Định luật phản xạ ánh sáng là gì? Phương pháp giải bài tập có lời giải từ A – Z

Trong bài viết dưới đây, Samsung Contest sẽ chia sẻ định nghĩa định luật phản xạ ánh sáng là gì? Công thức định luật phản xạ ánh sáng kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây để các bạn cùng tham khảo.

Gương phẳng là gì?

Gương phẳng là một phần của mặt phẳng, nhẵn, bóng, có thể soi hình của các vật.

Hình của một vật quan sát được trong gương phẳng gọi là ảnh của vật tạo bởi gương phẳng.

Định luật phản xạ ánh sáng

Hiện tượng ánh sáng bị hắt trở lại khi gặp một bề mặt nhẵn bóng được gọi là phản xạ ánh sáng.

Định luật phản xạ ánh sáng: Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới.

Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.

dinh-luat-phan-xa-anh-sang

Trong đó:

  • I: điểm tới
  •  IN: pháp tuyến
  • SI và IR lần lượt là góc tới và góc phản xạ.
  • Phương của tia phản xạ xác định bằng góc NIR = i’ gọi là góc phản xạ.
  • Phương của tia tới xác định bằng góc SIN = i gọi là góc tới.

Tham khảo thêm: Tính chất tia phân giác của một góc và bài tập có lời giải từ A – Z

Phương pháp giải bài tập định luật phản xạ ánh sáng

Dạng 1: Cách vẽ tia tới, phản xạ và cách tính góc phản xạ, góc tới

a) Cách vẽ tia phản xạ khi biết tia tới

Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng, ta suy ra được tia phản xạ đối xứng với tia tới qua gương phẳng. Vì vậy để vẽ tia phản xạ khi biết tia tới ta thực hiện các bước như sau:

  • Vẽ pháp tuyến NN’ vuông góc với gương tại điểm tới I
  • Lấy một điểm A bất kì trên tia tới SI
  • Kẻ đoạn thẳng AA’ vuông góc với pháp tuyến NN’ tại H sao cho AH = HA’
  • Vẽ tia IA’. Tia IA’ chính là tia phản xạ cần vẽ.

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-1

b) Cách tính góc phản xạ, góc tới

Dựa vào giả thiết của đề bài ta xác định được góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ, từ đó ta tính được góc phản xạ và góc tới.

Ví dụ: Cho góc hợp bởi tia tới và gương (góc α). Tính góc tới i và góc phản xạ i’.

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-2

Từ hình vẽ ta có: i + α = 900

⇒ i’ + β = 900

Mà i’ = i ⇒ α = β

⇒ i’ = i = 900 – α

Lưu ý:

  • Nếu tia tới vuông góc với mặt phẳng gương tức i’ = i = 00 suy ra α = β = 900 thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới nhưng có chiều ngược lại.
  • Nếu tia tới trùng với mặt phẳng gương tức i’ = i = 900 suy ra α = β = 900 thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới và cùng chiều với tia tới.

Dạng 2: Cách xác định vị trí đặt gương khi đã biết cả tia tới và tia phản xạ

Xác định điểm tới I: Tia tới và tia phản xạ cắt nhau tại I.

Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ: i + i’

Xác định pháp tuyến NN’: Vẽ đường phân giác NIN’ của góc i + i’. NN’ chính là pháp tuyến.

Xác định vị trí đặt gương: Từ I kẻ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng đó chính là vị trí để đặt gương phẳng

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-3

Dạng 3. Cách xác định góc quay của tia tới, tia phản xạ hoặc của gương

Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng và điều kiện của đề bài ta tìm các cặp góc bằng nhau, sau đó tìm mối quan hệ giữa các góc có liên quan, rồi suy ra góc quay của tia tới, tia phản xạ hoặc của gương.

Ví dụ 1: Tia sáng tới gương phẳng hợp với tia phản xạ một góc 1200. Hỏi góc tới có giá trị là bao nhiêu?

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-4

Lời giải

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-5

Ví dụ 2: Một người nhìn xuống mặt hồ và thấy đỉnh ngọn cây. Hình vẽ nào sau đây mô tả đúng đường đi của tia sáng đến mắt ta?

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-6

A. Hình A

B. Hình B

C. Hình C

D. Hình D

Lời giải

Ta có, mặt hồ đóng vai trò là một gương phẳng

Áp dụng định luật phản xạ, ta có: góc tới bằng góc phản xạ

Vẽ pháp tuyến trên các hình ta được:

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-7

A, C – loại vì góc tới không bằng góc khúc xạ

D – loại vì đường truyền của tia sáng sai

Đáp án cần chọn là: B

Ví dụ 3: Một tia sáng SI truyền theo phương hợp mới mặt phẳng nằm ngang một góc 50 º. Hỏi phải đặt gương phẳng hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc bao nhiêu để tia phản xạ có phương nằm ngang

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-8

Lời giải

Theo đề bài ta có: góc SIR = 500

Mặt khác, theo định luật phản xạ ánh sáng ta có:

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-9

Góc gương vần quay so với mặt phẳng ngang để thu được tia phản xạ có phương nằm ngang chính là góc RIO

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-10

Ví dụ 4: Trong các hình vẽ sau, tia phản xạ IR ở hình vẽ nào đúng?

dinh-luat-phan-xa-anh-sang-11

– Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới nên đáp án C và D sai.

– Góc phản xạ bằng góc tới nên đáp án A sai, đáp án B đúng.

Ví dụ 5:

Chiếu một tia sáng SI lên 1 mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI ta thu được nằm trên mặt phẳng nào?

A. Mặt phẳng vuông góc với tia tới

B. Mặt phẳng gương

C. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và mặt gương

D. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới

Lời giải

Theo định luật phản xạ ánh sáng thì tia phản xạ sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở ngay điểm tới. Do đó án án đúng của câu này sẽ là D.

Hy vọng với những kiến thức về định luật phản xạ ánh sáng có thể giúp các bạn áp dụng vào làm bài tập đơn giản và chính xác nhé