Góc phản xạ: Khái niệm, cách tính & cách vẽ góc phản xạ

Góc phản xạ là gì?

Góc phản xạ được định nghĩa là góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến của gương tại điểm tới. 

Hiện tượng phản xạ ánh sáng là hiện tượng diễn ra do khi ta chiếu một tia sáng vào gương và tia sáng đó bị gương hắt trở lại môi trường cũ. Chúng ta có thể thấy rằng khi chiếu một tia sáng vào một vật thể nào đó (ví dụ: bóng đèn, cái cây, mặt trăng, ngọn nến,...), thì tia sáng đó sẽ bị chiếu ngược lại hoàn toàn, hiện tượng đó sẽ được gọi là phản xạ ánh sáng. 

Ký hiệu góc và tia trong phản xạ ánh sáng toàn phần:

Trong đó:

• SI là tia tới
• IR là tia phản xạ
• IN là pháp tuyến
• Phương của tia phản xạ được xác định bằng góc SIN (= i) là góc tới
• Phương của tia tới được xác định bởi góc NIR (=i’) là góc phản xạ

Định luật phản xạ ánh sáng: 

• Vị trí của tia phản xạ: tia phản xạ nằm trong mặt phẳng có chứa tia tới và pháp tuyến của gương tại điểm tới

• Góc tới bằng góc phản xạ (i’=i)

Mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ 

Khi tia sáng gặp gương phẳng, góc tới khi đó sẽ bằng với góc phản xạ.

Cách vẽ góc phản xạ 

Ta sẽ suy ra được tia tới đối xứng với tia phản xạ qua gương (dựa vào định luật phản xạ ánh sáng). Do đó, để vẽ được tia phản xạ khi biết tia tới, chúng ta thực hiện các bước sau đây: 

• Đầu tiên, vẽ pháp tuyến NN’ vuông góc với gương tại điểm tới I

• Tiếp đó, lấy một điểm A bất kì nằm trên tia tới SI

• Kéo dài đoạn AA’ vuông góc với pháp tuyến NN’ tại H sao cho AH = HA’

• Vẽ tia IA’. Khi đó, tia IA’ chính là tia phản xạ cần vẽ.

Cách tính góc phản xạ

Ta tính được góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ dựa vào giải thiết của đề bài. Từ đó chúng ta sẽ tính được góc tới và góc phản xạ.

Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, ta có: i=i′

Ví dụ: Cho góc α là góc hợp bởi gương và tia tới. Tính góc phản xạ i’.

Hướng dẫn giải: 

Từ hình vẽ ta có: i+α= 900 ⇒ i′+β=900

Mặt khác, theo định luật phản xạ ánh sáng ta có:

i=i′ ⇒ α=β ⇒ i′= i = 900−α

Chú ý:

• Khi i’ = i = 00 tức là khi đó tia tới vuông góc với mặt phẳng gương. Suy ra α = β = 900 thì tia phản xạ sẽ có phương trùng với tia tới nhưng ở chiều ngược lại.

• Khi i’ = i = 900, tức là khi đó tia tới nằm trùng với mặt phẳng của gương. Suy ra α = β = 900 thì tia phản xạ sẽ có phương trùng với tia tới và nằm cùng chiều với tia tới.

Xem thêm: Full kiến thức về độ to của âm | Giải bài tập vật lý 7 liên quan

Cách xác định vị trí đặt gương khi đã biết cả tia phản xạ và tia tới

Bên cạnh bài toán tính số đo góc, một dạng bài tập khác chúng ta sẽ thường gặp trong chương trình vật lý 7 là xác định vị trí đặt gương khi giả thiết đã cho trước tia tới và tia phản xạ.

Cách xác định vị trí đặt gương:

• Xác định điểm tới I: Tia phản xạ và tia tới sẽ giao nhau tại I.

• Xác định góc hợp bởi tia phản xạ và tia tới: (i + i’)

• Xác định pháp tuyến NN’: Vẽ một đường phân giác NIN’ của góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ (i + i’). NN’ được gọi là pháp tuyến.

• Xác định vị trí đặt gương: Từ I ta sẽ kẻ một đường thẳng vuông góc với pháp tuyến. Đường thẳng đó chính là vị trí đặt gương phẳng cần tìm.

Giải bài tập về góc phản xạ 

Dưới đây là một số các câu hỏi bài tập trắc nghiệm giúp bạn ôn tập kiến thức cũng như áp dụng lý thuyết vào giải bài tập một cách hiệu quả.

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 đúng: B. Tia phản xạ bằng tia tới vì 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 sẽ thu được một tia phản xạ và tạo với tia tới một góc 400. Giá trị của góc tới là bao nhiêu? Chọn kết quả chính xác nhất và giải thích sơ lược về cách giải?

A. 20

B. 80

C. 40

D. 20

Đáp số đúng: A. 200

Hướng dẫn: Góc phản xạ = Góc tới. Do đó pháp tuyến cũng là tia phân giác của góc tạo bởi tia tia tới và tia phản xạ Góc tới = góc phản xạ = 200

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. Hỏi giá trị của góc phản xạ r và góc tới i bằng bao nhiêu?. (lưu ý quy ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)

A.i = r = 800

B. i = r = 300

C. i=300, r = 400

D. i = r =600

Đáp án đúng: B: i = r = 300.

Hướng dẫn: Theo định luật phản xạ ánh sáng, ta có được góc tới sẽ luôn có giá trị bằng góc phản xạ tức i = r. Do đó ta đáp án C là đáp án sai.

Theo giả thiết: i = r mà i + r = 600 i = r = 300 

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

Hướng dẫn: 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.

Câu 5: Khi tia tới vuông góc với mặt gương phẳng thì góc phản xạ có giá trị bằng bao nhiêu độ:

A. 90 

B. 180

C. 0

D. 45

Đáp án đúng: C. 

Hướng dẫn: Khi tia tới vuông góc với mặt gương thì tia tới trùng với pháp tuyến của gương nghĩa là góc tới bằng 00

Theo định luật phản xạ ánh sáng: Góc phản xạ bằng góc tới. Vì vậy góc phản xạ cũng bằng 00.

Câu 6: Đâu là phát biểu đúng trong các phát biểu sau?

A. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới.

B. Tia phản xạ, tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới cùng nằm trong một mặt phẳng.

C. Mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới cũng chứa tia phản xạ.

D. Cả A, B, C.

Đáp án đúng: D

Hướng dẫn: Vì heo định luật phản xạ ánh sáng, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới nghĩa là tia phản xạ, tia tới và đường pháp tuyến cùng nằm trong một mặt phẳng. Vì vậy 

Câu 7: Vật nào sau đây không thể xem là gương phẳng?

A. Màn hình tivi 

B. Mặt hồ nước trong

C. Mặt tờ giấy trắng 

D. Miếng thủy tinh không tráng bạc nitrat

Đáp án đúng: C 

Hướng dẫn: Gương phẳng là một phần của mặt phẳng, nhẵn bóng, có thể soi hình của các vật. Vì vậy màn hình tivi, mặt hồ nước trong, miếng thủy tinh không tráng bạc có thể xem là gương phẳng vì đều có đặc điểm là mặt phẳng, nhẵn bóng có thể soi hình. Còn mặt tờ giấy trắng phẳng nhưng không thể soi hình.

Câu 8: Trong các hình vẽ sau, tia phản xạ IR ở hình vẽ nào đúng?

Đáp án đúng: B

Hướng dẫn: Vì tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới nên đáp án C và D sai. Mặt khác, góc phản xạ bằng góc tới nên đáp án A sai, đáp án B đúng.

Câu 9: Chiếu một tia sáng tới gương phẳng và hợp với mặt gương một góc 30 độ. Số đo góc phản xạ bằng bao nhiêu độ?

A. 30

B. 45

C. 60

D. 15

Đáp án đúng: C

Hướng dẫn

Câu 10: Trong các vật được liệt kê dưới đây, vật nào có thể được coi như một gương phẳng?

A. Mặt phẳng của tờ giấy

B. Mặt nước đang gợn sóng

C. Mặt phẳng của một tấm kim loại nhẵn bóng

D. Mặt đất

Đáp án đúng: C

Mặt phẳng của một tấm kim loại nhẵn bóng như gương có thể được coi là một gương phẳng.

Lời kết

Monkey đã tổng hợp những kiến thức cần thiết giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về khái niệm góc phản xạ. Bên cạnh đó, bài viết cũng đã cung cấp các tính chất, đặc điểm về góc hợp bởi tia phản xạ, cách vẽ và tính toán góc phản xạ một cách chuẩn xác nhất. Hy vọng thông qua bài viết, các bạn có thể tự nâng cao kiến thức vật lý cũng như áp dụng vào học tập và thực tế một cách hiệu quả nhất.