Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Chuyên đề 2: Quang học - Năm học 2016-2017 (Có đáp án)
Thí dụ 2: Hai gương phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào nhau và cách
nhau một khoảng AB = d. Trên đoạn thẳng AB có đặt một điểm sáng S cách gương (M) một
đoạn SA = a. Xét một điểm O nằm trên đường thẳng đi qua S và vuông góc với AB có khoảng
cách OS = h.
a) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại I và truyền qua
O.
b) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ lần lượt trên gương (N) tại H, trên
gương (M) tại K rồi truyền qua O.
c) Tính các khoảng cách từ I, K, H tới AB
Bài 1: Cho hai gương M, N và 2 điểm A, B. Hãy vẽ các tia sáng xuất phát từ A phản xạ
lần lượt trên hai gương rồi đến B trong hai trường hợp.
a) Đến gương M trước
b) Đến gương N trước
en gi¶m ®i mét nöa(tøc lµ A2B2) th× ®Üa AB ph¶i n»m ë vÞ trÝ A1B1. V× vËy ®Üa AB ph¶i dÞch chuyÓn vÒ phÝa mµn . Theo ®Þnh lý Talet ta cã : cmSI BA BA SI SI SI BA BA 100200. 40 20 '. ' 22 11 1 1 22 11 VËy cÇn dÞch chuyÓn ®Üa mét ®o¹n II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm c) Thêi gian ®Ó ®Üa ®i ®-îc qu·ng ®-êng I I1 lµ: t = v s = v II1 = 2 5,0 = 0,25 s Tèc ®é thay ®æi ®-êng kÝnh cña bãng ®en lµ: v’ = t BA -BA 22 = 25,0 4,08,0 = 1,6m/s d) Gäi CD lµ ®-êng kÝnh vËt s¸ng, O lµ t©m .Ta cã: 4 1 4 1 80 20 33 3333 IIMI MI BA BA IM MI => MI3 = cm II 3 100 3 3 MÆt kh¸c cmMIMO BA CD MI MO 3 40 3 100 5 2 5 2 5 2 20 8 3 333 S A B A1 B1 I I1 A' A2 I' B2 B' M C A3 B3 D B2 B’ I’ A’ A2 I3 O Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) => OI3 = MI3 – MO = cm20 3 60 3 40 3 100 VËy ®Æt vËt s¸ng c¸ch ®Üa mét kho¶ng lµ 20 cm - DiÖn tÝch vïng nöa tèi S = 222222 15080)4080(14,3)( cmAIAI ThÝ dô 2: Ng-êi ta dù ®Þnh m¾c 4 bãng ®Ìn trßn ë 4 gãc cña mét trÇn nhµ h×nh vu«ng, mçi c¹nh 4 m vµ mét qu¹t trÇn ë ®óng gi÷a trÇn nhµ, qu¹t trÇn cã s¶i c¸nh lµ 0,8 m (kho¶ng c¸ch tõ trôc ®Õn ®Çu c¸nh), biÕt trÇn nhµ cao 3,2 m tÝnh tõ mÆt sµn. H·y tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸ch treo qu¹t trÇn ®Ó khi qu¹t quay, kh«ng cã ®iÓm nµo trªn mÆt sµn loang lo¸ng. Gi¶i §Ó khi qu¹t quay, kh«ng mét ®iÓm nµo trªn sµn s¸ng loang lo¸ng th× bãng cña ®Çu mót c¸nh qu¹t chØ in trªn t-êng vµ tèi ®a lµ ®Õn ch©n t-êng C,D v× nhµ h×nh hép vu«ng, ta chØ xÐt tr-êng hîp cho mét bãng, cßn l¹i lµ t-¬ng tù. Gäi L lµ ®-êng chÐo cña trÇn nhµ th× L = 4 2 = 5,7 m Kho¶ng c¸ch tõ bãng ®Ìn ®Õn gãc ch©n t-êng ®èi diÖn: S1D = 22 LH = 22 )24()2,3( =6,5 m T lµ ®iÓm treo qu¹t, O lµ t©m quay cña qu¹t A,B lµ c¸c ®Çu mót khi c¸nh qu¹t quay. XÐt S1IS3 ta cã m L H R IT SS AB OI IT OI SS AB 45,0 7,5 2 2,3 .8,0.2 2 .2 3131 Kho¶ng c¸ch tõ qu¹t ®Õn ®iÓm treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 m VËy qu¹t ph¶i treo c¸ch trÇn nhµ tèi ®a lµ 1,15 m. Bµi tËp tham kh¶o: 1/ Mét ®iÓm s¸ng S c¸ch mµn mét kho¶ng c¸ch SH = 1m. T¹i trung ®iÓm M cña SH ng-êi ta ®Æt tÊm b×a h×nh trßn, vu«ng gãc víi SH. a- TÝnh b¸n kÝnh vïng tèi trªn mµn nÕu b¸n kÝnh b×a lµ R = 10 cm. b- Thay ®iÓm s¸ng S b»ng mét h×nh s¸ng h×nh cÇu cã b¸n kÝnh R = 2cm. T×m b¸n kÝnh vïng tèi vµ vïng nöa tèi. §s: a) 20 cm b) Vïng tèi: 18 cm Vïng nöa tèi: 4 cm L T I B A S1 S3 D C O H R Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) Tóm tắt SH = 1m = 100cm IM = R = 10 cm r = 2cm a) Bán kính vùng tối HP = ? b) Bán kính vùng tối HP =?; Bán kính vùng nửa tối PO = ? a) Bán kính vùng tối trên tường là PH SIM SPH 10 . .100 50 IM PH IM PH SH SM SH SM =20 cm Ta có: PH’ = AA’ () AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – 2 = 8 cm PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18 cm Tương tự ta có: A’B = HO= AA’ + AB = AA’ +2r = 8+4 = 12 cm Vậy PO = HO –HP = 12-8 = 4 cm Vùng nửa tối là hình vành khăn có bề rộng là 4 cm. 2/ Mét ng-êi cã chiÒu cao h, ®øng ngay d-íi ngän ®Ìn treo ë ®é cao H (H > h). Ng-êi nµy b-íc ®i ®Òu víi vËn tèc v. H·y x¸c ®Þnh chuyÓn ®éng cña bãng cña ®Ønh ®Çu in trªn mÆt ®Êt. §S: V = v hH H Q P S HM I H' A' Q O' O P I B A M S H Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) Lo¹i 2: VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng qua g-¬ng ph¼ng, ¶nh cña vËt qua g-¬ng ph¼ng. Ph-¬ng ph¸p gi¶i: - Dùa vµo ®Þnh luËt ph¶n x¹ ¸nh s¸ng. + Tia ph¶n x¹ n»m trong mÆt ph¼ng chøa tia tíi vµ ph¸p tuyÕn t¹i ®iÓm tíi. + Gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi. - Dùa vµo tÝnh chÊt ¶nh cña vËt qua g-¬ng ph¼ng: + Tia ph¶n x¹ cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh cña ®iÓm s¸ng ph¸t ra tia tíi. ThÝ dô 1: Cho 2 g-¬ng ph¼ng M vµ N cã hîp víi nhau mét gãc vµ cã mÆt ph¶n x¹ h-íng vµo nhau. A, B lµ hai ®iÓm n»m trong kho¶ng 2 g-¬ng. H·y tr×nh bµy c¸ch vÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tõ A ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn 2 g-¬ng M, N råi truyÒn ®Õn B trong c¸c tr-êng hîp sau: a) lµ gãc nhän b) lÇ gãc tï S S’ I J Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) c) Nªu ®iÒu kiÖn ®Ó phÐp vÏ thùc hiÖn ®-îc. Gi¶i a,b) Gäi A’ lµ ¶nh cña A qua M, B’ lµ ¶nh cña B qua N. Tia ph¶n x¹ tõ I qua (M) ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A’. §Ó tia ph¶n x¹ qua (N) ë J ®i qua ®iÓm B th× tia tíi t¹i J ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua B’. Tõ ®ã trong c¶ hai tr-êng hîp cña ta cã c¸ch vÏ sau: - Dùng ¶nh A’ cña A qua (M) (A’ ®èi xøng A qua (M) - Dùng ¶nh B’ cña B qua (N) (B’ ®èi xøng B qua (N) - Nèi A’B’ c¾t (M) vµ (N) lÇn l-ît t¹i I vµ J - Tia A IJB lµ tia cÇn vÏ. c) §èi víi hai ®iÓm A, B cho tr-íc. Bµi to¸n chØ vÏ ®-îc khi A’B’ c¾t c¶ hai g-¬ng (M) vµ(N) (Chó ý: §èi víi bµi to¸n d¹ng nµy ta cßn cã c¸ch vÏ kh¸c lµ: - Dùng ¶nh A’ cña A qua (M) - Dùng ¶nh A’’ cña A’ qua (N) - Nèi A’’B c¾t (N) t¹i J - Nèi JA’ c¾t (M) t¹i I - Tia AIJB lµ tia cÇn vÏ. ThÝ dô 2: Hai g-¬ng ph¼ng (M) vµ (N) ®Æt song song quay mÆt ph¶n x¹ vµo nhau vµ c¸ch nhau mét kho¶ng AB = d. Trªn ®o¹n th¼ng AB cã ®Æt mét ®iÓm s¸ng S c¸ch g-¬ng (M) mét ®o¹n SA = a. XÐt mét ®iÓm O n»m trªn ®-êng th¼ng ®i qua S vµ vu«ng gãc víi AB cã kho¶ng c¸ch OS = h. a) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ trªn g-¬ng (N) t¹i I vµ truyÒn qua O. b) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn g-¬ng (N) t¹i H, trªn g-¬ng (M) t¹i K råi truyÒn qua O. c) TÝnh c¸c kho¶ng c¸ch tõ I, K, H tíi AB. A’ A B B’ O I J (N) (M) A A’ B’ B O J I (M) (N) A’ A O I J A’’ B Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) Gi¶i a) VÏ ®-êng ®i cña tia SIO - V× tia ph¶n x¹ tõ IO ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua S’ (lµ ¶nh cña S qua (N). - C¸ch vÏ: LÊy S’ ®èi xøng víi S qua (N). Nèi S’O’ c¾t (N) t¹i I. Tia SIO lµ tia s¸ng cÇn vÏ. b) VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng SHKO. - §èi víi g-¬ng (N) tia ph¶n x¹ HK ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh S’ cña S qua (N). - §èi víi g-¬ng (M) ®Ó tia ph¶n x¹ tõ KO ®i qua O th× tia tíi HK ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh O’ cña O qua (M). V× vËy ta cã c¸ch vÏ: - LÊy S’ ®èi xøng víi S qua (N); O’ ®èi xøng víi O qua (M). Nèi O’S’ c¾t (N) t¹i H c¾t (M) t¹i K. Tia SHKO lµ tia cÇn vÏ. c) TÝnh IB, HB, KA. V× IB lµ ®-êng trung b×nh cña SS’O nªn IB = 22 hOS V× HB //O’C => CS BS CO HB ' ' ' => HB = h d ad CO CS BS . 2 '. ' ' V× BH // AK => h d ad h d ad ad ad HB BS AS AK AS BS AK HB . 2 2 . 2 )( . )2( . ThÝ dô 3: Bèn g-¬ng ph¼ng G1, G2, G3, G4 quay mÆt s¸ng vµo nhau lµm thµnh 4 mÆt bªn cña mét h×nh hép ch÷ nhËt. ChÝnh gi÷a g-¬ng G1 cã mét lç nhá A. a) VÏ ®-êng ®i cña mét tia s¸ng (trªn mÆt ph¼ng giÊy vÏ) ®i tõ ngoµi vµo lç A sau khi ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn c¸c g-¬ng G2 ; G3; G4 råi l¹i qua lç A ®i ra ngoµi. b) TÝnh ®-êng ®i cña tia s¸ng trong tr-êng hîp nãi trªn. O I H S’ S A B C K O’ (N) (M) (G1) A (G2) (G3) (G4) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) Qu·ng ®-êng ®i cã phô thuéc vµo vÞ trÝ lç A hay kh«ng? Gi¶i a) VÏ ®-êng ®i tia s¸ng. - Tia tíi G2 lµ AI1 cho tia ph¶n x¹ I1I2 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A2 (lµ ¶nh A qua G2) - Tia tíi G3 lµ I1I2 cho tia ph¶n x¹ I2I3 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A4 (lµ ¶nh A2 qua G3) - Tia tíi G4 lµ I2I3 cho tia ph¶n x¹ I3A cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A6 (lµ ¶nh A4 qua G4) MÆt kh¸c ®Ó tia ph¶n x¹ I3A ®i qua ®óng ®iÓm A th× tia tíi I2I3 ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A3 (lµ ¶nh cña A qua G4). Muèn tia I2I3 cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A3 th× tia tíi g-¬ng G3 lµ I1I2 ph¶i cã ®-êng kÐo dµi ®i qua A5 (lµ ¶nh cña A3 qua G3). C¸ch vÏ: LÊy A2 ®èi xøng víi A qua G2; A3 ®èi xøng víi A qua G4 LÊy A4 ®èi xøng víi A2 qua G3; A6 §èi xøng víi A4 qua G4 LÊy A5 ®èi xøng víi A3 qua G3 Nèi A2A5 c¾t G2 vµ G3 t¹i I1, I2 Nèi A3A4 c¾t G3 vµ G4 t¹i I2, I3, tia AI1I2I3A lµ tia cÇn vÏ. b) Do tÝnh chÊt ®èi xøng nªn tæng ®-êng ®i cña tia s¸ng b»ng hai lÇn ®-êng chÐo cña h×nh ch÷ nhËt. §-êng ®i nµy kh«ng phô thuéc vµo vÞ trÝ cña ®iÓm A trªn G1. A I1 I2 I3 A3 A2 A4 A5 A6 Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) bµi tËp tham kh¶o Bµi 1: Cho hai g-¬ng M, N vµ 2 ®iÓm A, B. H·y vÏ c¸c tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ A ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn hai g-¬ng råi ®Õn B trong hai tr-êng hîp. a) §Õn g-¬ng M tr-íc b) §Õn g-¬ng N tr-íc. (Tự giải) Bµi 2: Cho hai g-¬ng ph¼ng vu«ng gãc víi nhau. §Æt 1 ®iÓm s¸ng S vµ ®iÓm M tr-íc g-¬ng sao cho SM // G2 a) H·y vÏ mét tia s¸ng tíi G1 sao cho khi qua G2 sÏ l¹i qua M. Gi¶i thÝch c¸ch vÏ. b) NÕu S vµ hai g-¬ng cè ®Þnh th× ®iÓm M ph¶i cã vÞ trÝ thÕ nµo ®Ó cã thÓ vÏ ®-îc tia s¸ng nh- c©u a. c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vËn tèc ¸nh s¸ng lµ v H·y tÝnh thêi gian truyÒn cña tia s¸ng tõ S -> M theo con ®-êng cña c©u a. A B S M A O (G1) (G2) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) c) Thêi gian truyÒn cña tia s¸ng tõ S -> M t = s / v víi s lµ tæng qu·ng đường của đường truyền tia sáng s = SI +IK + KM Dựa vào SM = a; SA = b, AO = a, tính s theo a, b tính v theo a,b Bµi 3: Hai g-¬ng ph¼ng G1; G2 ghÐp s¸t nhau nh- h×nh vÏ, = 600 . Mét ®iÓm s¸ng S ®Æt trong kho¶ng hai g-¬ng vµ c¸ch ®Òu hai g-¬ng, kho¶ng c¸ch tõ S ®Õn giao tuyÕn cña hai g-¬ng lµ SO = 12 cm. a) VÏ vµ nªu c¸ch vÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tï S ph¶n x¹ lÇn l-ît trªn hai g-¬ng råi quay l¹i S. c) T×m ®é dµi ®-êng ®i cña tia s¸ng nãi trªn? a) Vẽ S1là ảnh của S qua G1, S2là ảnh của S qua G2. Nối S1với S2 cắt G1 tại I và G2 tại K. Nối S với I, S với K , đường đi của tia sáng từ S phản xạ lần lượt trên hai gương rồi quay lại S là SIKS. b)Ta có: và là tam giác đều (1) Chứng minh tương tự, ta có: (2) Từ (1) và (2) là hình thoi. Mặt khác, ta có O và S đối xứng với nhau qua IK nên: IO = IS và KO = KS (3) Xét có OH vừa là đường cao , vừa là đường phân giác và là tam giác đều nên OI = IK = KO (4) Từ (3) và (4) SI = IK = KS SI + IK + KS = 3IK Xét vuông tại H có Mà OH = Vậy độ dài đường đi của các tia sáng là SI + IK + KS = 3IK Bµi 4: VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tõ S sau khi ph¶n x¹ trªn tÊt c¶ c¸c v¸ch tíi B. (Tự giải) S (G1) (G2) O S B Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) Lo¹i 3: X¸c ®Þnh sè ¶nh, vÞ trÝ ¶nh cña mét vËt qua g-¬ng ph¼ng? Ph-¬ng ph¸p gi¶i: Dùa vµo tÝnh chÊt ¶nh cña mét vËt qua g-¬ng ph¼ng: “¶nh cña mét vËt qua g-¬ng ph¼ng b»ng vËt vµ c¸ch vËt mét kho¶ng b»ng tõ vËt ®Õn g-¬ng” (¶nh vµ vËt ®èi xøng nhau qua g-¬ng ph¼ng) ThÝ dô 1: Hai g-¬ng ph¼ng M vµ N ®Æt hîp víi nhau mét gãc < 1800 , mÆt ph¶n x¹ quay vµo nhau. Mét ®iÓm s¸ng A n»m gi÷a hai g-¬ng vµ qua hÖ hai g-¬ng cho n ¶nh. Chøng minh r»ng nÕu )(2 360 Nkk th× n = (2k – 1) ¶nh. Gi¶i S¬ ®å t¹o ¶nh qua hÖ: A ...)(5 )( 3 )( 1 )( NMNM AAA A 2k-1 A )( 6 )( 4 )( 2 )( MNMN AAA ... A 2k Tõ bµi to¸n ta cã thÓ biÔu diÔn mét sè tr-êng hîp ®¬n gi¶n. Theo h×nh vÏ ta cã: Gãc A1OA2 = 2 Gãc A3OA4 = 4 ...... Gãc A2k-1OA2k = 2k Theo ®iÒu kiÖn bµi to¸n th× 3600/ = 2k => 2k = 3600. VËy gãc A2k-1OA2k = 2k = 3600 Tøc lµ ¶nh A2k-1 vµ ¶nh A2k trïng nhau Trong hai ¶nh nµy mét ¶nh sau g-¬ng (M) vµ mét ¶nh sau g-¬ng (N) nªn kh«ng tiÕp tôc cho ¶nh n÷a. VËy sè ¶nh cña A cho bëi hai g-¬ng lµ: n = 2k – 1 ¶nh ThÝ dô 2: Hai g-¬ng ph¼ng M1vµ M2 ®Æt nghiªng víi nhau mét gãc = 1200. Mét ®iÓm s¸ng A tr-íc hai g-¬ng, c¸ch giao tuyÕn cña chóng 1 kho¶ng R = 12 cm. a) TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a hai ¶nh ¶o ®Çu tiªn cña A qua c¸c g-¬ng M1 vµ M2. b) T×m c¸ch dÞch chuyÓn ®iÓm A sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a hai ¶nh ¶o c©u trªn lµ kh«ng ®æi. Gi¶i a) Do tÝnh chÊt ®èi xøng nªn A1, A2, A n»m trªn mét ®-êng trßn t©m O b¸n kÝnh R = 12 cm. K Tø gi¸c OKAH néi tiÕp (v× gãc K + gãc H = 1800) H Do ®ã ¢ = - => gãc A2OA1 = 2¢ (gãc cïng ch¾n cung A1A2) => A2OA1 = 2( - ) = 1200 A2OA1 c©n t¹i O cã gãc O = 1200; c¹nh A20 = R = 12 cm A A1 A2 A3 A6 A8 A7 A5 A4 O (M) (N) A A1 A2 O (M2) (M1) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) => A1A2 = 2R.sin300 = 12 3 b) Tõ A1A2 = 2R sin . Do ®ã ®Ó A1A2 kh«ng ®æi => R kh«ng ®æi (v× kh«ng ®æi) VËy A chØ cã thÓ dÞch chuyÓn trªn mét mÆt trô, cã trôc lµ giao tuyÕn cña hai g-¬ng b¸n kÝnh R = 12 cm, giíi h¹n bëi hai g-¬ng. ThÝ dô 3: Hai g-¬ng ph¼ng AB vµ CD ®Æt song song ®èi diÖn vµ c¸ch nhau a=10 cm. §iÓm s¸ng S ®Æt c¸ch ®Òu hai g-¬ng. M¾t M cña ng-êi quan s¸t c¸ch ®Òu hai g-¬ng (h×nh vÏ). BiÕt AB = CD = 89 cm, SM = 100 cm. a) X¸c ®Þnh sè ¶nh S mµ ng-êi quan s¸t thÊy ®-îc. b) VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng tõ S ®Õn m¾t M sau khi: - Ph¶n x¹ trªn mçi g-¬ng mét lÇn. - Ph¶n x¹ trªn g-¬ng AB hai lÇn, trªn g-¬ng CD 1 lÇn. Gi¶i XÐt ¸nh s¸ng tõ S truyÒn theo chiÒu tíi AB tr-íc S ....531 121 SSS GGG ¶nh ¶o ®èi xøng víi vËt qua g-¬ng nªn ta cã: SS1 = a SS3 = 3a SS5 = 5a .. SSn = n a M¾t t¹i M thÊy ®-îc ¶nh thø n, nÕu tia ph¶n x¹ trªn g-¬ng AB t¹i K lät vµo m¾t vµ cã ®-êng kÐo dµi qua ¶nh Sn. VËy ®iÒu kiÖn m¾t thÊy ¶nh Sn lµ: AK AB 11 50 100 892~ n na a na SM AK SS AS AKSSMS n n nn V× n Z => n = 4 XÐt ¸nh s¸ng tõ S truyÒn theo chiÒu tíi g-¬ng CD tr-íc ta còng cã kÕt qu¶ t-¬ng tù. VËy sè ¶nh quan s¸t ®-îc qua hÖ lµ: 2n = 8 A B D C S M A B D C S M Sn S1 K Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) b) VÏ ®-êng ®i cña tia s¸ng: Bµi tËp tham kh¶o: 1- Mét bãng ®Ìn S ®Æt c¸ch tñ g-¬ng 1,5 m vµ n»m trªn trôc cña mÆt g-¬ng. Quay c¸nh tñ quanh b¶n lÒ mét gãc 300 . Trôc g-¬ng c¸nh b¶n lÒ 80 cm: a) ¶nh S cña S di chuyÓn trªn quü ®¹o nµo? b) TÝnh ®-êng ®i cña ¶nh. S1 S b) Khi g-¬ng cha xoay ta cã: S1I1 = I1S = d Khi g-¬ng xoay mét gãc 30o ta cã S2 ®èi xøng S qua G2 I2 SI1I2 ®ång d¹ng víi S2I1I2 I1 S = I1S2 = I1S1 = d K I1 G1 ta thÊy gãc I2I1K = 30o (® ®) mµ gãc S2SS1 + gãc SKI1 = 900 G2 gãc I2I1 K+ gãc SKI1 = 900 S2 nªn gãc S2SS1 = I2I1 K = 30o S2I1 S1 = 60o S1 (t/c gãc néi tiÕp = 1/2 gãc ë t©m cïng ch¾n mét cung) VËy khi g¬ng quay 30o th× ¶nh cña S quay trªn mét cung trßn 60o t©m I b¸n kÝnh d Lo¹i 4: X¸c ®Þnh thÞ tr-êng cña g-¬ng. “Ta nh×n thÊy ¶nh cña vËt khi tia s¸ng truyÒn vµo m¾t ta cã ®-êng kÐo dµi ®i qua ¶nh cña vËt” Ph-¬ng ph¸p: VÏ tia tíi tõ vËt tíi mÐp cña g-¬ng. Tõ ®ã vÏ c¸c tia ph¶n x¹ sau ®ã ta sÏ x¸c ®Þnh ®-îc vïng mµ ®Æt m¾t cã thÓ nh×n thÊy ®-îc ¶nh cña vËt. A B D C S M S5 S1 S3 A B D C S M S5 S1 S3 A B (G) Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) ThÝ dô 1: b»ng c¸ch vÏ h·y t×m vïng kh«ng gian mµ m¾t ®Æt trong ®ã sÏ nh×n thÊy ¶nh cña toµn bé vËt s¸ng AB qua g-¬ng G. Gi¶i Dùng ¶nh A’B’ cña AB qua g-¬ng. Tõ A’ vµ B’ vÏ c¸c tia qua hai mÐp g-¬ng. M¾t chØ cã thÓ nh×n thÊy c¶ A’B’ nÕu ®-îc ®Æt trong vïng g¹ch chÐo. ThÝ dô 2: Hai ng-êi A vµ B ®øng tr-íc mét g-¬ng ph¼ng (h×nh vÏ) a) Hai ng-êi cã nh×n thÊy nhau trong g-¬ng kh«ng? b) Mét trong hai ng-êi ®i dÉn ®Õn g-¬ng theo ph-¬ng vu«ng gãc víi g-¬ng th× khi nµo hä thÊy nhau trong g-¬ng? c) NÕu c¶ hai ng-êi cïng ®i dÇn tíi g-¬ng theo ph-¬ng vu«ng gãc víi g-¬ng th× hä cã thÊy nhau qua g-¬ng kh«ng? BiÕt MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm. Gi¶i a) VÏ thÞ tr-êng cña hai ng-êi. - ThÞ tr-êng cña A giíi h¹n bëi gãc MA’N, cña B giíi h¹n bëi gãc MB’N. - Hai ng-êi kh«ng thÊy nhau v× ng-êi nµy ë ngoµi thÞ tr-êng cña ng-êi kia. A B (G) A’ B’ A M N H K B h h M N H K A B h h B' A' Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) b) A c¸ch g-¬ng bao nhiªu m. Cho A tiÕn l¹i gÇn. §Ó B thÊy ®-îc ¶nh A’ cña A th× thÞ tr-êng cña A ph¶i nh- h×nh vÏ sau: AHN ~ BKN -> mAHBKAH KN AN BK AH 5,0 1 5,0 1 c) Hai ng-êi cïng ®i tíi g-¬ng th× hä kh«ng nh×n thÊy nhau trong g-¬ng v× ng-êi nµy vÉn ë ngoµi thÞ tr-êng cña ng-êi kia. ThÝ dô 3: Mét ng-êi cao 1,7m m¾t ng-êi Êy c¸ch ®Ønh ®Çu 10 cm. §Ó ng-êi Êy nh×n thÊy toµn bé ¶nh cña m×nh trong g-¬ng ph¼ng th× chiÒu cao tèi thiÓu cña g-¬ng lµ bao nhiªu mÐt? MÐp d-íi cña g-¬ng ph¶i c¸ch mÆt ®Êt bao nhiªu mÐt? Gi¶i - VËt thËt AB (ng-êi) qua g-¬ng ph¼ng cho ¶nh ¶o A’B’ ®èi xøng. - §Ó ng-êi ®ã thÊy toµn bé ¶nh cña m×nh th× kÝch th-íc nhá nhÊt vµ vÞ trÝ ®Æt g-¬ng ph¶i tho· m·n ®-êng ®i cña tia s¸ng nh- h×nh vÏ. MIK ~ MA’B’ => IK = m ABBA 85,0 22 B’KH ~ B’MB => KH = m MB 8,0 2 VËy chiÒu cao tèi thiÓu cña g-¬ng lµ 0,85 m G-¬ng ®Æt c¸ch mÆt ®Êt tèi ®a lµ 0,8 m Bµi tËp tham kh¶o: Bµi1: Mét hå n-íc yªn tÜnh cã bÒ réng 8 m. Trªn bê hå cã mét cét trªn cao 3,2 m cã treo mét bãng ®Ìn ë ®Ønh. Mét ng-êi ®øng ë bê ®èi diÖn quan s¸t ¶nh cña bãng ®Ìn, m¾t ng-êi nµy c¸ch mÆt ®Êt 1,6 m. a) VÏ chïm tia s¸ng tõ bãng ®Ìn ph¶n x¹ trªn mÆt n-íc tíi m¾t ng-êi quan s¸t. b) Ng-êi Êy lïi xa hå tíi kho¶ng c¸ch nµo th× kh«ng cßn thÊy ¶nh ¶nh cña bãng ®Ìn? a/ Gäi AB lµ cét ®iÖn (A lµ bãng ®Ìn) vµ A/ lµ ¶nh cña bãng ®Ìn qua mÆt n-íc (xem nh- g-¬ng ph¼ng). C¸c tia tíi bÊt kú AI, AJ sÏ ph¶n x¹ theo h-íng A/I, A/J ®Õn m¾t ng-êi quan s¸t.( H.1) NÕu ng-êi quan s¸t ra ngoµi kho¶ng CH th× m¾t kh«ng cßn nh×n thÊy ¶nh cña A qua hå (khi ®ã kh«ng cã tia ph¶n x¹ nµo tõ mÆt M N H K B h A A' B M A H A' B' I K Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) hå ®Õn m¾t) (H.2) XÐt CHO CBA , tacã: CO CB HO BA 8 1,6 4 3,2 CB CO HO m BA VËy khi ng-êi Êy rêi xa hå theo h-íng vu«ng gãc víi bê hå tõ 4m trë ®i th× sÏ kh«ng cßn nh×n thÊy ¶nh cña bãng ®Ìn n÷a Bµi 2: Mét g-¬ng ph¼ng h×nh trßn, t©m I b¸n kÝnh 10 cm. §Æt m¾t t¹i O trªn trôc Ix vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng g-¬ng vµ c¸ch mÆt g-¬ng mét ®o¹n OI = 40 cm. Mét ®iÓm s¸ng S ®Æt c¸ch mÆt g-¬ng 120 cm, c¸ch trôc Ix mét kho¶ng 50 cm. a) M¾t cã nh×n thÊy ¶nh S’ cña S qua g-¬ng kh«ng? T¹i sao? b) M¾t ph¶i chuyÓn dÞch thÕ nµo trªn trôc Ix ®Ó nh×n thÊy ¶nh S’ cña S. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch tõ vÞ trÝ ban ®Çu cña m¾t ®Õn vÞ trÝ mµ m¾t b¾t ®Çu nh×n thÊy ¶nh S’ cña S qua g-¬ng. a. Theo tính chất ảnh của vật tạo bởi gương phẳng Dựng ảnh S’ của S: - Từ S hạ đường vuông góc với mặt gương, cắt gương tại H. - Trên SH lấy S’ đối xứng với S qua H. - S’ là ảnh của S. Dựng ảnh O’ của O: - Từ O hạ đường vuông góc với mặt gương, cắt gương tại I. - Trên OI lấy O’ đối xứng với O qua I. x O K M H S S’ I O’ Tư Lê Đình – ĐH BK ĐN Chuyên đề 2 – Quang học - Tập 1 – Level 2 (Lời giải chi tiết) - O’ là ảnh của O. b. Để có thể nhìn thấy ảnh của S qua gương thì tia phản xạ tại điểm giới hạn K của gương phải lọt vào mắt. Khi đó mắt phải đặt tại điểm giới hạn M. Xét cặp tam giác đồng dạng MIK và S’HK có MI IK IK.S'H MI S'H HK HK Mà IK = r = 10cm S’H = SH = l = 120cm HK = HI – IK = h – r = 50 – 10 = 40cm Do đó IK.S'H 10.120 MI 30 HK 40 cm MI < OI, ban đầu mắt đặt tại O sẽ nhìn không thấy ảnh của S qua gương. Để mắt nhìn thấy ảnh của S qua gương chỉ được phép di chuyển trong khoảng MI trên Ix. Lo¹i 5: TÝnh c¸c gãc. ThÝ dô 1: ChiÕu mét tia s¸ng hÑp vµo mét g-¬ng ph¼ng. NÕu cho g-¬ng quay ®i mét gãc quanh mét trôc bÊt kú n»m trªn mÆt g-¬ng vµ vu«ng gãc víi t
File đính kèm:
- boi_duong_hoc_sinh_gioi_mon_vat_ly_lop_9_chuyen_de_2_quang_h.pdf