Chuyen de 2 Quang hoc Guong Level 2 Le Dinh Tu

<span class='text_page_counter'>(1)</span>NỘI DUNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC: 2016-2017 MÔN VẬT LÝ 9 --------------. Chuyên đề 2: QUANG HỌC (TẬP 1-AB) A. Các định luật quang hình: Truyền thẳng ảnh sáng, Phản xạ ánh sáng, Khúc xạ ánh sáng B. Gương: Gương phẳng, Gương cầu lồi, Gương cầu lõm C. Thấu kính: TKHT, TKPK D. Quang hệ: Quang hệ Gương(G) và thấu kính (L) - Quang hệ 2 thấu kính (L) - (L'). I- Tãm t¾t lý thuyÕt. 1/ Kh¸i niÖm c¬ b¶n: - Ta nhËn biÕt ®-îc ¸nh s¸ng khi cã ¸nh s¸ng ®i vµo m¾t ta. - Ta nhìn thấy đ-ợc một vật khi có ánh sáng từ vật đó mang đến mắt ta. ánh sáng ấy có thể do vật tự nó ph¸t ra (Nguån s¸ng) hoÆc h¾t l¹i ¸nh s¸ng chiÕu vµo nã. C¸c vËt Êy ®-îc gäi lµ vËt s¸ng. - Trong môi tr-ờng trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo 1 đ-ờng thẳng. - §-êng truyÒn cña ¸nh s¸ng ®-îc biÓu diÔn b»ng mét ®-êng th¼ng cã h-íng gäi lµ tia s¸ng. - NÕu nguån s¸ng cã kÝch th-íc nhá, sau vËt ch¾n s¸ng sÏ cã vïng tèi. - NÕu nguån s¸ng cã kÝch th-íc lín, sau vËt ch¾n s¸ng sÏ cã vïng tèi vµ vïng nöa tèi. 2/ Sù ph¶n x¹ ¸nh s¸ng. - §Þnh luËt ph¶n x¹ ¸nh s¸ng. + Tia ph¶n x¹ n»m trong mÆt ph¼ng chøa tia tíi vµ ®-êng ph¸p tuyÕn víi g-¬ng ë ®iÓm tíi. + Gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi. - Nếu đặt một vật tr-ớc g-ơng phẳng thì ta quan sát đ-ợc ảnh của vật trong g-ơng. + ảnh trong g-ơng phẳng là ảnh ảo, lớn bằng vật, đối xứng với vật qua g-ơng. + Vùng quan sát đ-ợc là vùng chứa các vật nằm tr-ớc g-ơng mà ta thấy ảnh của các vật đó khi nhìn vào g-¬ng. + Vùng quan sát đ-ợc phụ thuộc vào kích th-ớc của g-ơng và vị trí đặt mắt.. II- Ph©n lo¹i bµi tËp. (A-B). Lo¹i 1: Bµi tËp vÒ sù truyÒn th¼ng cña ¸nh s¸ng. Ph-ơng pháp giải: Dựa trên định luật truyền thẳng ánh sáng. Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm sáng và màn ng-ời ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuông góc với đĩa. a) Tìm đ-ờng kính của bóng đen in trên màn biết đ-ờng kính của đĩa d = 20cm và đĩa c¸ch ®iÓm s¸ng 50 cm. b) Cần di chuyển đĩa theo ph-ơng vuông góc với màn một đoạn bao nhiêu, theo chiều nào để đ-ờng kính bóng đen giảm đi một nửa? c) Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v= 2m/s. Tìm vận tốc thay đổi đ-ờng kính của bóng ®en. d) Giữ nguyên vị trí của đĩa và màn nh- câu b thay điểm sáng bằng vật sáng hình cầu đ-ờng kính d1 = 8cm. Tìm vị trí đặt vật sáng để đ-ờng kính bóng đen vẫn nh- câu a. Tìm diện tÝch cña vïng nöa tèi xung quanh bãng ®en?. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(2)</span> A'. Gi¶i. A2. A1. A I. S. I1 B1. B. I' B2 B'. a) Gọi AB, A’B’ lần l-ợt là đ-ờng kính của đĩa và của bóng đen. Theo định lý Talet ta có: AB SI AB.SI ' 20.200   A' B'    80cm A' B' SI ' SI 50. b) Gäi A2, B2 lÇn l-ît lµ trung ®iÓm cña I’A’ vµ I’B’. §Ó ®-êng kÝnh bãng ®en gi¶m ®i mét nửa(tức là A2B2) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí A1B1. Vì vậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía màn . Theo định lý Talet ta có : A1B1 SI1 AB 20   SI1  1 1 .SI '  .200  100 cm A2 B2 SI ' A2 B2 40. Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm c) Thời gian để đĩa đi đ-ợc quãng đ-ờng I I1 là: t=. II 0,5 s = 1 = = 0,25 s v v 2. Tốc độ thay đổi đ-ờng kính của bóng đen là: v’ =. A B - A 2 B 2 0,8  0,4 = = 1,6m/s t 0,25. d) Gäi CD lµ ®-êng kÝnh vËt s¸ng, O lµ t©m .Ta cã: MI3 A3 B3 20 1 MI3 1      MI  AB 80 4 MI3  I 3 I  4. MÆt kh¸c. => MI3 =. I 3 I  100  cm 3 3. MO CD 8 2 2 2 100 40     MO  MI 3    cm MI 3 A3 B3 20 5 5 5 3 3. A2. A’. M. C O. D. A3 I3. I’. B3. B’ Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) B2.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> => OI3 = MI3 – MO =. 100 40 60    20cm 3 3 3. Vậy đặt vật sáng cách đĩa một khoảng là 20 cm - DiÖn tÝch vïng nöa tèi S =  ( I A22  I A 2 )  3,14(80 2  40 2 )  15080 cm 2 Thí dụ 2: Ng-ời ta dự định mắc 4 bóng đèn tròn ở 4 góc của một trần nhà hình vuông, mỗi cạnh 4 m và một quạt trần ở đúng giữa trần nhà, quạt trần có sải cánh là 0,8 m (khoảng cách từ trục đến đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn. Hãy tính toán thiết kế cách treo quạt trần để khi quạt quay, không có điểm nào trên mặt sàn loang loáng. Gi¶i §Ó khi qu¹t quay, kh«ng mét ®iÓm nµo trªn sµn s¸ng loang lo¸ng th× bãng cña ®Çu mút cánh quạt chỉ in trên t-ờng và tối đa là đến chân t-ờng C,D vì nhà hình hộp vuông, ta chỉ xÐt tr-êng hîp cho mét bãng, cßn l¹i lµ t-¬ng tù. L. S1. Gäi L lµ ®-êng chÐo cña trÇn nhµ th× L = 4 2 = 5,7 m. T. Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân t-ờng đối diện: A. S1D = H  L = (3,2)  (4 2) =6,5 m 2. 2. 2. 2. H. T lµ ®iÓm treo qu¹t, O lµ t©m quay cña qu¹t. S3 R. O. B. I. A,B lµ c¸c ®Çu mót khi c¸nh qu¹t quay. XÐt  S1IS3 ta cã AB OI AB   OI   IT  S1 S 3 IT S1 S 3. C. D. H 3,2 2.0,8. 2  2  0,45m L 5,7. 2 R.. Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 m VËy qu¹t ph¶i treo c¸ch trÇn nhµ tèi ®a lµ 1,15 m. Bµi tËp tham kh¶o: 1/ Mét ®iÓm s¸ng S c¸ch mµn mét kho¶ng c¸ch SH = 1m. T¹i trung ®iÓm M cña SH ng-êi ta đặt tấm bìa hình tròn, vuông góc với SH. a- TÝnh b¸n kÝnh vïng tèi trªn mµn nÕu b¸n kÝnh b×a lµ R = 10 cm. b- Thay ®iÓm s¸ng S b»ng mét h×nh s¸ng h×nh cÇu cã b¸n kÝnh R = 2cm. T×m b¸n kÝnh vïng tèi vµ vïng nöa tèi. §s:. a) 20 cm b) Vïng tèi: 18 cm Vïng nöa tèi: 4 cm. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Tóm tắt SH = 1m = 100cm. P I. IM = R = 10 cm S. r = 2cm. M. H. a) Bán kính vùng tối HP = ? b) Bán kính vùng tối HP =?; Bán kính vùng nửa tối PO = ?. Q. a) Bán kính vùng tối trên tường là PH  SIM   SPH . IM PH IM 10   PH  .SH  .100 =20 cm SM SH SM 50. Ta có: PH’ = AA’ () AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – 2 = 8 cm. O P A'.  PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18 cm. Tương tự ta có: A’B = HO= AA’ + AB = AA’ +2r = 8+4 = 12 cm Vậy PO = HO –HP = 12-8 = 4 cm Vùng nửa tối là hình vành khăn có bề rộng là 4 cm.. A S B. I. M. H'. H. Q O'. 2/ Một ng-ời có chiều cao h, đứng ngay d-ới ngọn đèn treo ở độ cao H (H > h). Ng-ời này b-ớc đi đều với vận tốc v. Hãy xác định chuyển động của bóng của đỉnh đầu in trên mặt đất. §S: V =. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. H v H h. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Lo¹i 2: VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng qua g-¬ng ph¼ng, ¶nh cña vËt qua g-¬ng ph¼ng. Ph-¬ng ph¸p gi¶i: - Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng. + Tia ph¶n x¹ n»m trong mÆt ph¼ng chøa tia tíi vµ ph¸p tuyÕn t¹i ®iÓm tíi. + Gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi. - Dùa vµo tÝnh chÊt ¶nh cña vËt qua g-¬ng ph¼ng: + Tia ph¶n x¹ cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh cña ®iÓm s¸ng ph¸t ra tia tíi. S. I. ThÝ dô 1:. J. S’. Cho 2 g-¬ng ph¼ng M vµ N cã hîp víi nhau mét gãc  vµ cã mÆt ph¶n x¹ h-íng vµo nhau. A, B lµ hai ®iÓm n»m trong kho¶ng 2 g-¬ng. H·y tr×nh bµy c¸ch vÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng từ A phản xạ lần l-ợt trên 2 g-ơng M, N rồi truyền đến B trong các tr-ờng hợp sau: a)  lµ gãc nhän b)  lÇ gãc tï Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(6)</span> c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực hiện đ-ợc. Gi¶i a,b) Gäi A’ lµ ¶nh cña A qua M, B’ lµ ¶nh cña B qua N. (M). A’. (M). A. I A. A’. B. B. I O. J. (N). O. J. B’. (N). B’. Tia ph¶n x¹ tõ I qua (M) ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A’. §Ó tia ph¶n x¹ qua (N) ë J ®i qua điểm B thì tia tới tại J phải có đ-ờng kéo dài đi qua B’. Từ đó trong cả hai tr-ờng hợp của  ta cã c¸ch vÏ sau: - Dùng ¶nh A’ cña A qua (M). (A’ đối xứng A qua (M). - Dùng ¶nh B’ cña B qua (N). (B’ đối xứng B qua (N). - Nèi A’B’ c¾t (M) vµ (N) lÇn l-ît t¹i I vµ J - Tia A IJB lµ tia cÇn vÏ. c) §èi víi hai ®iÓm A, B cho tr-íc. Bµi to¸n chØ vÏ ®-îc khi A’B’ c¾t c¶ hai g-¬ng (M) A’. vµ(N) (Chó ý: §èi víi bµi to¸n d¹ng nµy ta cßn cã c¸ch vÏ kh¸c lµ: - Dùng ¶nh A’ cña A qua (M). I. A. B. - Dùng ¶nh A’’ cña A’ qua (N) - Nèi A’’B c¾t (N) t¹i J. O. J. - Nèi JA’ c¾t (M) t¹i I - Tia AIJB lµ tia cÇn vÏ. A’’. Thí dụ 2: Hai g-ơng phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào nhau và cách nhau một khoảng AB = d. Trên đoạn thẳng AB có đặt một điểm sáng S cách g-ơng (M) một ®o¹n SA = a. XÐt mét ®iÓm O n»m trªn ®-êng th¼ng ®i qua S vµ vu«ng gãc víi AB cã kho¶ng c¸ch OS = h. a) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ trªn g-¬ng (N) t¹i I vµ truyÒn qua O. b) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn g-¬ng (N) t¹i H, trªn g-¬ng (M) t¹i K råi truyÒn qua O. c) TÝnh c¸c kho¶ng c¸ch tõ I, K, H tíi AB. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(7)</span> Gi¶i. (M) O’. (N). O. K. I. H C. A. S. S’. B. a) VÏ ®-êng ®i cña tia SIO - V× tia ph¶n x¹ tõ IO ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua S’ (lµ ¶nh cña S qua (N). - Cách vẽ: Lấy S’ đối xứng với S qua (N). Nối S’O’ cắt (N) tại I. Tia SIO là tia sáng cần vÏ. b) VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng SHKO. - §èi víi g-¬ng (N) tia ph¶n x¹ HK ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh S’ cña S qua (N). - Đối với g-ơng (M) để tia phản xạ từ KO đi qua O thì tia tới HK phải có đ-ờng kéo dài ®i qua ¶nh O’ cña O qua (M). V× vËy ta cã c¸ch vÏ: - Lấy S’ đối xứng với S qua (N); O’ đối xứng với O qua (M). Nối O’S’ cắt (N) tại H cắt (M) t¹i K. Tia SHKO lµ tia cÇn vÏ. c) TÝnh IB, HB, KA. V× IB lµ ®-êng trung b×nh cña  SS’O nªn IB =. OS h  2 2. V× HB //O’C =>. HB BS ' BS ' d a => HB =  .O' C  .h O' C S ' C S'C 2d. V× BH // AK =>. HB S B S A (2d  a) (d  a) 2d  a   AK  .HB  . .h  .h AK S A S B d a 2d 2d. ThÝ dô 3: Bèn g-¬ng ph¼ng G1, G2, G3, G4 quay mÆt s¸ng vµo nhau lµm thµnh 4 mÆt bªn cña mét h×nh hép ch÷ nhËt. ChÝnh gi÷a g-¬ng G1 cã mét lç nhá A. a) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng (trªn mÆt ph¼ng giÊy vÏ) ®i tõ ngoµi vµo lç A sau khi ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn c¸c g-¬ng G2 ; G3; G4 råi l¹i qua lç A ®i ra ngoµi. b) TÝnh ®-êng ®i cña tia s¸ng trong tr-êng hîp nãi trªn. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. (G4) A (G1). (G3) (G2). Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(8)</span> Qu·ng ®-êng ®i cã phô thuéc vµo vÞ trÝ lç A hay kh«ng? Gi¶i a) VÏ ®-êng ®i tia s¸ng. - Tia tíi G2 lµ AI1 cho tia ph¶n x¹ I1I2 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A2 (lµ ¶nh A qua G2) - Tia tíi G3 lµ I1I2 cho tia ph¶n x¹ I2I3 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A4 (lµ ¶nh A2 qua G3) - Tia tíi G4 lµ I2I3 cho tia ph¶n x¹ I3A cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A6 (lµ ¶nh A4 qua G4) A6. A3. A5 I3 A. I2 I1. A4. A2. Mặt khác để tia phản xạ I3A đi qua đúng điểm A thì tia tới I2I3 phải có đ-ờng kéo dài đi qua A3 (lµ ¶nh cña A qua G4). Muèn tia I2I3 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A3 th× tia tíi g-¬ng G3 lµ I1I2 ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A5 (lµ ¶nh cña A3 qua G3). C¸ch vÏ: Lấy A2 đối xứng với A qua G2; A3 đối xứng với A qua G4 Lấy A4 đối xứng với A2 qua G3; A6 Đối xứng với A4 qua G4 Lấy A5 đối xứng với A3 qua G3 Nèi A2A5 c¾t G2 vµ G3 t¹i I1, I2 Nèi A3A4 c¾t G3 vµ G4 t¹i I2, I3, tia AI1I2I3A lµ tia cÇn vÏ. b) Do tính chất đối xứng nên tổng đ-ờng đi của tia sáng bằng hai lần đ-ờng chéo của h×nh ch÷ nhËt. §-êng ®i nµy kh«ng phô thuéc vµo vÞ trÝ cña ®iÓm A trªn G1.. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(9)</span> bµi tËp tham kh¶o Bµi 1: Cho hai g-¬ng M, N vµ 2 ®iÓm A, B. H·y vÏ c¸c tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ A ph¶n x¹ lần l-ợt trên hai g-ơng rồi đến B trong hai tr-ờng hợp. a) §Õn g-¬ng M tr-íc. A. b) §Õn g-¬ng N tr-íc.. B. (Tự giải) Bµi 2: Cho hai g-¬ng ph¼ng vu«ng gãc víi nhau. §Æt 1 ®iÓm s¸ng S vµ ®iÓm M tr-íc (G1) g-¬ng sao cho SM // G2 a) H·y vÏ mét tia s¸ng tíi G1 sao cho. S. A. M. khi qua G2 sÏ l¹i qua M. Gi¶i thÝch c¸ch vÏ. b) Nếu S và hai g-ơng cố định thì điểm M phải có vị trí thế nào để có thể vẽ đ-ợc tia sáng nh- câu a. c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vËn tèc ¸nh s¸ng lµ v. O. (G2). H·y tÝnh thêi gian truyÒn cña tia s¸ng tõ S -> M theo con ®-êng cña c©u a.. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(10)</span> c) Thêi gian truyÒn cña tia s¸ng tõ S -> M t=s/v víi s lµ tæng qu·ng đường của đường truyền tia sáng s = SI +IK + KM Dựa vào SM = a; SA = b, AO = a,  tính s theo a, b  tính v theo a,b Bµi 3: Hai g-¬ng ph¼ng G1; G2 ghÐp s¸t nhau nh- h×nh vÏ,  = 600 . Mét ®iÓm s¸ng S đặt trong khoảng hai g-ơng và (G1) cách đều hai g-ơng, khoảng cách từ S S. đến giao tuyến của hai g-ơng là SO = 12 cm. a) VÏ vµ nªu c¸ch vÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tï S ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn hai g-¬ng råi quay l¹i S.. O.  (G2). c) Tìm độ dài đ-ờng đi của tia sáng nói trên? a) Vẽ S1là ảnh của S qua G1, S2là ảnh của S qua G2. Nối S1với S2 cắt G1 tại I và G2 tại K. Nối S với I, S với K , đường đi của tia sáng từ S phản xạ lần lượt trên hai gương rồi quay lại S là SIKS. b)Ta có: và là tam giác đều (1) Chứng minh tương tự, ta có: (2) Từ (1) và (2) là hình thoi. Mặt khác, ta có O và S đối xứng với nhau qua IK nên: IO = IS và KO = KS (3) Xét có OH vừa là đường cao , vừa là đường phân giác và là tam giác đều nên OI = IK = KO (4) Từ (3) và (4) SI = IK = KS SI + IK + KS = 3IK Xét vuông tại H có Mà OH = Vậy độ dài đường đi của các tia sáng là SI + IK + KS = 3IK. Bµi 4: VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tõ S sau khi ph¶n x¹ trªn tÊt c¶ c¸c v¸ch tíi B.. S. B. (Tự giải) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(11)</span> Loại 3: Xác định số ảnh, vị trí ảnh của một vật qua g-ơng phẳng? Ph-¬ng ph¸p gi¶i: Dùa vµo tÝnh chÊt ¶nh cña mét vËt qua g-¬ng ph¼ng: “¶nh cña một vật qua g-ơng phẳng bằng vật và cách vật một khoảng bằng từ vật đến g-ơng” (ảnh và vật đối xứng nhau qua g-ơng phẳng) Thí dụ 1: Hai g-ơng phẳng M và N đặt hợp với nhau một góc  < 1800 , mặt phản xạ quay vµo nhau. Mét ®iÓm s¸ng A n»m gi÷a hai g-¬ng vµ qua hÖ hai g-¬ng cho n ¶nh. Chøng minh r»ng nÕu. 360. .  2k (k  N ) th× n = (2k – 1) ¶nh.. Giải Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: (M ) (N) (M ) (N)  A1   A3   A5   ... A 2k-1 A  N) M) N) M) A2 (  A4 ( A6 (  A ( ... A 2k. A3. A2. Từ bài toán ta có thể biễu diễn một số tr-ờng hợp đơn giản.. (N). Theo h×nh vÏ ta cã: A6. Gãc A1OA2 = 2. A. O. Gãc A3OA4 = 4. (M). A8 A7. ...... Gãc A2k-1OA2k = 2k. A1. Theo ®iÒu kiÖn bµi to¸n th× 3600/ = 2k A5. => 2k = 3600. VËy gãc A2k-1OA2k = 2k = 3600. A4. Tøc lµ ¶nh A2k-1 vµ ¶nh A2k trïng nhau Trong hai ¶nh nµy mét ¶nh sau g-¬ng (M) vµ mét ¶nh sau g-¬ng (N) nªn kh«ng tiÕp tôc cho ¶nh n÷a. VËy sè ¶nh cña A cho bëi hai g-¬ng lµ: n = 2k – 1 ¶nh Thí dụ 2: Hai g-ơng phẳng M1và M2 đặt nghiêng với nhau một góc  = 1200. Một điểm s¸ng A tr-íc hai g-¬ng, c¸ch giao tuyÕn cña chóng 1 kho¶ng R = 12 cm. a) TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a hai ¶nh ¶o ®Çu tiªn cña A qua c¸c g-¬ng M1 vµ M2. b) T×m c¸ch dÞch chuyÓn ®iÓm A sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a hai ¶nh ¶o c©u trªn lµ kh«ng đổi.. (M2). Giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A n»m trªn mét ®-êng trßn t©m O b¸n kÝnh R = 12 cm. Tø gi¸c OKAH néi tiÕp (v× gãc K + gãc H = 1800) Do đó  =  - . A. K. A2. O. H. (M1). => gãc A2OA1 = 2¢ (gãc cïng ch¾n cung A1A2) => A2OA1 = 2( -  ) = 1200. A1.  A2OA1 c©n t¹i O cã gãc O = 1200; c¹nh A20 = R = 12 cm Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(12)</span> => A1A2 = 2R.sin300 = 12 3 b) Từ A1A2 = 2R sin  . Do đó để A1A2 không đổi => R không đổi (vì  không đổi) VËy A chØ cã thÓ dÞch chuyÓn trªn mét mÆt trô, cã trôc lµ giao tuyÕn cña hai g-¬ng b¸n kÝnh R = 12 cm, giíi h¹n bëi hai g-¬ng. ThÝ dô 3: Hai g-ơng phẳng AB và CD đặt song song đối diện và cách nhau a=10 cm. Điểm sáng S đặt cách đều hai g-ơng. Mắt M của ng-ời quan sát cách đều hai g-ơng (hình vẽ). BiÕt AB = CD = 89 cm, SM = 100 cm. B a) Xác định số ảnh S mà ng-ời quan sát thấy đ-ợc.. A. S. M. C. D. b) Vẽ đ-ờng đi của tia sáng từ S đến mắt M sau khi: - Ph¶n x¹ trªn mçi g-¬ng mét lÇn. - Ph¶n x¹ trªn g-¬ng AB hai lÇn, trªn g-¬ng CD 1 lÇn. Sn. Gi¶i XÐt ¸nh s¸ng tõ S truyÒn theo chiÒu tíi AB tr-íc S. G1 G2 G1  S1  S 3  S 5 ..... ảnh ảo đối xứng với vật qua g-ơng nên ta có:. S1 A. K B M. S. SS1 = a SS3 = 3a. C. SS5 = 5a. D. ….. SSn = n a M¾t t¹i M thÊy ®-îc ¶nh thø n, nÕu tia ph¶n x¹ trªn g-¬ng AB t¹i K lät vµo m¾t vµ cã ®-êng kÐo dµi qua ¶nh Sn. VËy ®iÒu kiÖn m¾t thÊy ¶nh Sn lµ: AK  AB S A AK S n SM ~ S n AK  n   S n S SM. a 2  89  n  50 V× n  Z => n = 4 na 100 11. na . XÐt ¸nh s¸ng tõ S truyÒn theo chiÒu tíi g-¬ng CD tr-íc ta còng cã kÕt qu¶ t-¬ng tù. VËy sè ¶nh quan s¸t ®-îc qua hÖ lµ: 2n = 8. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(13)</span> b) VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng: S5. S5. S1. S1. B. A. A M. S D. C. B M. S C. D. S3. S3. Bµi tËp tham kh¶o: 1- Một bóng đèn S đặt cách tủ g-ơng 1,5 m và nằm trên trục của mặt g-ơng. Quay cánh tñ quanh b¶n lÒ mét gãc 300 . Trôc g-¬ng c¸nh b¶n lÒ 80 cm: a) ảnh S của S di chuyển trên quỹ đạo nào? b) TÝnh ®-êng ®i cña ¶nh. S1. S. I2 K. . I1. G1  G2. b) Khi g-¬ng cha xoay ta cã: S 1 I1 = I 1 S = d Khi g-¬ng xoay mét gãc 30o ta cã S2 đối xứng S qua G2 SI1I2 đồng dạng với  S2I1I2 I1 S = I1S2 = I1S1 = d ta thÊy gãc I2I1K = 30o (® ®) mµ gãc S2SS1 + gãc SKI1 = 900 gãc I2I1 K+ gãc SKI1 = 900 nªn gãc S2SS1 = I2I1 K = 30o. S2. S2I1 S1 = 60o S1. (t/c gãc néi tiÕp = 1/2 gãc ë t©m cïng ch¾n mét cung). VËy khi g¬ng quay 30o th× ¶nh cña S quay trªn mét cung trßn 60o t©m I b¸n kÝnh d. Loại 4: Xác định thị tr-ờng của g-ơng. “Ta nh×n thÊy ¶nh cña vËt khi tia s¸ng truyÒn vµo m¾t ta cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh cña vËt” Ph-ơng pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép của g-ơng. Từ đó vẽ các tia phản xạ sau đó ta sẽ xác định đ-ợc vùng mà đặt mắt có thể nhìn thấy đ-ợc ảnh của vật. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (LờiBgiải chi tiết) A.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> ThÝ dô 1: b»ng c¸ch vÏ h·y t×m vïng kh«ng gian mà mắt đặt trong đó sẽ nhìn thấy ảnh của toàn bộ vật s¸ng AB qua g-¬ng G. Gi¶i Dùng ¶nh A’B’ cña AB qua g-¬ng. Tõ A’ vµ B’ vÏ c¸c tia qua hai mÐp g-¬ng. M¾t chØ cã thể nhìn thấy cả A’B’ nếu đ-ợc đặt trong vùng gạch chéo. B A (G) A’ B’. Thí dụ 2: Hai ng-ời A và B đứng tr-ớc một g-ơng phẳng (hình vẽ) M. H. N. K h. h. B. A. a) Hai ng-êi cã nh×n thÊy nhau trong g-¬ng kh«ng? b) Một trong hai ng-ời đi dẫn đến g-ơng theo ph-ơng vuông góc với g-ơng thì khi nào hä thÊy nhau trong g-¬ng? c) NÕu c¶ hai ng-êi cïng ®i dÇn tíi g-¬ng theo ph-¬ng vu«ng gãc víi g-¬ng th× hä cã thÊy nhau qua g-¬ng kh«ng? BiÕt MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm. Gi¶i. A'. B'. a) VÏ thÞ tr-êng cña hai ng-êi. - ThÞ tr-êng cña A giíi h¹n bëi gãc MA’N, cña B giíi h¹n bëi gãc MB’N. - Hai ng-êi kh«ng thÊy nhau v× ng-êi nµy ë ngoµi thÞ tr-êng cña ng-êi kia.. H. M h. A. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. N. K h. B. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(15)</span> A'. b) A c¸ch g-¬ng bao nhiªu m. Cho A tiÕn l¹i gÇn. §Ó B thÊy ®-îc ¶nh A’. M. H. N. K. cña A th× thÞ tr-êng cña A ph¶i nh- h×nh vÏ sau:. ->. h. A. AHN ~  BKN. . AH AN 0,5   AH  BK  AH  1  0,5m BK KN 1. B. c) Hai ng-êi cïng ®i tíi g-¬ng th× hä kh«ng nh×n thÊy nhau trong g-¬ng v× ng-êi nµy vÉn ë ngoµi thÞ tr-êng cña ng-êi kia. Thí dụ 3: Một ng-ời cao 1,7m mắt ng-ời ấy cách đỉnh đầu 10 cm. Để ng-ời ấy nhìn thấy toµn bé ¶nh cña m×nh trong g-¬ng ph¼ng th× chiÒu cao tèi thiÓu cña g-¬ng lµ bao nhiªu mÐt? Mép d-ới của g-ơng phải cách mặt đất bao nhiêu mét? Gi¶i - Vật thật AB (ng-ời) qua g-ơng phẳng cho ảnh ảo A’B’ đối xứng. - Để ng-ời đó thấy toàn bộ ảnh của mình thì kích th-ớc nhỏ nhất và vị trí đặt g-ơng phải thoã m·n ®-êng ®i cña tia s¸ng nh- h×nh vÏ.  MIK. ~ MA’B’ => IK =. AB  AB   0,85m 2 2. B. I. B'. M. MB  B’KH ~  B’MB => KH =  0,8m 2. K. VËy chiÒu cao tèi thiÓu cña g-¬ng lµ 0,85 m G-ơng đặt cách mặt đất tối đa là 0,8 m A. H. A'. Bµi tËp tham kh¶o: Bµi1: Mét hå n-íc yªn tÜnh cã bÒ réng 8 m. Trªn bê hå cã mét cét trªn cao 3,2 m cã treo một bóng đèn ở đỉnh. Một ng-ời đứng ở bờ đối diện quan sát ảnh của bóng đèn, mắt ng-ời này cách mặt đất 1,6 m. a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ trên mặt n-ớc tới mắt ng-ời quan sát. b) Ng-ời ấy lùi xa hồ tới khoảng cách nào thì không còn thấy ảnh ảnh của bóng đèn?. a/ Gọi AB là cột điện (A là bóng đèn) và A/ là ảnh của bóng đèn qua mặt n-ớc (xem nh- g-¬ng ph¼ng). C¸c tia tíi bÊt kú AI, AJ sÏ ph¶n x¹ theo h-íng A/I, A/J đến mắt ng-ời quan sát.( H.1) NÕu ng-êi quan s¸t ra ngoµi kho¶ng CH th× m¾t kh«ng cßn nh×n thÊy ¶nh cña A qua hồ (khi đó không có tia phản xạ nào từ mặt. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(16)</span> CO CB  hồ đến mắt) (H.2) Xét CHO CBA , tacó: HO.  CO . BA. CB 8  HO   1,6  4m BA 3, 2. VËy khi ng-êi Êy rêi xa hå theo h-íng vu«ng gãc víi bê hå tõ 4m trë ®i th× sÏ không còn nhìn thấy ảnh của bóng đèn nữa. Bµi 2: Mét g-¬ng ph¼ng h×nh trßn, t©m I b¸n kÝnh 10 cm. §Æt m¾t t¹i O trªn trôc I x vu«ng góc với mặt phẳng g-ơng và cách mặt g-ơng một đoạn OI = 40 cm. Một điểm sáng S đặt cách mÆt g-¬ng 120 cm, c¸ch trôc Ix mét kho¶ng 50 cm. a) M¾t cã nh×n thÊy ¶nh S’ cña S qua g-¬ng kh«ng? T¹i sao? b) Mắt phải chuyển dịch thế nào trên trục Ix để nhìn thấy ảnh S’ của S. Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu của mắt đến vị trí mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S’ của S qua g-ơng. a.. S. S’. H. K x. O M. I. O’. Theo tính chất ảnh của vật tạo bởi gương phẳng Dựng ảnh S’ của S: - Từ S hạ đường vuông góc với mặt gương, cắt gương tại H. - Trên SH lấy S’ đối xứng với S qua H. - S’ là ảnh của S. Dựng ảnh O’ của O: - Từ O hạ đường vuông góc với mặt gương, cắt gương tại I. - Trên OI lấy O’ đối xứng với O qua I.. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(17)</span> - O’ là ảnh của O. b. Để có thể nhìn thấy ảnh của S qua gương thì tia phản xạ tại điểm giới hạn K của gương phải lọt vào mắt. Khi đó mắt phải đặt tại điểm giới hạn M. Xét cặp tam giác đồng dạng MIK và S’HK có. MI IK IK.S'H   MI  S'H HK HK. Mà IK = r = 10cm S’H = SH = l = 120cm HK = HI – IK = h – r = 50 – 10 = 40cm Do đó MI . IK.S'H 10.120   30 cm HK 40. MI < OI, ban đầu mắt đặt tại O sẽ nhìn không thấy ảnh của S qua gương. Để mắt nhìn thấy ảnh của S qua gương chỉ được phép di chuyển trong khoảng MI trên Ix.. Lo¹i 5: TÝnh c¸c gãc. ThÝ dô 1: ChiÕu mét tia s¸ng hÑp vµo mét g-¬ng ph¼ng. NÕu cho g-¬ng quay ®i mét gãc.  quanh mét trôc bÊt kú n»m trªn mÆt g-¬ng vµ vu«ng gãc víi tia tíi th× tia ph¶n x¹ sÏ quay. ®i mét gãc bao nhiªu? theo chiÒu nµo? Gi¶i. R1. N1. S. XÐt g-¬ng quay quanh trôc O. từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = ). ii. lúc đó pháp tuyến cũng quay 1 góc N1KN2 = . I. M1 N2. i' i'. O. (gãc cã c¹nh t-¬ng øng vu«ng gãc).. P. XÐt  IPJ cã IJR2 = JIP + IPJ. R2 M2. J. K. Hay 2i’ = 2i +  =>  = 2( i’ – i ) (1) XÐt  IJK cã IJN2 = JIK + IKJ Hay i’ = i +  =>  = ( i’ – i ) (2) Tõ (1) vµ (2) =>  = 2  VËy khi g-¬ng quay mét gãc  quanh mét trôc bÊt kú vu«ng gãc víi tia tíi th× tia ph¶n x¹ sÏ quay ®i mét gãc 2  theo chiÒu quay cña g-¬ng. ThÝ dô 2: Hai g-¬ng ph¼ng h×nh ch÷ nhËt gièng nhau ®-îc ghÐp chung theo mét c¹nh t¹o thµnh gãc  nh- h×nh vÏ (OM1 = OM2). Trong kho¶ng gi÷a hai g-¬ng gÇn O cã mét ®iÓm sáng S. Biết rằng tia sáng từ S đặt vuông góc vào G1 sau khi phản xạ ở G1 thì đập vào G2, sau khi ph¶n x¹ ë G2 th× ®Ëp vµo G1 vµ ph¶n x¹ trªn G1 mét lÇn n÷a. Tia ph¶n x¹ cuèi cïng vu«ng gãc víi M1M2. TÝnh  . (G1). Gi¶i - VÏ tia ph¶n x¹ SI1 vu«ng gãc víi (G1) - Tia ph¶n x¹ lµ I1SI2 ®Ëp vµo (G2). I1. - Dùng ph¸p tuyÕn I2N1 cña (G2) - Dùng ph¸p tuyÕn I3N2 cña (G1) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. K. I3. S O. N1. I2. N2. (G2). Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(18)</span> - VÏ tia ph¶n x¹ cuèi cïng I3K DÔ thÊy gãc I1I2N1 =  ( gãc cã c¹nh t-¬ng øng vu«ng gãc) => gãc I1I2I3 = 2 Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: KI3 M1 = I2I3O = 900 - 2 => I3 M1K = 2  M1OM. c©n ë O =>  + 2 + 2 = 5 = 1800 =>  = 360. VËy  = 360 Bµi tËp tham kh¶o: Bµi 1: ChiÕu 1 tia s¸ng SI tíi mét g-¬ng ph¼ng G. NÕu quay tia nµy xung quanh ®iÓm S mét gãc  th× tia ph¶n x¹ quay mét gãc b»ng bao nhiªu? Gương phẳng G, tia tới SJ, tia phản xạ IE, IM vuông góc với G, SN vông góc vớ G. Quay SI 1 góc a quanh S, Tia tới SJ, pản xạ JQ, VJ vông góc với G,JK // với IE. (tất cả các đường đều nằm về 1phía so với gương) Gọi các góc NSI = n, SIN = b, SJN = c, KJQ = e . Xét các tam giác vuông ta có: n + b = 90 n + a + c = 90 suy ra a = b – c (1) lại có e = b – c (IE // JK nên b = e + c) (2) (1) và (2) suy ra a = e. vậy quay tia tới quanh S 1 góc = a thì tia phản xạ cũng quay 1 góc = a. Ghi chú: Vẽ thêm đường thắng TJ // SI, lúc này ta sẽ thấy như ta di chuyển điểm sáng S (khi chưa quay) về T, (hay là điểm I về J), có thể thấy ngay rằng quay tia sáng quanh S 1 góc = a cũng giống như quay tia sáng quanh điêm I 1 góc là a những quay chiều ngược lại. Lúc này ta thấy ngay nếu quay tia tới 1 góc a thì tia phản xạ cũng quay 1 goc a.. Bµi 2: Hai g-¬ng ph¼ng G1 vµ G2 cã c¸c mÆt ph¶n x¹ hîp víi nhau mét gãc  (sửa đề thành 300) chiÕu 1 tia s¸ng SI tíi G1 tia nµy ph¶n x¹ theo IJ vµ ph¶n x¹ trªn G2 theo JR. tÝnh gãc hîp bëi c¸c tia SI vµ JR Bổ sung: Từ vị trí trên cần quay gương G2G2 một góc nhỏ nhất là bao nhiêu để SI//JR. Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN. Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết).

<span class='text_page_counter'>(19)</span>