Mở đầu trang 82

Đề bài: Tại sao chữ AMBULANCE trên đầu xe cứu thương lại được viết ngược như trong hình?

Lời giải:

Đây là câu hỏi mở đầu, em có thể trả lời ngắn gọn (sẽ được làm rõ thêm ở hoạt động trang 83):

• Khi xe cứu thương chạy phía sau, người lái xe phía trước thường nhìn vào kính chiếu hậu (một loại gương phẳng).
• Chữ AMBULANCE được viết ngược trên đầu xe, để khi nhìn qua gương chiếu hậu, ảnh trong gương sẽ hiện ra đúng chiều chữ “AMBULANCE”.
• Nhờ đó người lái xe phía trước nhận biết được đây là xe cứu thương và nhường đường kịp thời.

I. Ảnh của vật qua gương phẳng

Câu hỏi trang 82

Đề bài: Hãy nêu thêm ví dụ về ảnh của vật qua gương phẳng hoặc các mặt phản xạ khác.

Lời giải:

Em nhớ lại định nghĩa: Hình của vật nhìn thấy trong gương phẳng được gọi là ảnh của vật qua gương phẳng.

Một số ví dụ trong thực tế:

• Ảnh khuôn mặt của em trong gương soi (khi đánh răng, chải tóc).
• Ảnh của cảnh vật in trên mặt hồ nước phẳng lặng (cây cối, bầu trời, ngôi nhà bên bờ hồ).
• Ảnh trên mặt kính cửa sổ, kính tủ vào ban đêm khi có ánh đèn.
• Ảnh trên mặt sàn đá hoa, sàn gỗ đánh bóng.
• Ảnh trên mặt tủ lạnh, ấm đun nước inox được đánh bóng.
• Ảnh của các bạn trong lớp khi bảng đen vừa được lau ướt và còn bóng.

II. Tính chất ảnh của vật qua gương phẳng

1. Dự đoán về tính chất của ảnh qua gương phẳng

Câu hỏi trang 82

Đề bài: Hãy dự đoán:

1. Có thể thu được ảnh qua gương phẳng trên màn chắn không?
2. Khoảng cách từ ảnh tới gương phẳng có bằng khoảng cách từ vật tới gương phẳng không?
3. Độ lớn của ảnh có bằng độ lớn của vật không?

Lời giải:

Đây là phần dự đoán trước khi làm thí nghiệm, em có thể trả lời dựa trên kinh nghiệm soi gương hằng ngày:

1. Khi soi gương, em chỉ thấy ảnh trong gương, không thấy ảnh xuất hiện ở phía sau gương. Vậy em dự đoán: Không thể thu được ảnh qua gương phẳng trên màn chắn.

2. Khi em đứng càng gần gương thì ảnh càng “lại gần” mặt gương theo. Vậy em dự đoán: Khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

3. Khi soi gương, em thấy hình của mình trong gương có kích thước giống như mình ngoài đời. Vậy em dự đoán: Độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật.

(Các dự đoán này sẽ được kiểm tra qua thí nghiệm ở mục 2.)

2. Thí nghiệm kiểm tra dự đoán

Hoạt động trang 83

Hoạt động 1 trang 83

Đề bài: Hãy nghĩ cách làm thí nghiệm để kiểm tra xem ảnh của vật qua gương phẳng có thu được trên màn chắn không.

Lời giải:

Em có thể thiết kế thí nghiệm theo các bước:

Bước 1 – Chuẩn bị: Một gương phẳng, một cây nến đang cháy (làm vật), một tấm bìa hoặc tờ giấy trắng (làm màn chắn).

Bước 2 – Tiến hành:

• Đặt cây nến cháy trước gương phẳng.
• Quan sát ảnh của cây nến trong gương → xác định vị trí của ảnh (ảnh nằm phía sau gương).
• Đặt tấm bìa làm màn chắn ở phía sau gương, ngay tại vị trí mà em nhìn thấy ảnh.

Bước 3 – Kết quả quan sát: Trên tấm bìa không xuất hiện ảnh của cây nến.

Kết luận: Ảnh của vật qua gương phẳng không thể thu được trên màn chắn. Ảnh này được gọi là ảnh ảo.

Hoạt động 2 trang 83

Đề bài: Hãy tiến hành thí nghiệm theo các bước sau để kiểm tra dự đoán về khoảng cách từ ảnh, vật tới tấm kính và độ lớn của ảnh so với vật (Hình 17.2):

• Đặt cây nến 1 trước tấm kính (không đặt sát vào kính) và thắp sáng.
• Di chuyển cây nến 2 ra phía sau tấm kính đến đúng vị trí ảnh của cây nến 1.
• So sánh độ lớn của ảnh cây nến 1 với cây nến 2; đo khoảng cách từ hai cây nến đến tấm kính để rút ra kết luận.

Lời giải:

Em làm thí nghiệm theo các bước, sau đó ghi nhận kết quả:

Quan sát 1 – Về độ lớn:

Khi cây nến 2 nằm đúng vị trí ảnh của cây nến 1, em thấy ngọn lửa của ảnh cây nến 1 trùng với ngọn của cây nến 2. Mà hai cây nến đã được chọn giống hệt nhau từ đầu.

→ Vậy độ lớn của ảnh cây nến 1 = độ lớn của cây nến 2 = độ lớn của cây nến 1.

→ Kết luận: Ảnh của vật qua gương phẳng có độ lớn bằng độ lớn của vật.

Quan sát 2 – Về khoảng cách:

Em dùng thước đo khoảng cách:

• Khoảng cách từ cây nến 1 (vật) đến tấm kính: $d_1$.
• Khoảng cách từ cây nến 2 (vị trí ảnh) đến tấm kính: $d_2$.

Đo được: $d_1 = d_2$.

→ Kết luận: Khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

Tổng kết tính chất ảnh qua gương phẳng:

• Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn.
• Độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật.
• Khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

Hoạt động trang 83 – Tìm ảnh chữ AMBULANCE

Đề bài: Hãy dùng một miếng bìa có viết chữ “AMBULANCE” hướng mặt có dòng chữ vào gương phẳng để tìm ảnh của dòng chữ và trả lời câu hỏi ở phần mở bài.

Lời giải:

Bước 1 – Thí nghiệm:

• Viết chữ “AMBULANCE” lên một miếng bìa.
• Đặt miếng bìa trước gương phẳng, sao cho mặt có chữ hướng vào gương.
• Quan sát ảnh trong gương.

Bước 2 – Trả lời câu hỏi mở bài:

• Trên đầu xe cứu thương, chữ AMBULANCE được viết ngược (đối xứng trái – phải).
• Khi xe cứu thương chạy phía sau, người lái xe phía trước nhìn vào kính chiếu hậu (đóng vai trò là gương phẳng).
• Qua phép phản xạ trong gương chiếu hậu, ảnh của chữ ngược đó sẽ trở lại đúng là “AMBULANCE” ngay ngắn, dễ đọc.
• Nhờ vậy người lái xe phía trước nhận ra ngay đó là xe cứu thương và nhường đường kịp thời.

Câu hỏi trang 83

Câu 1 trang 83

Đề bài: Bạn A đứng cách bức tường 4 m, trên tường treo thẳng đứng một tấm gương phẳng rộng và nhìn thấy ảnh của mình trong gương. Bạn A phải di chuyển về phía nào, một khoảng bao nhiêu để cách ảnh của mình 2 m?

Lời giải:

Em làm theo các bước:

Bước 1 – Tính khoảng cách từ bạn A đến ảnh lúc đầu:

Theo tính chất ảnh qua gương phẳng: khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

• Bạn A cách gương: 4 m.
• → Ảnh của bạn A cũng cách gương: 4 m (ở phía sau gương).
• → Khoảng cách giữa bạn A và ảnh = 4 + 4 = 8 m.

Bước 2 – Tính khoảng cách bạn A cần đứng cách gương để cách ảnh 2 m:

Gọi khoảng cách từ bạn A (lúc sau) đến gương là $x$ (m). Khi đó ảnh cũng cách gương $x$ (m). Khoảng cách giữa bạn A và ảnh là:

$$x + x = 2x \text{ (m)}$$

Theo đề bài: bạn A cách ảnh 2 m, tức là:

$$2x = 2 \Rightarrow x = 1 \text{ (m)}$$

Vậy bạn A phải đứng cách gương 1 m.

Bước 3 – Xác định hướng và khoảng di chuyển:

• Lúc đầu: bạn A cách gương 4 m.
• Lúc sau: bạn A cách gương 1 m.
• → Bạn A phải di chuyển lại gần gương (tức là về phía bức tường) một khoảng:

$$4 – 1 = 3 \text{ (m)}$$

→ Kết luận: Bạn A phải di chuyển về phía bức tường (về phía gương) một khoảng 3 m.

Câu 2 trang 83

Đề bài: Ảnh của chữ “TÌM” trong gương phẳng là chữ gì?

Lời giải:

→ Ảnh của chữ “TÌM” trong gương phẳng là chữ “MÍT”.

III. Dựng ảnh của vật qua gương phẳng

1. Dựng ảnh của một điểm S

Câu hỏi trang 84

Câu 1 trang 84

Đề bài: Giải thích tại sao chỉ nhìn thấy ảnh S’ mà không thể thu được ảnh này trên màn chắn.

Lời giải:

Em giải thích theo các bước:

Bước 1 – Quá trình tạo ảnh trong gương:

• Ánh sáng từ điểm S đến gương rồi phản xạ trở lại theo các hướng khác nhau.
• Các tia phản xạ này đi vào mắt em → mắt thu nhận được các tia sáng này.

Bước 2 – Vì sao mắt cảm thấy ánh sáng “phát ra từ S'”:

• Khi vẽ các tia phản xạ và kéo dài về phía sau gương, chúng cắt nhau tại điểm S’ (sau gương).
• Mắt ta có cảm giác như các tia sáng đang xuất phát từ S’ → ta nhìn thấy ảnh tại S’.

Bước 3 – Vì sao không thu được trên màn chắn:

• Thực tế không có tia sáng nào thực sự đi đến điểm S’ (vì S’ nằm phía sau gương, ánh sáng không thể truyền qua gương).
• Vì vậy nếu đặt một màn chắn tại vị trí S’, sẽ không có ánh sáng nào chiếu vào màn → không thu được ảnh.

→ Kết luận: Ảnh S’ là ảnh ảo, chỉ là cảm giác của mắt khi nhìn vào gương, không thể thu được trên màn chắn.

Câu 2 trang 84

Đề bài: Hãy tìm cách vẽ hình biểu diễn ảnh của một vật qua gương phẳng mà không cần vẽ tia sáng.

Lời giải:

Em vận dụng tính chất đã học: ảnh và vật đối xứng nhau qua gương phẳng (khoảng cách từ ảnh đến gương = khoảng cách từ vật đến gương).

Cách vẽ ảnh của một điểm S qua gương mà không cần vẽ tia sáng:

• Bước 1: Từ điểm S, kẻ đường thẳng vuông góc với gương, cắt gương tại điểm H.
• Bước 2: Trên đường thẳng đó, lấy điểm S’ ở phía sau gương sao cho HS’ = HS (S’ và S đối xứng qua gương).
• Bước 3: Vẽ S’ bằng kí hiệu nét đứt (vì là ảnh ảo).

→ Điểm S’ chính là ảnh của S qua gương phẳng.

(Cách này nhanh và đơn giản hơn cách dùng định luật phản xạ, đặc biệt hữu ích khi vẽ ảnh của các vật phức tạp.)

2. Dựng ảnh của một vật qua gương phẳng

Hoạt động trang 84

Đề bài: Dựa vào tính chất đối xứng của ảnh và vật qua gương phẳng, hãy dựng ảnh của vật AB qua gương phẳng (Hình 17.4).

Lời giải:

Em áp dụng cách dựng ảnh “không cần vẽ tia sáng” đã học ở câu trên, thực hiện cho từng đầu mút của vật:

Bước 1 – Dựng ảnh A’ của điểm A:

• Từ A, kẻ đường thẳng vuông góc với gương, cắt gương tại H_A.
• Lấy điểm A’ ở phía sau gương sao cho H_A A’ = H_A A.

Bước 2 – Dựng ảnh B’ của điểm B:

• Từ B, kẻ đường thẳng vuông góc với gương, cắt gương tại H_B.
• Lấy điểm B’ ở phía sau gương sao cho H_B B’ = H_B B.

Bước 3 – Nối A’ với B’:

• Nối hai điểm A’ và B’ bằng đoạn thẳng nét đứt (vì là ảnh ảo).
• → A’B’ chính là ảnh của vật AB qua gương phẳng.

Lưu ý kiểm tra kết quả:

• A’B’ phải có độ dài bằng AB (vì ảnh có độ lớn bằng vật).
• Khoảng cách từ A’ đến gương = khoảng cách từ A đến gương.
• Khoảng cách từ B’ đến gương = khoảng cách từ B đến gương.
• A’B’ đối xứng với AB qua mặt gương.

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu