S
I
R
α
β
Hình 1
S
I
R
α β
=
Hình 4
Giáo viên thực hiện: HUỲNH ĐỨC HÒA CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP GƯƠNG PHẲNG
DẠNG 1: XÁC ĐỊNH CÁCH BỐ TRÍ GƯƠNG PHẲNG.
BÀI TỐN : Tia sáng Mặt Trời nghiêng 1 góc
α
=48
0
so với phương ngang. Cần
đặt một gương phẳng như thế nào để đổi phương của tia sáng thành phương
nằm ngang?
Giải:
NHẬN XÉT:
Ta có thể giải bài tốn theo các bước như sau:
- Xác định góc
β
, góc hợp bởi tia tới và tia khúc xạ.
- Xác định phân giác của góc
β
- Kẻ đường vng góc với phân giác tại điểm tới ta được nét gương
- Vận dụng các phép tính hình học xác định số đo các góc
0
– 48
0
= 132
0
Dựng phân giác IN của góc
β
như hình 2.
Dễ dang suy ra: i’ = i = 66
0
Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ
đường thẳng vng góc với IN tại I ta sẽ được
nét gương PQ như hình 3.
Xét hình 3
:
Ta có:
·
0 0 0 0
QIR = 90 - i' = 90 - 66 = 24
Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với phương
ngang một góc
·
0
QIR =24
Trang 1
S
I
R
α
= 180
0
– 48
0
= 132
0
Dựng phân giác IN của góc
β
như hình 5.
Dễ dang suy ra: i’ = i = 24
0
Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng
vng góc với IN tại I ta sẽ được nét gương PQ như hình 6.
Xét hình 6
:
Ta có:
·
0 0 0 0
QIR = 90 - i' = 90 - 24 = 66
Vậy ta phải đặt gương phẳng hợp với phương ngang một góc
·
0
QIR =66
Trang 2
N
i
i'
S
I
khơng? Nếu có thì tia tới đi qua vị trí nào của hệ
Gợi ý cách giải:
- Hai gương phẳng này phải quay mặt phản xạ vào nhau. Vậy ta cần bố trí
chúng như thế nào (chúng hợp nhau 1 góc bao nhiêu độ?)
1> Ta có SI//JK =>
·
·
KNM+SMN
=180
0
Theo định luật phản xạ:
·
·
KNM=2O'NM
và
·
·
SMN=2O'MN
=>
· ·
0
O'NM+O'MN=90
=>
·
0
MO'N=90
=> Tứ giác MONO’ là hình chữ nhật
=> hai gương hợp nhau một góc 90
0
2) quay lại nguồn theo đường đi cũ
Gợi ý cách giải:
1) Để tia phản xạ trên gương thứ hai đi thẳng đến
nguồn, đường đi của tia sáng có dạng như hình 1.
Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có:
µ
µ
0
0
1 2
60
I =I 30
2
= =
=>
¶
0
JIO=60
Tương tự ta có:
¶
0
IJO=60
Do đó:
¶
0
IOJ=60
Kết luận:
Vậy: hai gương hợp với nhau một góc 60
0
2) Để tia sáng phản xạ trên gương thứ hai rồi quay
S
I
J
1
2
O
Hình 1
•
S
I
J
1
2
O
Hình 2
Giáo viên thực hiện: HUỲNH ĐỨC HÒA CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP GƯƠNG PHẲNG
DẠNG 2: BÀI TỐN QUAY GƯƠNG PHẲNG.
BÀI TỐN: Chiếu một tia sáng hẹp SI vào một gương phẳng. Nếu giữ ngun
tia này rồi cho gương quay một gốc
α
quanh một trục đi qua điểm tới và vng
gốc với tia tới thì tia phản xạ quay một gốc bao nhiêu?
NHẬN XÉT:
- Cần chú ý rằng, khi quay gương quanh một trục đi qua điểm tới và vng góc
với tia tới, lúc này góc quay gương bao nhiêu độ thì tia pháp tuyến quay một
góc bấy nhiêu độ.
- Chú ý cách vẽ hình: vị trí gương ban đầu nét liền, vị trí gương sau khi quay nét
đứt.
- Vận dụng thêm định luật phản xạ ánh sáng ta dễ dàng giải được bài tốn.
BÀI GIẢI:
- Hình vẽ khác đi so với ban đâu, và cách
tính góc quay cũng khác đi.
- Vận dụng các tính chất góc của hình học
khác của tam giác để tính góc quay
β
của
tia phản xạ.
Xét
ΔJII'
, ta có:
·
¶
II'R'=2i'=β+JII'=β+2i
(tính chất góc ngồi của
tam giác)
=>
β=2i' - 2i =2(i' - i)
(*)
Mặt khác, xét
ΔO'II'
, ta có:
Trang 5
I
S
N
N'
R
R'
α
α