Tại sao gương lại phản xạ ánh sáng

Khi ánh sáng tiếp xúc với một vật cản bất kỳ sẽ xuất hiện 2 trường hợp là khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng. Trong bài viết này mình sẽ giới thiệu những nội dung chính trong định luật phản xạ ánh sáng. Định luật phản xạ ánh sáng là nội dung kiến thức đang được các bạn học sinh khối lớp 7 rất quan tâm tìm hiểu, do đó chúng tôi sẽ chia sẻ thật chi tiết về vấn đề này trong bài viết hôm nay. Mời các bạn cùng tham khảo.

Phản xạ ánh sáng là gì?

Khi một tia sáng chiếu vào bất kỳ vật thể nào, thì tia sáng đó bị chiếu ngược lại hoàn toàn, hiện tượng này được gọi là phản xạ ánh sáng. Các vật thể có bề mặt sáng bóng hoặc được đánh bóng phản chiếu nhiều ánh sáng hơn so với các vật thể có bề mặt xỉn màu hoặc không được đánh bóng. Bạc là kim loại phản xạ ánh sáng tốt nhất. Đây là lý do tại sao gương máy bay được tạo ra bằng cách đặt một lớp kim loại bạc mỏng ở một mặt của tấm kính phẳng.

Phân loại phản xạ ánh sáng

Có 2 loại phản xạ ánh sáng là phản xạ thường xuyên và phản xạ khuếch tán của ánh sáng.

Phản xạ thường xuyên

Một chùm ánh sáng tới song song được phản xạ ngược lại song song theo một hướng. Trong trường hợp này, các tia tới song song vẫn song song ngay cả sau khi phản xạ, chỉ đi theo một hướng và nó xuất hiện từ các bề mặt nhẵn như gương phẳng hoặc bề mặt kim loại có độ bóng cao. Do đó, một gương phẳng tạo ra sự phản xạ ánh sáng thường xuyên. Do góc tới và góc phản xạ là gần bằng hoặc bằng nhau, nên một chùm tia song song rơi trên một bề mặt nhẵn chỉ được phản xạ dưới dạng một chùm tia sáng song song theo một hướng.

Phản xạ khuếch tán

Một chùm ánh sáng tới song song được phản xạ theo các hướng khác nhau. Trong trường hợp này, các tia tới song song không tồn tại song song sau khi phản xạ, chúng bị tán xạ theo các hướng khác nhau. Nó còn được gọi là sự phản xạ hoặc tán xạ không đều. Thường thì các bề mặt gồ ghề như giấy, bìa cứng, phấn, bàn, ghế, tường và các vật kim loại chưa được đánh bóng. Vì, góc tới và góc phản xạ là khác nhau, các tia sáng song song rơi trên một bề mặt gồ ghề đi theo các hướng khác nhau.

Nội dung định luật phản xạ ánh sáng

Định luật phản xạ ánh sáng áp dụng cho cả gương phẳng cũng như gương cầu lồi, cầu lõm. Có 2 định luật phản xạ ánh sáng gồm:

• Định luật phản xạ thứ nhất: Theo định luật thứ nhất, tia tới, tia phản xạ tất cả đều nằm trong cùng một mặt phẳng.
• Định luật phản xạ thứ hai: Theo định luật thứ hai, góc phản xạ luôn bằng góc tới.

Ngoài ra, điều quan trọng cần lưu ý là khi một tia sáng chiếu trên bề mặt gương thì góc tới và góc phản xạ của một tia sáng như vậy sẽ bằng không. Tia sáng này sẽ được phản xạ ngược lại bằng với vật.

Đối tượng và hình ảnh trong phản xạ ánh sáng

Bất cứ thứ gì phát ra ánh sáng đều bị phản xạ bởi chính nó được gọi là một vật thể. Ví dụ, một bóng đèn, một ngọn nến, một cái cây, mặt trăng, ngôi sao…

Khi các tia sáng phát ra từ một vật thể được phản chiếu từ gương thì hình dạng quang học được tạo ra được gọi là hình ảnh. Ví dụ, khi chúng ta nhìn vào gương, chúng ta thấy hình ảnh khuôn mặt của chúng ta. Hình ảnh có hai loại, ảnh thật và ảnh ảo.

– Hình ảnh thật: Hình ảnh có thể nhìn thấy trên màn hình được gọi là hình ảnh thực.

– Ảnh ảo: Hình ảnh không thể thu được trên màn hình được gọi là ảnh ảo.

– Đảo ngược phản xạ ánh sáng:

Khi chúng ta đứng trước gương và nâng tay phải thì hình ảnh được hình thành sẽ nâng bàn tay trái. Do đó, bên phải của cơ thể chúng ta trở thành bên trái trong hình ảnh của nó và bên trái của cơ thể chúng ta trở thành bên phải trong hình ảnh của nó trong gương.

Sự thay đổi các mặt của một đối tượng trong hình ảnh phản chiếu của nó được gọi là đảo ngược bên. Nó xảy ra do sự phản xạ của ánh sáng.

Bài tập vận dụng định luật phản xạ ánh sáng

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

— Bài 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. Do đó, chọn đáp án B.

Phản xạ ánh sáng là hiện tượng quen thuộc trong tự nhiên và nó được ứng dụng rất nhiều trong thực tế. Hi vọng với những kiến thức được Thư viện khoa học tổng hợp và chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn trang bị thêm những phần còn thiếu về định luật phản xạ ánh sáng và học tập môn Vật lý 7 tốt hơn.

Theo Scientific American, tất cả các vật thể đều phản xạ ánh sáng, nhưng rất ít vật thể phản xạ ánh sáng theo cách cho phép người ta nhìn thấy hình ảnh giống như được nhìn thấy trong gương. Điều này là do một loại phản xạ ánh sáng nhất định được gọi là phản xạ đặc trưng. Loại phản xạ này không làm phân tán ánh sáng. Thay vào đó, nó hướng ánh sáng trực tiếp trở lại người quan sát, cho phép tạo ra hình ảnh rõ ràng.

Ánh sáng không được mắt người nhìn thấy cho đến khi nó được phản chiếu từ một vật thể. Trong trường hợp gương bạc, một gương kính tiêu chuẩn có mặt sau được tráng bạc, ánh sáng đi qua kính, đập vào bạc và phản xạ ngược về phía người quan sát. Tuy nhiên, một số ánh sáng cũng bị phản xạ trở lại từ kính. Vì thủy tinh và bạc phản xạ ánh sáng khác nhau nên kết quả là hình ảnh rõ ràng và phản xạ ánh sáng mạnh.

Ngoài phản xạ dạng hạt, có hai loại phản xạ ánh sáng khác: phản xạ ánh sáng phản xạ và phản xạ khuếch tán. Ánh sáng phản xạ xảy ra khi chùm ánh sáng chiếu vào một bề mặt nhẵn, và ánh sáng sau đó bị phản xạ theo hướng ngược lại với cùng một góc chính xác. Tuy nhiên, khi ánh sáng chiếu vào một bề mặt không bằng phẳng, chùm sáng bị phân tán theo mọi hướng, được gọi là phản xạ khuếch tán.

Định Luật Phản Xạ Ánh Sáng Là Gì? là câu hỏi thường gặp nhất của các bạn học mới bắt đầu chương phản xạ ánh sáng. 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 và nhờ cả nhân tạo, có sức ảnh hưởng lớn. Do đó, tìm ra quy luật của hiện tượng này là một điều rất quan trọng. Người ta dần khám phá ra quy luật của nó và sau đó triển khai có tên gọi là: "định luật phản xạ ánh sáng".

Nào bây giờ chúng ta hãy cùng nhau khám phá câu hỏi “Định luật phản xạ ánh sáng là gì?”

I. Định luật phản xạ ánh sáng là gì?

- 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.

II. Nội dung định luật phản xạ ánh sáng

- Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.

- Góc phản xạ sẽ bằng góc tới.

Chúng ta cùng xem hình vẽ sau để hiểu rõ hơn về định luật phản xạ ánh sáng là gì:

III. Bài tập làm sáng tỏ định luật phản xạ ánh sáng là gì?

Trước khi giải bài tập làm sáng tỏ định luật phản xạ ánh sáng là gì?, chúng ta hãy nắm vững một số kiến thức quan trọng sau đây:

- Pháp tuyến sẽ vuông góc với mặt phẳng phản xạ (thường sẽ là mặt phẳng gương), do đó góc tạo bởi pháp tuyến với mặt phẳng phản xạ là góc vuông.

- Góc tới sẽ bằng góc phản xạ

- Ứng dụng hình học phẳng để giải bài tập

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

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

B. Tia phản xạ bằng tia tới

C. Góc phản xạ bằng góc tới 

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

Đáp án: B. Tia phản xạ sẽ bằng tia tới

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

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

A. 20

B. 80

C. 40

D. 20

Đáp số: A. 20 độ

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

= > Góc tới = góc phản xạ = 20 (độ)

Câu 3: Chiếu 1 tia tới SI lên một gương phẳng hoặc 1 mặt phẳng phản xạ, ta thu được một tia phản xạ IR và tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Tìm giá trị của góc phản xạ r và góc tới i. (lưu ý quy ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)

A.i = r = 80 độ

B. i = r = 30 độ

C. i = 30 độ, r = 40 độ

D. i = r = 60 độ

Đáp án: B: i = r =30 độ.

Lời giải:

Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới sẽ 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, vì vậy đáp án B.

Câu 4: 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

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

Giải thích: 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.

Vậy là sau khi đi qua bài viết các bạn đã phần nào trả lời được câu hỏi “Định luật phản xạ ánh sáng là gì?” rồi phải không.

Sự phản xạ ánh sáng này xung quanh chúng ta rất nhiều, như là một phần không thể thiếu trong đời sống của chúng ta vậy. Chúng ta có thể gặp nó ở khắp mọi nơi như một chiếc gương, một mặt hồ vắng lặng, một chiếc kính hiển vi, một chiếc gương cầu lồi trên đường, một bàn hình kính… và vô vàn những vật hay sự vật tự nhiên mà chúng ta có thể gặp lại sự phản xạ ánh sáng này. 

Kiến thức là vô vàn nhưng chúng ta chỉ là những hạt cát bé tí, hãy cùng với Kiến Guru tiếp tục tìm hiểu về những hiện tượng vật lý đầy thú vị ở những bài đăng khác.

Hẹn gặp lại mọi người vào những bài viết bổ ích tiếp theo.