-phần quang học-
I- Tóm tắt lý thuyết.
1/ Khái niệm cơ bản:
- Ta nhận biết đợc ánh sáng khi có ánh sáng đi vào mắt ta.
- Ta nhìn thấy đợc một vật khi có ánh sáng từ vật đó mang đến mắt ta. ánh sáng
ấy có thể do vật tự nó phát ra (Nguồn sáng) hoặc hắt lại ánh sáng chiếu vào nó. Các vật
ấy đợc gọi là vật sáng.
- Trong môi trờng trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo 1 đờng thẳng.
- Đờng truyền của ánh sáng đợc biểu diễn bằng một đờng thẳng có hớng gọi là tia
sáng.
- Nếu nguồn sáng có kích thớc nhỏ, sau vật chắn sáng sẽ có vùng tối.
- Nếu nguồn sáng có kích thớc lớn, sau vật chắn sáng sẽ có vùng tối và vùng nửa
tối.
2/ Sự phản xạ ánh sáng.
- Định luật phản xạ ánh sáng.
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đờng pháp tuyến với gơng ở
điểm tới.
+ Góc phản xạ bằng góc tới.
- Nếu đặt một vật trớc gơng phẳng thì ta quan sát đợc ảnh của vật trong gơng.
+ ảnh trong gơng phẳng là ảnh ảo, lớn bằng vật, đối xứng với vật qua gơng.
+ Vùng quan sát đợc là vùng chứa các vật nằm trớc gơng mà ta thấy ảnh của các
vật đó khi nhìn vào gơng.
+ Vùng quan sát đợc phụ thuộc vào kích thớc của gơng và vị trí đặt mắt.
II- Phân loại bài tập.
Loại 1: Bài tập về sự truyền thẳng của ánh sáng.
Ph ơng pháp giả i : Dựa trên định luật truyền thẳng ánh sáng.
Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm sáng và màn ngời
ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên
trục đi qua tâm và vuông góc với đĩa.
a) Tìm đờng kính của bóng đen in trên màn biết đờng kính của đĩa d = 20cm và
đĩa cách điểm sáng 50 cm.

2
lần lợt là trung điểm của IA và IB. Để đờng kính bóng đen giảm
đi một nửa(tức là A
2
B
2
) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí A
1
B
1
. Vì vậy đĩa AB phải dịch
chuyển về phía màn .
Theo định lý Talet ta có :
cmSI
BA
BA
SI
SI
SI
BA
BA
100200.
40
20
'.
'
22
11
1
1

4,08,0
= 1,6m/s
d) Gọi CD là đờng kính vật sáng, O là tâm .Ta có:
4
1
4
1
80
20
33
3333
=

+
==

=

IIMI
MI
BA
BA
IM
MI
=> MI
3
=
cm
II
3

3
40
3
100
5
2
5
2
5
2
20
8
3
333
=ì=====

=> OI
3
= MI
3
MO =
cm20
3
60
3
40
3
100
==
Vậy đặt vật sáng cách đĩa một khoảng là 20 cm

A,B là các đầu mút khi cánh quạt quay.
Xét

S
1
IS
3
ta có
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
===ì==
Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT OI = 1,6 0,45 = 1,15 m

C
O
H
R
1/ Một điểm sáng S cách màn một khoảng cách SH = 1m. Tại trung điểm M của
SH ngời ta đặt tấm bìa hình tròn, vuông góc với SH.
a- Tính bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính bìa là R = 10 cm.
b- Thay điểm sáng S bằng một hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm.
Tìm bán kính vùng tối và vùng nửa tối.
Đs: a) 20 cm
b) Vùng tối: 18 cm
Vùng nửa tối: 4 cm
2/ Một ngời có chiều cao h, đứng ngay dới ngọn đèn treo ở độ cao H (H > h). Ngời
này bớc đi đều với vận tốc v. Hãy xác định chuyển động của bóng của đỉnh đầu in trên
mặt đất.
ĐS: V =
v
hH
H
ì

Loại 2: Vẽ đờng đi của tia sáng qua gơng phẳng, ảnh của vật qua
gơng phẳng.
Phơng pháp giải:
- Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng.
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới.
+ Góc phản xạ bằng góc tới.
- Dựa vào tính chất ảnh của vật qua gơng phẳng:
+ Tia phản xạ có đờng kéo dài đi qua ảnh của điểm sáng phát ra tia tới.
Thí dụ 1:

- Dựng ảnh A của A qua (M)
- Dựng ảnh A của A qua (N)
- Nối AB cắt (N) tại J
- Nối JA cắt (M) tại I
- Tia AIJB là tia cần vẽ.
Thí dụ 2: Hai gơng 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 gơng
(M) một đoạn SA = a. Xét một điểm O nằm trên đờng thẳng đi qua S và vuông góc với
AB có khoảng cách OS = h.
a) Vẽ đờng đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gơng (N) tại I và truyền
qua O.
5
A
A
B
B
O
I
J (N)
(M)
A
A
B
B
O J
I
(M)
(N)
A
A

- Đối với gơng (N) tia phản xạ HK phải có đờng kéo dài đi qua ảnh S của S qua
(N).
- Đối với gơng (M) để tia phản xạ từ KO đi qua O thì tia tới HK phải có đờng kéo
dài đi qua ảnh O của O qua (M).
Vì vậy ta có cách vẽ:
- Lấy S đối xứng với S qua (N); O đối xứng với O qua (M). Nối OS cắt (N) tại
H cắt (M) tại K. Tia SHKO là tia cần vẽ.
c) Tính IB, HB, KA.
Vì IB là đờng trung bình của

SSO nên IB =
22
hOS
=
Vì HB //OC =>
CS
BS
CO
HB
'
'
'
=
=> HB =
h
d
ad
CO
CS
BS

)2(
.

=



=


=


=
6
O
I
H
S
S
A
B
C
K
O
(N)
(M)
Thí dụ 3: Bốn gơng phẳng G
1
, G

có đờng kéo dài đi qua A
2
(là ảnh A qua G
2
)
- Tia tới G
3
là I
1
I
2
cho tia phản xạ I
2
I
3
có đờng kéo dài đi qua A
4
(là ảnh A
2
qua G
3
)
- Tia tới G
4
là I
2
I
3
cho tia phản xạ I
3

2
phải có đờng kéo
dài đi qua A
5
(là ảnh của A
3
qua G
3
).
Cách vẽ:
Lấy A
2
đối xứng với A qua G
2
; A
3
đối xứng với A qua G
4
Lấy A
4
đối xứng với A
2
qua G
3
; A
6
Đối xứng với A
4
qua G
4

6
Lấy A
5
đối xứng với A
3
qua G
3
Nối A
2
A
5
cắt G
2
và G
3
tại I
1
, I
2
Nối A
3
A
4
cắt G
3
và G
4
tại I
2
, I

Bài 3: Hai gơng phẳng G
1
; G
2
ghép sát nhau nh hình vẽ,

= 60
0
. Một điểm sáng
S đặt trong khoảng hai gơng và
cách đều hai gơng, khoảng cách từ S
đến giao tuyến của hai gơng là SO = 12 cm.
a) Vẽ và nêu cách vẽ đờng đi của tia
sáng tù S phản xạ lần lợt trên hai gơng rồi quay lại S.
b) Tìm độ dài đờng đi của tia sáng nói trên?
Bài 4: Vẽ đờng đi của tia sáng từ S sau khi phản xạ trên tất cả các vách tới B.
8
A
B
S M
A
O
(G
1
)
(G
2
)
S
(G

)(
3
)(
1
)(

NMNM
AAA
A

)(
6
)(
4
)(
2
)( MNMN
AAA

Từ bài toán ta có thể biễu diễn một số trờng hợp đơn giản.
Theo hình vẽ ta có:
Góc A
1
OA
2
= 2
Góc A
3
OA
4


= 120
0
. Một
điểm sáng A trớc hai gơng, cách giao tuyến của chúng 1 khoảng R = 12 cm.
a) Tính khoảng cách giữa hai ảnh ảo đầu tiên của A qua các gơng M
1
và M
2
.
b) Tìm cách dịch chuyển điểm A sao cho khoảng cách giữa hai ảnh ảo câu trên là
không đổi.
Giải a) Do tính chất đối xứng nên A
1
, A
2
, A
nằm trên một đờng tròn tâm O bán kính R = 12 cm. K
Tứ giác OKAH nội tiếp (vì góc K + góc H = 180
0
) H
Do đó Â = -
9
A
A
1
A
2
A
3

1
A
2
)
=> A
2
OA
1
= 2( - ) = 120
0

A
2
OA
1
cân tại O có góc O = 120
0
; cạnh A
2
0 = R = 12 cm
=> A
1
A
2
= 2R.sin30
0
= 12
3
b) Từ A
1

ảnh ảo đối xứng với vật qua gơng nên ta có:
SS
1
= a
SS
3
= 3a
SS
5
= 5a

SS
n
= n a
Mắt tại M thấy đợc ảnh thứ n, nếu tia phản xạ trên gơng AB tại K lọt vào mắt và
có đờng kéo dài qua ảnh S
n
. Vậy điều kiện mắt thấy ảnh S
n
là: AK

AB
11
50
100
89
2
~ ==

= n

n
S
1
K
b) Vẽ đờng đi của tia sáng:
Bài tập tham khảo:
1- Một bóng đèn S đặt cách tủ gơng 1,5 m và nằm trên trục của mặt gơng. Quay
cánh tủ quanh bản lề một góc 30
0
. Trục gơng cánh bản lề 80 cm:
a) ảnh S của S di chuyển trên quỹ đạo nào?
b) Tính đờng đi của ảnh.
Loại 4: Xác định thị trờng của gơng.
Ta nhìn thấy ảnh của vật khi tia sáng truyền vào mắt ta có đờng kéo dài đi qua
ảnh của vật
Phơng pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép của gơng. Từ đó vẽ các tia phản xạ sau đó ta
sẽ xác định đợc vùng mà đặt mắt có thể nhìn thấy đợc ảnh của vật.
Thí dụ 1: bằng cách vẽ hãy tìm vùng không gian
mà mắt đặt trong đó sẽ nhìn thấy ảnh của toàn bộ vật
sáng AB qua gơng G.
Giải
Dựng ảnh AB của AB qua gơng. Từ A và B vẽ các tia qua hai mép gơng. Mắt
chỉ có thể nhìn thấy cả AB nếu đợc đặt trong vùng gạch chéo.
11
A
B
D
C
S
M

c) Nếu cả hai ngời cùng đi dần tới gơng theo phơng vuông góc với gơng thì họ có
thấy nhau qua gơng không?
Biết MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm.
Giải
a) Vẽ thị trờng của hai ngời.
- Thị trờng của A giới hạn bởi góc MAN,
của B giới hạn bởi góc MBN.
- Hai ngời không thấy nhau vì ngời này
ở ngoài thị trờng của ngời kia.
b) A cách gơng bao nhiêu m.
Cho A tiến lại gần. Để B thấy đợc ảnh A
của A thì thị trờng của A phải nh hình vẽ sau:

AHN ~

BKN
->
mAHBKAH
KN
AN
BK
AH
5,0
1
5,0
1 ====
12
A
M N
H

MIK ~ MAB => IK =
m
ABBA
85,0
22
==


BKH ~

BMB => KH =
m
MB
8,0
2
=
Vậy chiều cao tối thiểu của gơng là 0,85 m
Gơng đặt cách mặt đất tối đa là 0,8 m
Bài tập tham khảo:
Bài1: Một hồ nớc yên tĩnh có bề rộng 8 m. Trên bờ hồ có một cột trên cao 3,2 m
có treo một bóng đèn ở đỉnh. Một ngời đứng ở bờ đối diện quan sát ảnh của bóng đèn,
mắt ngời này cách mặt đất 1,6 m.
a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ trên mặt nớc tới mắt ngời quan sát.
b) Ngời ấy lùi xa hồ tới khoảng cách nào thì không còn thấy ảnh ảnh của bóng
đèn?
Bài 2: Một gơng phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm. Đặt mắt tại O trên trục Ix
vuông góc với mặt phẳng gơng và cách mặt gơng một đoạn OI = 40 cm. Một điểm sáng
S đặt cách mặt gơng 120 cm, cách trục Ix một khoảng 50 cm.
a) Mắt có nhìn thấy ảnh S của S qua gơng không? Tại sao?
b) Mắt phải chuyển dịch thế nào trên trục Ix để nhìn thấy ảnh S của S. Xác định

I
K
K
S
R
1
M
1
M
2
N
2
R
2
N
1
O
P
i
i
i' i'
J
I
(góc có cạnh tơng ứng vuông góc).
Xét

IPJ có IJR
2
= JIP + IPJ
Hay 2i = 2i + => = 2( i i ) (1)

2
, sau khi phản xạ ở G
2
thì đập vào G
1
và phản xạ trên G
1
một lần nữa. Tia phản
xạ cuối cùng vuông góc với M
1
M
2
. Tính

.
Giải
- Vẽ tia phản xạ SI
1
vuông góc với (G
1
)
- Tia phản xạ là I
1
SI
2
đập vào (G
2
)
- Dựng pháp tuyến I
2

3
M
1
= I
2
I
3
O = 90
0
- 2 => I
3
M
1
K = 2

M
1
OM cân ở O => + 2 + 2 = 5 = 180
0
=> = 36
0
Vậy = 36
0
Bài tập tham khảo:
Bài 1: Chiếu 1 tia sáng SI tới một gơng phẳng G. Nếu quay tia này xung quanh
điểm S một góc thì tia phản xạ quay một góc bằng bao nhiêu?
Bài 2: Hai gơng phẳng G
1
và G
2