Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng

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

1. Các vật có bề mặt nhẵn bóng

Khi chiếu một chùm sáng vào gương thì chùm sáng bị hắt trở lại theo hướng khác.

Đó là hiện tượng phản xạ ánh sáng.

Hiện tượng này còn xảy ra với các bề mặt nhẵn bóng khác.

Trong hiện tượng phản xạ ánh sáng, người ta quy ước:

• G: gương phẳng (mặt phản xạ)
• Tia tới SI: tia sáng chiếu vào gương
• Tia phản xạ IR: tia sáng bị gương hắt trở lại
• Điểm tới I: giao điểm của tia sáng tới và gương
• Pháp tuyến IN tại I: đường thẳng vuông góc với gương tại I
• Góc tới i: góc tạo bởi tia sáng tới và pháp tuyến tại điểm tới
• Góc phản xạ i': góc tạo bởi tia sáng phản xạ và pháp tuyến tại điểm tới
• Mặt phẳng tới: mặt phẳng chứa tia sáng tới và pháp tuyến tại điểm tới.

2. Các vật có bề mặt không nhẵn bóng

Tuỳ theo tính chất của bề mặt mà các vật phản xạ ánh sáng khác nhau.

• Khi mặt phản xạ nhẵn thì các tia sáng tới song song bị phản xạ theo một hướng. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phản xạ (còn gọi là phản xạ gương).
• Khi mặt phản xạ không nhẵn thì các tia sáng tới song song bị phản xạ theo mọi hướng. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phản xạ khuếch tán (còn gọi là tán xạ).

Khi có phản xạ, ta có thể nhìn thấy ảnh của vật

Khi có phản xạ khuếch tán, ta không nhìn thấy ảnh của vật

II. Định luật phản xạ ánh sáng

1. Thí nghiệm

Dụng cụ:

• Gương phẳng
• Bảng chia độ
• Đèn chiếu

Tiến hành thí nghiệm:

• Dùng đèn chiếu tia sáng tới mặt gương sao cho tia sáng đi là là trên mặt bảng chia độ
• Thay đổi góc tới, đo và ghi lại góc phản xạ

2. Định luật phản xạ ánh sáng

• Tia sáng phản xạ nằm trong mặt phẳng tới;
• Góc phản xạ bằng góc tới.

1. Khi ánh sáng truyền đến một bề mặt nhẵn bóng sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ.

2. Định luật phản xạ ánh sáng:

• Tia sáng phản xạ nằm trong mặt phẳng tới;
• Góc phản xạ bằng góc tới.

3. Phản xạ khuếch tán là hiện tượng các tia sáng song song truyền đến bề mặt không nhẵn, bị phản xạ theo mọi hướng.

III. Ảnh của vật qua gương phẳng

Hình ảnh của vật nhìn thấy trong gương phẳng được gọi là ảnh của vật qua gương phẳng.

Thí nghiệm:

Dụng cụ:

• Một tấm kính mỏng, phẳng thay cho gương phẳng
• Hai cây nến giống nhau
• Thước đo có ĐCNN tới mm, tờ giấy trắng

Tiến hành:

• Đặt cây nến 1 trước tấm kính và thắp sáng
• Di chuyển tờ giấy phía sau tấm kính để hứng ảnh → không hứng được ảnh trên màn
• Di chuyển cây nến 2 ra sau tấm kính đến đúng vị trí ảnh của cây nến 1 → độ lớn ảnh của cây nến 1 cao đúng bằng cây nến 2 và khoảng cách từ 2 cây nến đến gương bằng nhau

Kết luận tính chất ảnh của vật qua gương phẳng:

• Ảnh ảo, không hứng được trên màn
• Độ lớn ảnh bằng độ lớn vật
• Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương

IV. Dựng ảnh của vật qua gương phẳng

1. Dựng ảnh của một điểm S (nguồn sáng rất nhỏ)

• Bước 1: Từ S vẽ một chùm sáng được giới hạn bởi hai tia SI₁ và SI₂ tới gương.
• Bước 2: Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, vẽ chùm tia sáng phản xạ được giới hạn bởi các tia sáng phản xạ I₁R₁ và I₂R₂ tương ứng.
• Bước 3: Tìm giao điểm S' của chùm tia phản xạ bằng cách kéo dài các tia sáng phản xạ (biểu diễn bằng nét đứt). Các đường này cắt nhau tại S'. S' là ảnh ảo của S.

Ta nhìn thấy ảnh ảo S' của S khi các tia phản xạ lọt vào mắt có đường kéo dài đi qua ảnh S'.

2. Dựng ảnh của một vật qua gương phẳng

Ảnh A'B' của một vật hình mũi tên AB là tập hợp ảnh của tất cả các điểm trên vật.

Ảnh của vật sáng tạo bởi gương phẳng được vẽ đối xứng với vật qua gương phẳng.

1. Ảnh của vật qua gương phẳng là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn.

2. Độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật, khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương (ảnh và vật đối xứng nhau qua gương).

3. Hai cách dựng ảnh của vật qua gương phẳng:

• Cách 1: Dựa và định luật phản xạ ánh sáng
• Cách 2: Dựa vào tính chất của ảnh