Tổng hợp kiến thức gương cầu lõm vật lý 7

Gương cầu lõm là gì? 

Gương cầu lõm hay còn được gọi bằng một tên khác là gương phân kì. Bề mặt của gương được cấu tạo là một phần hình cầu hơi lõm về phía sau. Mặt phản xạ của gương sẽ là phần mặt lõm của hình cầu, hướng về nơi có nguồn sáng.

Ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lõm

Khác với gương cầu lồi, tính chất ảnh của vật được tạo bởi gương cầu lõm cũng sẽ có sự khác biệt, phụ thuộc vào vị trí, khoảng cách tương đối của vật thật so với tâm và tiêu điểm của gương.

Tiến hành thí nghiệm sau đây để quan sát rõ hơn ảnh của một vật được tạo bởi gương cầu lõm:

• Đầu tiên, chúng ta cần chuẩn bị một chiếc gương cầu lõm và một cây nến

• Sau đó, đặt cây nên gần sát với mặt gương cầu lõm. Khi đó nhìn vào gương, ta sẽ thấy được một ảnh ảo (không hứng được trên màn chắn), có kích thước lớn hơn so với vật.

• Di chuyển dần cây nến ra xa gương cho đến khi chúng ta không thể nhìn thấy ảnh đó nữa. 

Nhận xét: 

• Ảnh của một vật bất kỳ được tạo bởi gương cầu lõm có thể là ảnh ảo hoặc ảnh thật

• Khi đặt vật gần gương, ảnh chúng ta thu được là ảnh ảo, có kích thước lớn hơn vật và không hứng được trên màn chắn

• Khi tiến hành dịch vật ra xa gương cầu lõm và sử dụng một màn chắn đặt trước gương. Ta thấy khi di chuyển nến đến một vị trí thích hợp, ảnh sẽ thu được trên màn chắn. Lúc này, ảnh được tạo bởi gương cầu lõm là ảnh thật, ngược chiều với vật.

Sự phản xạ ánh sáng trên gương cầu lõm 

Chiếu một chùm các tia sáng song song lên mặt của gương cầu lõm, ta sẽ thu được một chùm tia sáng phản xạ hội tụ trước gương tại một điểm.

Tại một vị trí thích hợp, chiếu một nguồn sáng vào mặt gương cầu lõm, ta thu được một chùm tia sáng phản xạ song song.

Kết luận:

• Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới phân kì thành một chùm các tia phản xạ song song. 

• Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành một chùm các tia phản xạ hội tụ tại một điểm.

• Chúng ta có thể ứng dụng gương cầu lõm để thu để tập trung ánh sáng Mặt Trời: Dùng các gương phẳng tập trung ánh sáng chiếu vào một gương cầu lõm. Gương cầu lõm này sẽ tập trung và phản chiếu ánh sáng, làm nóng lò và khi đó, người ta sẽ thu được năng lượng Mặt Trời.

Cách vẽ ảnh tạo bởi gương cầu lõm

Chúng ta có thể xem mỗi phần diện tích trên gương cầu lõm là một mặt gương phẳng nhỏ. Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, ta sẽ suy ra được cách vẽ ảnh tạo bởi gương cầu lõm như sau: 

• Đầu tiên, vẽ ảnh của điểm sáng S được tạo bởi gương cầu lõm: Từ điểm S cho trước, vẽ hai tia tới (SK, SI) bất kỳ hướng tới gương cầu lõm (vẽ nét liền).

• Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng để vẽ tia phản xạ tương ứng (vẽ nét liền).

• Sau khi các tia phản xạ đã được vẽ, tiến hành kéo dài tia phản xạ (vẽ nét đứt).

• Điểm giao nhau của phần kéo dài của hai tia phản xạ chính là ảnh ảo S’.

Công thức gương cầu lõm

Dưới đây là công thức về gương cầu lõm mà các bạn cần nắm rõ để áp dụng vào giải bài tập và tính toán các thông số trên thực tế. 

Công thức về tiêu cự F với khoảng cách d được tính từ gương đến vật và khoảng cách f từ gương đến ảnh:

 1d+1f= 1F

Có 2 trường hợp xảy ra: 

• Trường hợp 1: F < d, khi d < 0, F < 0 và f < 0 sẽ cho ra ảnh thật.

• Trường hợp 2: F > d, khi d < 0, F < 0 và f < 0 sẽ cho ra ảnh ảo.

Trong công thức của gương cầu lõm, khoảng cách d từ vật đến gương luôn luôn là số dương. Khi thông số F < 0: nếu f < 0 thì sẽ thu được ảnh ảo, f>0 sẽ thu được ảnh thật.

Từ công thức này, ta có thể rút ra được cách vẽ ảnh ảo của một vật chính xác qua gương cầu lõm, đó là cho thông số f < 0, ta sẽ vẽ được ảnh ảo.

Bên cạnh đó, có 1 công thức mà các bạn cũng cần lưu ý: 

F= R2

Trong đó: R là bán kính cong của gương, F là tiêu cự của gương

Ứng dụng của gương cầu lõm 

Gương cầu lõm có rất nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế. Bạn có thể bắt gặp gương cầu lõm được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như y tế, giao thông, thiên văn vũ trụ,...

Trong lĩnh vực đời sống

Dùng làm gương dùng để cạo râu và trang điểm

Khi soi gần gương cầu lõm, hình ảnh sẽ được phản chiếu một cách to rõ trên gương. Do đó, đối với những ai cần cạo râu, trang điểm, chăm sóc da, bạn có thể dễ dàng nhìn thấy rõ ràng hình ảnh mở rộng của da. Điều này cho phép bạn quan sát và cạo sạch râu theo cùng một chiều dài cũng như trang điểm đều toàn bộ làn da trên gương mặt, giúp bạn có một diện mạo như ý muốn một cách dễ dàng.

Sử dụng làm đèn pha xe

Người ta ứng dụng tính chất phát ra chùm ánh sáng mạnh của gương cầu lõm để thiết kế nên đèn pha của xe cơ giới. Chúng có khả năng tập trung nguồn sáng từ bóng đèn để tạo ra chùm sáng mạnh chiếu trên đường, giúp người điều khiển xe có thể quan sát rõ đoạn đường đang chạy, tránh gây tai nạn không đáng có.

Xem thêm: Tổng hợp: Gương phẳng là gì? Tính chất của ảnh tạo bởi gương phẳng? (+ Giải BT vật lý 7)

Kính hiển vi

Bạn có thể tìm thấy một chiếc gương cầu lõm nằm gần đế của những chiếc kính hiển vi. Đặc biệt, gương cầu lõm trong trường hợp này có thể xoay theo tất cả mọi hướng chứ không cố định. Người ta sử dụng gương cầu lõm trong kính hiển vi với tác dụng thu ánh sáng từ đèn để chiếu lên mẫu vật cần phân tích. Qua đó, chúng ta có thể nhìn thấy mẫu vật một cách rõ ràng và chi tiết qua ống kính phóng đại. 

Tuy nhiên cần lưu ý không được hướng gương cầu lõm về phía ánh sáng mặt trời vì gương sẽ tập trung ánh sáng mặt trời. Trong khi đó cường độ của ánh sáng này lại quá mạnh có thể ảnh hưởng đến thị giác của người nhìn qua ống kính. 

Trong lĩnh vực thiên văn học

Tương tự như cách hoạt động ở kính hiển vi, gương cầu lõm cũng được thiết kế đồng thời cùng kính thiên văn. Nhưng khác ở chỗ, thay vì chiếu ánh sáng lên mẫu vật cần phân tích, gương cầu lõm của kính thiên văn sẽ làm nhiệm vụ thu thập ánh sáng và chiếu ánh sáng từ những vì sao trên vũ trụ lên một mặt gương phẳng. Nhờ đó, người sử dụng kính thiên văn sẽ có thể nhìn thấy được các ngôi sao thông qua ống kính mà mắt thường không thể nhìn thấy được. 

Giải bài tập vật lý 7 bài 8 gương cầu lõm

Dưới đây là một số câu hỏi bài tập trắc nghiệm giúp các bạn củng cố lại kiến thức và ghi nhớ bài học một cách hiệu quả hơn.

Câu 1: Ảnh ảo của một vật được tạo bởi gương cầu lõm có tính chất nào sau đây?

A. Lớn bằng vật.

B. Lớn hơn vật.

C. Nhỏ hơn rất nhiều so với vật.

D. Nhỏ hơn ảnh được tạo bởi gương cầu lồi.

Đáp án: B

Câu 2: Chiếu một chùm tia sáng song song lên mặt gương cầu lõm, chúng ta thu được một chùm các tia phản xạ có tính chất nào sau đây?

A. Song song.

B. Hội tụ.

C. Phân kì.

D. Không truyền theo đường thẳng.

Đáp án: B

Câu 3: Vì sao người ta không sử dụng gương cầu lõm trên xe để quan sát ảnh ảo của các vật phía sau xe một cách rõ ràng hơn? 

A. Vì cho ảnh không rõ nét.

B. Vì vật phải để rất gần gương mới cho ảnh ảo.

C. Vì ảnh ảo nhỏ hơn vật nhiều lần.

D. Vì ảnh ảo nằm xa gương ở phía sau mắt.

Đáp án: B

Câu 4: Trong ba loại gương (gương phẳng, gương cầu lồi, gương cầu lõm), gương nào sẽ cho ảnh ảo của cùng một vật lớn hơn? Xếp theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải.

A. Gương phẳng, gương cầu lõm, gương cầu lồi.

B. Gương cầu lõm, gương cầu lồi, gương phẳng.

C. Gương cầu lõm, gương phẳng, gương cầu lồi.

D. Gương cầu lồi, gương phẳng, gương cầu lõm.

Đáp án: D

Câu 5: Vì sao nhờ có gương phản xạ, đèn pin lại có thể chiếu được ánh sáng đi xa? 

A. Vì gương hắt ánh sáng trở lại

B. Vì gương cho ảnh ảo rõ hơn

C. Vì đó là gương cầu lõm cho chùm phản xạ song song

D. Vì nhờ có gương ta nhìn thấy những vật ở xa

Đáp án: C

Câu 6: Đâu là mặt phản xạ của gương cầu lõm?

A. Mặt trong của chỏm cầu

B. Mặt ngoài của chỏm cầu

C. Mặt phẳng như gương phẳng

D. A, B, C đều đúng

Đáp án: A

Câu 7: Đâu là loại gương xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng khi có ánh sáng truyền đến?

A. Gương phẳng

B. Gương cầu lồi

C. Gương cầu lõm

D. Cả ba loại gương trên

Đáp án: D

Câu 8: Chọn đáp án đúng nhất trong các câu sau đây:

A. Gương cầu lõm luôn luôn tạo ra ảnh ảo

B. Gương cầu lõm có thể cho cả ảnh thật lẫn ảnh ảo. Ảnh ảo của vật qua gương cầu lõm lớn hơn so với vật

C. Vì các gương cầu lõm cho ảnh lớn hơn vật nhưng vẫn nhỏ hơn gương cầu lồi

D. Vì bề rộng vùng nhìn thấy của gương cầu lồi lớn hơn gương cầu lõm có cùng kích thước và gương cầu lồi luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật

Đáp án: B

Câu 9: Tại sao người ta lắp các loại gương cầu lồi mà không phải là các gương cầu lõm ở các góc đường có khúc cua hẹp mặc dù gương cầu lõm vẫn có thể cho ảnh ảo lớn hơn vật như gương cầu lồi

A. Vì các gương cầu lồi cho ảnh rõ nét hơn

B. Vì các gương cầu lồi luôn luôn cho ảnh ảo

C. Vì các gương cầu lõm cho ảnh lớn hơn vật nhưng vẫn nhỏ hơn gương cầu lồi

D. Vì bề rộng của vùng nhìn thấy của gương cầu lồi lớn hơn gương cầu lõm có cùng kích thước và gương cầu lồi luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật

Đáp án: D

Câu 10: Chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu sau đây

A. Gương cầu lõm cho ảnh nhỏ hơn vật tuy nhiên càng đưa vật ra xa thì kích thước của ảnh càng tăng

B. Gương cầu lõm cho ảnh lớn hơn vật tuy nhiên càng đưa vật ra xa kích thước của ảnh càng nhỏ

C. Nếu dịch vật ra xa gương cầu lõm, cách gương một khoảng lớn hơn bán kính của gương thì gương cầu lõm sẽ cho ảnh thật nhỏ hơn vật và ngược chiều

D. Ảnh qua gương cầu lõm bao giờ cũng là ảnh ảo

Đáp án: C

Lời kết

Trên đây là tổng hợp những kiến thức cần biết về gương cầu lõm mà bạn đọc có thể tham khảo. Hy vọng qua bài viết, các bạn đã tích lũy được nhiều thông tin bổ ích, hiểu được những tính chất và ứng dụng của gương cầu lõm để áp dụng thật tốt trong cả học tập và đời sống thực tế. Bạn có thể tham khảo thêm nhiều bài viết khác tại website https://monkey.edu.vn/ba-me-can-biet/giao-duc/kien-thuc-co-ban/