Bài tập Khtn 7 Bài 16: Sự phản xạ ánh sáng (20 bài tập)

Lớp 7 · KHTN Bài 16

Sự Phản Xạ Ánh Sáng

Tia tới – Tia phản xạ – Pháp tuyến – Định luật phản xạ ánh sáng

1
Hiện tượng phản xạ ánh sáng

Khi một chùm sáng chiếu tới bề mặt nhẵn bóng (ví dụ: gương phẳng, mặt nước phẳng lặng, kim loại sáng bóng), chùm sáng sẽ bị hắt ngược trở lại theo một hướng xác định. Đây chính là hiện tượng phản xạ ánh sáng.

PHẢN XẠ ÁNH SÁNG
Hiện tượng ánh sáng bị hắt trở lại khi gặp một mặt nhẵn bóng.
Gương N Pháp tuyến S Tia tới R Tia phản xạ I i i'
Sơ đồ phản xạ ánh sáng – các khái niệm cần nắm

Các khái niệm cần nắm vững:

SI
Tia sáng tới: tia sáng đi từ nguồn chiếu đến mặt gương.
IR
Tia sáng phản xạ: tia sáng bị hắt trở lại sau khi gặp mặt gương.
I
Điểm tới: vị trí mà tia sáng tới chạm vào mặt gương.
IN
Pháp tuyến: đường thẳng dựng vuông góc với mặt gương ngay tại điểm tới $I$.
$i$
Góc tới: góc nằm giữa tia tới SIpháp tuyến IN.
$i'$
Góc phản xạ: góc nằm giữa tia phản xạ IRpháp tuyến IN.
MP
Mặt phẳng tới: mặt phẳng được tạo bởi tia sáng tới SIpháp tuyến IN.
⚠️ Lưu ý quan trọng
Góc tớigóc phản xạ đều được đo từ pháp tuyến, KHÔNG phải đo từ mặt gương!
→ Nếu đề cho góc giữa tia tới và mặt gương là $\alpha$ thì góc tới $i = 90° - \alpha$.
2
Định luật phản xạ ánh sáng

Định luật phản xạ ánh sáng gồm 2 nội dung quan trọng cần ghi nhớ:

1
Tia sáng phản xạ nằm trong mặt phẳng tới — tức mặt phẳng chứa tia sáng tới và pháp tuyến tại điểm tới. Hai tia này luôn ở cùng một mặt phẳng.
2
Góc phản xạ luôn bằng góc tới: $i' = i$. Hai góc này được đo từ pháp tuyến, ở hai phía khác nhau của pháp tuyến.
CÔNG THỨC ĐỊNH LUẬT
$i' = i$
Góc phản xạ = Góc tới (đo từ pháp tuyến)
📌 Ví dụ áp dụng cơ bản
Đề: Một tia sáng chiếu tới gương phẳng với góc tới $i = 30°$. Tính góc phản xạ.
→ Theo định luật: $i' = i$.
→ $i' = 30°$.
Góc phản xạ bằng $30°$ (bằng góc tới).
📌 Ví dụ: Tia tới vuông góc với gương
Đề: Tia tới chiếu vuông góc với mặt gương. Tia phản xạ có hướng thế nào?
→ Tia tới vuông góc với gương → tia tới trùng với pháp tuyến → góc tới $i = 0°$.
→ Theo định luật: $i' = 0°$ → tia phản xạ cũng trùng pháp tuyến.
Tia phản xạ đi ngược lại theo chính tia tới.
3
Phản xạ và phản xạ khuếch tán

Tuỳ vào tính chất bề mặt của vật, ta phân biệt 2 loại phản xạ:

✓ PHẢN XẠ GƯƠNG
Bề mặt nhẵn
Bề mặt: nhẵn bóng (gương, mặt hồ phẳng lặng, kim loại sáng bóng).
Tia phản xạ: các tia song song giữ nguyên song song, đi cùng hướng.
Ảnh: nhìn thấy ảnh rõ ràng của vật.
✗ PHẢN XẠ KHUẾCH TÁN
Bề mặt gồ ghề
Bề mặt: gồ ghề, không nhẵn (giấy, thảm len, tường).
Tia phản xạ: các tia song song bị phân tán theo nhiều hướng.
Ảnh: không nhìn thấy ảnh của vật.
Đặc điểmPhản xạ gươngPhản xạ khuếch tán
Bề mặtNhẵn bóngGồ ghề
Tia phản xạCùng hướngNhiều hướng
Ảnh của vậtRõ ràngKhông thấy
Ví dụGương, mặt hồ lặngTờ giấy, tường, mặt hồ gợn sóng
📌 Lưu ý: cả 2 loại đều tuân theo định luật phản xạ
→ Mỗi tia sáng riêng lẻ đều tuân theo định luật phản xạ ($i' = i$).
→ Sự khác biệt là: ở mặt gồ ghề, pháp tuyến tại mỗi điểm có hướng khác nhau → tia phản xạ đi nhiều hướng → ánh sáng bị tán xạ.
4
Quan hệ giữa tia tới với mặt gương và pháp tuyến

Đề bài thường cho góc giữa tia tới và mặt gương (gọi là $\alpha$) thay vì cho thẳng góc tới $i$. Khi đó cần chuyển đổi:

CÔNG THỨC CHUYỂN ĐỔI
$i = 90° - \alpha$

Vì sao có công thức này? Pháp tuyến IN vuông góc với mặt gương (tạo góc $90°$). Tia tới hợp với mặt gương góc $\alpha$, hợp với pháp tuyến góc $i$, mà $\alpha + i = 90°$ → suy ra $i = 90° - \alpha$.

📌 Ví dụ 1: Tính góc tới
Đề: Tia sáng tới hợp với mặt gương góc $30°$. Góc tới $i$ bằng bao nhiêu?
→ $\alpha = 30°$.
→ $i = 90° - \alpha = 90° - 30° = 60°$.
Góc tới $i = 60°$.
📌 Ví dụ 2: Tính góc phản xạ
Đề: Tia tới hợp với mặt gương góc $40°$. Tính góc phản xạ.
→ Tính góc tới: $i = 90° - 40° = 50°$.
→ Theo định luật: $i' = i = 50°$.
Góc phản xạ $i' = 50°$.
📌 Ví dụ 3: Tia tới hợp gương $45°$
Đề: Tia tới hợp mặt gương góc $45°$. Tính góc tới và góc giữa tia tới với tia phản xạ.
→ $i = 90° - 45° = 45°$ → $i' = 45°$.
→ Góc giữa tia tới và tia phản xạ: $\widehat{SIR} = i + i' = 45° + 45° = 90°$.
Tia tới và tia phản xạ vuông góc với nhau.
5
Pháp tuyến là phân giác – Cách xác định vị trí gương

Một tính chất rất quan trọng từ định luật phản xạ:

PHÁP TUYẾN LÀ PHÂN GIÁC
Pháp tuyến IN luôn là tia phân giác của góc $\widehat{SIR}$ tạo bởi tia tới và tia phản xạ.

Vì $i = i'$ và pháp tuyến nằm giữa hai tia → pháp tuyến chia đôi góc giữa hai tia. Từ đó:

CÔNG THỨC TÍNH GÓC TỚI
$i = i' = \dfrac{\widehat{SIR}}{2}$

Cách xác định vị trí đặt gương khi biết phương tia tới và phương tia phản xạ mong muốn:

  • Bước 1: Vẽ tia tới SI và tia phản xạ IR theo đúng đề bài (hai tia giao tại điểm tới $I$).
  • Bước 2: Vẽ tia phân giác IN của góc $\widehat{SIR}$ → đây chính là pháp tuyến tại $I$.
  • Bước 3: Tại $I$, vẽ đường thẳng vuông góc với IN. Đường thẳng đó chính là vị trí đặt gương.
📌 Ví dụ minh hoạ
Đề: Tia tới SI hợp phương ngang góc $60°$. Cần đặt gương sao cho tia phản xạ IR thẳng đứng (hướng từ trên xuống dưới).
→ Góc giữa tia tới và phương ngang: $60°$. Tia phản xạ thẳng đứng → vuông góc với phương ngang ($90°$).
→ Góc giữa tia tới và tia phản xạ: $\widehat{SIR} = 90° + 60° = 150°$.
→ Góc tới: $i = i' = \dfrac{150°}{2} = 75°$.
Góc tới $i = 75°$, góc phản xạ $i' = 75°$.
1
Điểm: 0/20
🪞

Cùng luyện bài Sự phản xạ ánh sáng nào!

20 câu: 15 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận

💡 Gợi ý
Cô Trần Thị Thanh Thảo

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