Phản xạ ánh sáng là hiện tượng thường xảy ra trong đời sống hằng ngày. Đây là một hiện tượng xảy ra trong tự nhiên lẫn nhân tạo, có sức ảnh hưởng lớn. Do đó, việc tìm ra quy luật của hiện tượng này là  một điều tất yếu. Người ta dần khám phá ra qui luật của nó và triển khai có tên gọi là: "định luật phản xạ ánh sáng".

Khái niệm định luật phản xạ ánh sáng

Thực hiện thí nghiệm chiếu tia sáng của đèn pin lên mặt phẳng trên bàn, ta thu được một vệt sáng trên tường. Đây là một trong những ví dụ điển hình cho sự phản xạ ánh sáng.

Vậy sự phản xạ ánh sáng được hiểu nôm na như sau: Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt hoặc một ranh giới khác không hấp thụ năng lượng bức xạ và làm sóng ánh sáng bật khỏi bề mặt đó.

Nội dung định luật phản xạ ánh sáng

Nội dung định luật phản xạ ánh sáng được phát biểu như sau:

  • Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
  • Góc phản xạ bằng góc tới

Xem hình vẽ sau để hiểu rõ hơn về định luật phản xạ ánh sáng:

định luật phản xạ ánh sáng

Trong đó: 

  • SI được gọi là tia tới
  • IR được gọi là tia phản xạ
  • IN được gọi là pháp tuyến
  • SIN = i: được gọi là góc tới
  • NIR = i': được gọi là góc phản xạ

Nội dung định luật phản xạ suy ra được tính chất rất quan trọng:

  • i = i' hay SIN = NIR

Bài tập định luật phản xạ ánh sáng

Trước khi giải bài tập định luật phản xạ ánh sáng, chúng ta cần phải nắm vững một số kiến thức quan trọng sau đây:

  • Pháp tuyến vuông góc với mặt phẳng phản xạ (thường là mặt phẳng gương), do đó góc tạo bởi pháp tuyến với mặt phẳng phản xạ bằng 90 độ.
  • Góc tới bằng góc phản xạ
  • Ứng dụng hình học phẳng vào giải bài tập

Câu 1: Nội dung nào sau đây không thuộc định luật phản xạ ánh sáng:

A. Góc phản xạ bằng góc tới

B. Tia phản xạ bằng tia tới

C. Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến

D. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng gương.

Đáp án: B. Tia phản xạ bằng tia tới

Giải thích: Không có sự so sánh về độ dài giữa các tia với nhau, độ dài các tia là vô hạn.

Câu 2: Chiếu một tia sáng đến một gương phẳng ta thu được một tia phản xạ tạo với tia tới một góc 40 độ. Góc tới giá trị là bao nhiêu độ? Chọn đáp án chính xác nhất và nêu cách làm:

A. 20

B. 80

C. 40

D. 20

Đáp số: A. 20 độ

Góc tới = góc phản xạ. Do đó pháp tuyến  là tia phân giác của góc tạo bởi tia phản xạ và tia tới.

= > Góc tới = góc phản xạ = 40/2 = 20 (độ)

Câu 3: Chiếu một tia tới SI lên một gương phẳng hoặc một mặt phẳng phản xạ, ta thu được một tia phản xạ IR tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Tìm giá trị của góc tới i và góc phản xạ r. (lưu ý qui ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)

A. i = r = 60 độ

B. i = r = 30 độ

C. i = 20 độ, r = 40 độ

D. i = r =120 độ

Đáp án: B: i = r =30 độ.

Lời giải:

Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới luôn bằng góc phản xạ tức i = r. Do đó ta loại trừ phương án C khi mà i # r.

Ta có i = r mà i + r = 60 độ ----> i = r = 30 độ, Chọn đáp án B.

Câu 3: Chiếu một tia sáng SI lên một mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI thu được nằm trên mặt phẳng nào?

A. Mặt phẳng gương

B. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và mặt gương

C. Mặt phẳng vuông góc với tia tới

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

Đáp  án: D. Mặt phẳng bởi tia tới và pháp tuyến gương

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

Câu 4: Câu nào dưới đây là đúng về định luật phản xạ ánh sáng:

A. Tia tới vuông góc tia phản xạ

B. Tia tới bằng tia  phản xạ

C. Góc tới bằng góc phản xạ

D. Góc cộng góc phản xạ bằng 180 độ

Đáp án: C. Góc tới bằng góc phản xạ

Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới bằng góc phản xạ

Câu 5: Cho tia tới SI hợp với mặt phẳng gương góc 30 độ. Hỏi tia phản xạ có số đo là bao nhiêu?

A. 30 độ

B. 50 độ

C. 60 độ

D. 80 độ

Lời giải:

Tia SI hợp với mặt phẳng gương góc 30 độ. Lại có pháp tuyến  vuông góc với gương

=> SIN = 90 - 30 = 60 độ, suy ra góc tới có độ lớn là 60 độ

Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ta có: i = r = 60 độ. Chọn đáp án C. 60 độ

Định luật phản xạ ánh sáng ngày nay còn được ứng dụng và đóng vai trò nền tảng trong những kính hiển vi hiện đại. Ngoài việc phục vụ công trình nghiên cứu còn giúp cấu thành những công cụ có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong y học.
Chủ đề liên quan