Hiện tượng ánh sáng bị phản xạ lại là hiện tượng diễn ra hàng ngày trong cuộc sống và nó cũng rất dễ dàng để chúng ta có thể nhận thấy. Vậy sự phản xạ & định luật phản xạ ánh sáng là gì? Hôm nay, Wikihoc sẽ tiếp tục chia sẻ cho các em bài viết về phản xạ ánh sáng, giúp các em có thể hiểu và áp dụng được lý thuyết này trong thực tiễn.
Hiện tượng phản xạ ánh sáng
Khi ta chiếu một tia sáng vào một vật thể bất kỳ nào đó, tia sáng đó cũng sẽ bị phản chiếu ngược lại hoàn toàn, hiện tượng này được gọi là phản xạ ánh sáng.
Có thể hiểu hiện tượng phản xạ ánh sáng một cách đơn giản như sau: phản xạ ánh sáng là hiện tượng xảy ra khi chiếu một tia sáng vào gương và bị gương hắt trở lại môi trường cũ.
Hiện tượng này có thể xảy ra trong cả môi trường tự nhiên lẫn môi trường nhân tạo và đều có sức ảnh hưởng lớn.
Phân loại phản xạ ánh sáng
Phản xạ ánh sáng gồm có 2 loại: phản xạ thường xuyên và phản xạ khuếch tán.
Phản xạ thường xuyên
Khi có một chùm ánh sáng tới song song và được phản xạ ngược lại song song theo một hướng, lúc này được gọi là hiện tượng phản xạ thường xuyên (hay còn được gọi là phản xạ phản chiếu).
Ở trường hợp này, các tia tới song song và vẫn luôn song song ngay sau khi phản xạ, nó chỉ đi theo một hướng và xuất hiện từ các bề mặt nhẵn như gương phẳng hay các bề mặt kim loại có độ bóng cao.
Vậy, một gương phẳng sẽ tạo ra sự phản xạ ánh sáng thường xuyên (ánh sáng phản xạ phản chiếu).
Khi một chùm tia song song rơi trên một bề mặt nhẵn do có góc tới và góc phản xạ gần bằng hay bằng nhau nên chỉ được phản xạ dưới dạng một chùm tia sáng song song theo một hướng.
Phản xạ khuếch tán
Hiện tượng phản xạ khuếch tán sẽ xảy ra khi có một chùm ánh sáng tới song song được phản xạ thành nhiều hướng khác nhau.
Các tia sáng tới song song lúc này không còn tồn tại song song sau khi phản xạ nữa, mà chúng bị tán xạ ra các hướng khác nhau, hiện tượng này còn được gọi là tán xạ không đều hay là phản xạ khuếch tán.
Hiện tượng ánh sáng bị khuếch tán này được gây nên bởi các bề mặt gồ ghề như: bàn, ghế, phấn, tường, bìa cứng, giấy hay các vật kim loại chưa được đánh bóng. Bởi vì có góc tới và góc phản xạ hoàn toàn khác nhau, nên các tia sáng song song khi rơi trên một bề mặt gồ ghề sẽ đi theo nhiều hướng khác nhau.
Định luật phản xạ ánh sáng
Thí nghiệm
Dùng đèn pin chiếu một tia tới SI lên một mặt gương phẳng được đặt vuông góc với một tờ giấy (như hình dưới) và quan sát.
Nhận xét
Tia sáng được phát ra từ đèn pin đi là là trên mặt tờ giấy, khi gặp gương, tia sáng bị hắt lại (tia IR). Tia sáng bị hắt lại đó gọi là tia phản xạ. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.
Phát biểu 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 sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
-
Góc phản xạ cũng sẽ bằng góc tới.
Lưu ý:
Định luật phản xạ ánh sáng cũng có thể áp dụng được cho cả gương phẳng, gương cầu lõm và gương cầu lồi. Cụ thể như sau:
-
Tia tới và tia phản xạ đều nằm trong cùng một mặt phẳng.
-
Góc phản xạ luôn bằng góc tới.
Ngoài ra, khi một tia sáng chiếu lên trên bề mặt gương thì góc tới và góc phản xạ của tia sáng đó sẽ bằng 0. Sau đó, tia sáng này sẽ bị phản xạ ngược lại bằng với vật.
Xem thêm: Chùm sáng là gì? Có mấy loại chùm sáng?
Sự phản xạ trên các vật liệu phản xạ ánh sáng
Phản xạ ánh sáng của mắt
Khi ánh sáng được chiếu vào mắt người, con ngươi của mắt lúc này sẽ bị thu nhỏ lại. Vòng phản xạ ánh sáng chiếu vào bộ phận nhận sáng sẽ đi theo dây thần kinh thị giác vào pretectal trong não giữa.
Tiếp sau đó, chúng chạy vào nhân Edinger – Westphal và chạy trở ra dây thần kinh vận nhãn chung (thần kinh sọ 3) để vào hạch thần kinh mi. Khi chúng chuyển vào sẽ làm cơ mi co lại, khiến thu nhỏ con ngươi. Hiện tượng con ngươi của mắt bị thu nhỏ lại này được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng của đồng tử .
Phản xạ ánh sáng trên gương cầu lồi
Gương cầu lồi có mặt phẳng là một phần của hình cầu và mặt phẳng cong phản xạ theo hướng về phía của nguồn sáng.
Gương cầu lồi có khả năng biến một chùm tia tới song song thành một chùm tia phản xạ phân kì và từ chùm tia tới quy tụ thành chùm tia phản xạ song song hoặc phân kì.
Phản xạ ánh sáng trên gương cầu lõm
Gương cầu lõm có đặc điểm là có bề mặt là một phần hình cầu và chúng có mặt lõm được phản xạ hướng về phía ánh sáng.
Loại gương này được sử dụng với mục đích chính là để hội tụ ánh sáng vì chúng có khả năng biến đổi một chùm tia sáng song song thành chùm tia sáng.
Khác với gương cầu lồi, gương cầu lõm có thể biến từ một chùm tia sáng phân kỳ hay quy tụ thành một chùm tia phản xạ song song và từ một chùm tia sáng phân kì thành một chùm tia phản xạ quy tụ.
Đặc biệt, với sự phản xạ ánh sáng của gương cầu lõm có thể nung nóng hoặc đốt cháy vật nếu như có ánh sáng mặt trời chiếu.
Vẽ hình biểu diễn định luật phản xạ ánh sáng
Chiếu một tia sáng SI lên một mặt gương phẳng được đặt vuông góc với một tờ giấy và quan sát.
Trong đó:
-
SI gọi là tia tới
-
IR gọi là tia phản xạ
-
IN gọi là pháp tuyến
-
SIN = i gọi là góc tới
-
NIR = i’ gọi là góc phản xạ
Giải bài tập 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. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng gương.
D. Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến
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 độ
B. 30 độ
C. 40 độ
D. 45 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 quy 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
Câu 4: 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
Câu 5: 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
Câu 6: 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. 90 độ
ĐÁP ÁN:
Câu 1: Không có sự so sánh về độ dài giữa các tia với nhau, độ dài các tia là vô hạn. => chọn câu B
Câu 2: 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) => chọn câu A
Câu 3: 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 r # i.
Ta có i = r mà i + r = 60 độ —-> i = r = 30 độ => chọn câu B
Câu 4: 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 => chọn câu D
Câu 5: Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới bằng góc phản xạ => chọn câu C
Câu 6: Tia SI hợp với mặt phẳng gương góc 30 độ. Lại có pháp tuyến vuông góc với gương:
=> SIN = 90 – 30 = 60 độ, => góc tới có độ lớn là 60 độ
Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ta có: i = r = 60 độ. => chọn câu C
Bài viết trên đã tổng hợp những lý thuyết cũng như những bài tập về phản xạ ánh sáng. Hy vọng rằng, thông qua những kiến thức được chia sẻ trong bài này, các em có thể hiểu và áp dụng được nhiều trong cuộc sống. Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết.
