó vẽ tia IR khác phía với tia tới SI bờ là pháp tuyến IN sao cho

Vậy tia IR là tia phản xạ cần vẽ.

b) Vị trí đặt gương như hình 4.2b.

Cách vẽ:

Vì tia phản xạ IR phải có hướng nằm ngang chiều từ trái sang phải theo yêu cầu bài toán nên:

+ Đầu tiên ta vẽ tia phản xạ IR như đề bài đã cho.

+ Pháp tuyến IN luôn là tia phân giác của

, do đó tiếp theo ta vẽ tia phân giác của góc IMG_5.

+ Đường phân giác IN này luôn vuông góc với gương tại điểm tới I. Nên ta xác định được vị trí của mặt gương bằng cách quay gương sao cho mặt gương vuông góc với IN. Đây là vị trí gương cần xác định.

Bài 4.4 trang 12: Một gương phẳng đặt trên mặt bàn nằm ngang, gần một bức tường thẳng đứng (hình 4.3). Dùng đèn pin chiếu một tia sáng lên gương (lấy một miếng bìa khoét 1 lỗ nhỏ rồi dán lên mặt kính của đèn để tạo tia sáng) sao cho tia phản xạ gặp bức tường. Hãy vẽ hai tia tới cho hai tia phản xạ gặp bức tường ở cùng một điểm M.

Bài giải:

Muốn có được 2 tia tới cho hai tia phản xạ cùng tới điểm M trên tường thì ta phải thay đổi vị trị của đèn sao cho mỗi vị trí đó ứng với một tia tới SI cho tia phản xạ IM.

* Thay đổi vị trí đèn để có tia SI, vị trí này được xác định như sau:

+ Lấy điểm tới I bất kì trên gương, nối IM ta được tia phản xạ IM.

+ Vẽ pháp tuyến IN₁ tại điểm tới, rồi vẽ góc tới

bằng góc phản xạ nghĩa là: . Ta xác định được tia tới S₁I cũng chính là vị trí đặt đèn pin.

* Tương tự như vậy ta vẽ được tia tới S₂K ứng với vị trí thứ hai của đèn pin.

Bài 4.5 trang 13: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng, ta thu được một tia phản xạ IR tạo với tia tới một góc 60^o (hình 4.4). Tìm giá trị của góc tới i và góc phản xạ r.

A. i = r = 60^o

B. i = r = 30^o

C. i = 20^o, r = 40^o

D. i = r = 120^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: B. i = r = 30^o

Giải thích: Ta có tia phản xạ IR tạo với tia tới một góc 60^o, mà góc tới lại bằng góc phản xạ nên gía trị góc tới bằng góc phản xạ bằng: i = r = 60: 2 = 30^o

Bài 4.6 trang 13: Chiếu một tia sáng vuông góc với một mặt gương phẳng. Góc phản xạ r có giá trị nào sau đây?

A. r = 90^o

B. r = 45^o

C. r = 180^o

D. r = 0^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: D. r = 0^o

Giải thích: Vì khi chiếu tia tới vuông góc một mặt phẳng gương, tia tới trùng với pháp tuyển, góc tới bằng góc phản xạ bằng 0.

Bài 4.7 trang 13: Chiếu một tia sáng SI theo phương nằm ngang lên một gương phẳng như hình 4.5, ta thu được tia phản xạ theo phương thẳng đứng. Góc SIM tạo bởi tia SI và mặt gương có giá trị nào sau đây?

A. 30^o

B. 45^o

C. 60^o

D. 90^o

Bài giải:

Đáp án đúng: B. 45^o

Chiếu một tia sáng SI theo phương nằm ngang lên một gương phẳng như hình 4.5a, ta thu được tia phản xạ theo phương thẳng đứng, nó sẽ vuông góc với tia tới SI tạo thành góc 90^o

Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có:

Bài 4.8 trang 13: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng, tia phản xạ thu được nằm trong mặt phẳng nào?

A. mặt gương

B. mặt phẳng vuông góc với tia tới và mặt gương

C. mặt phẳng vuông góc với tia tới

D. mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến với gương ở điểm tới

Bài giải:

Đáp án đúng là: D. mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến với gương ở điểm tới

Giải thích: Khi chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng tia phản xạ thu được nằm trong mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến với gương ở điểm tới.

Bài 4.9 trang 13: Một tia tới tạo với mặt gương một góc 120^o như ở hình 4.6. Góc phản xạ r có giá trị nào sau đây?

A. r = 120^o

B. r = 60^o

C. r = 30^o

D. r = 45^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: C. r = 30^o

Kẻ pháp tuyến IN vuông góc với mặt phẳng gương tạo với gương một góc 90^o (hình 4.6a).

Ta có:

Do góc tới bằng góc phản xạ nên góc phản xạ: r = i = 30^o.

Bài 4.10 trang 14: Hai gương phẳng G₁ và G₂ đặt song song với nhau, mặt phản xạ quay vào nhau. Tia tới SI được chiếu lên gương G₁phản xạ một lần trên gương G₁ và một lần trên gương G₂ (hình 4.7). Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ cuối cùng trên gương G₂ có giá trị nào sau đây?

A. 0^o

B. 60^o

C. 45^o

D. 90^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: A. 0^o

Giả sử tia tới là SI có góc tới là:

Định luật phản xạ tại gương G₁:

Do hai gương đặt song song với nhau nên pháp tuyến IN ở gương G₁ và pháp tuyến RN’ ở gương G₂ song song với nhau, tia phản xạ ở G₁ chính là tia tới ở gương G₂:

Định luật phản xạ tại gương G₂:

Từ (1) và (2) ta có:

Vì hai góc này so le trong nên SI // RK. Nên góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ cuối cùng trên gương G₂ có giá trị 0^o.

Bài 4.11 trang 14: Hai gương phẳng G₁ và G₂ đặt vuông góc với nhau, mặt phản xạ quay vào nhau. Tia tới SI được chiếu lên gương G₁ (hình 4.8) lần lượt phản xạ một lần trên gương G₁ rồi trên gương G₂. Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ cuối cùng trên gương G₂ có giá trị nào sau đây?

A. 180^o

B. 60^o

C. 45^o

D. 90^o

Bài giải:

Đáp án đúng là: A. 180^o

Do hai gương đặt vuông góc với nhau nên hai pháp tuyến IN₁ và JN₂ cũng vuông góc với nhau.

Định luật phản xạ tại gương G₁:

Định luật phản xạ tại gương G₂:

Tam giác IJN vuông tại N:

→ Tia tới SI song song với tia phản xạ JR. Góc tạo bởi tia tới SI và tia phản xạ cuối cùng trên gương G₂ có giá trị 180^o.

Bài 4.12 trang 14: Hai gương phẳng G₁ và G₂ có mặt phản xạ quay vào nhau và tạo với nhau một góc α (hình 4.9). Tia tới SI được chiếu lên gương G₁ lần lượt phản xạ một lần trên gương G₁ rồi một lần trên gương G₂. Biết góc tới trên gương G₁ bằng 30^o. Tìm góc α để tia tới trên gương G₁ và tia phản xạ trên gương G₂ vuông góc với nhau?

Bài giải:

Tại I, theo định luật phản xạ, ta có:

Trong tam giác IJO, ta có:

Tại K, theo định luật phản xạ, ta có:

Từ (1) và (2) ta được:

Trong tam giác IKJ, ta có:

Để tia tới SI trên gương G₁ vuông góc với tia phản xạ JR trên gương G₂ thì:

Bài trước: Bài 3: Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng - trang 9 Sách bài tập Vật Lí 7 Bài tiếp: Bài 5: Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng - trang 15 Sách bài tập Vật Lí 7