CHƯƠNG V: ÁNH SÁNG

BÀI 17 - ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT QUA GƯƠNG PHẲNG

I. NHẬN BIẾT (4 câu)

Câu 1: Trình bày khái niệm ảnh của vật qua gương phẳng.

Trả lời:

Hình của vật nhìn thấy trong gương phẳng được gọi là ảnh của vật qua gương phẳng.

Câu 2: Nêu tính chất ảnh của vật qua gương phẳng.

Trả lời:

-      Ảnh của vật qua gương phẳng là ảnh ảo (không hứng được trên màn chắn).

-      Độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật, khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương phẳng (ảnh và vật đối xứng nhau qua gương phẳng).

Câu 3: Trình bày các bước dựng ảnh của vật qua gương phẳng dựa vào định luật phản xạ ánh sáng.

Trả lời:

Ví dụ: Dựng ảnh của một điểm S (nguồn sáng rất nhỏ)

-      Bước 1. Từ S vẽ một chùm sáng được giới hạn bởi hai tia sáng SI₁ và SI₂ tới gương.

-      Bước 2. Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, vẽ chùm tia sáng phản xạ được giới hạn bởi các tia sáng phản xạ I₁R₁ và I₂R₂ tương ứng.

-      Bước 3. Tìm giao điểm S’ của chùm phản xạ bằng cách kéo dài các tia sáng phản xạ (biểu diễn bằng nét đứt). Các đường này cắt nhau tại S’. S’ là ảnh ảo của S.

Khi đặt màn hứng chùm tia sáng phản xạ ta sẽ thấy ảnh S’ và có cảm giác như ánh sáng xuất phát từ S’ tới mắt ta.

Câu 4: Trình bày các bước dựng ảnh của vật qua gương phẳng dựa vào tính chất ảnh.

Trả lời:

Ví dụ: Dựng ảnh của vật AB qua gương phẳng

-      Bước 1. Kẻ AH, BK vuông góc với mặt gương, kéo dài AH và BK lấy A’H = AH, B’K = BK. A’ là ảnh của A, B’ là ảnh của B qua gương.

-      Bước 2. Nối A’ và B’ ta được ảnh A’B’ của vật AB qua gương.

II. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: Lấy ví dụ minh họa ảnh của vật qua gương phẳng.

Trả lời:

Ví dụ: Ảnh của em bé qua gương phẳng.

Câu 2: So sánh khoảng cách từ ảnh tới gương phẳng với khoảng cách từ vật đến gương phẳng.

Trả lời:

Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ vật đến gương.

Câu 3: So sánh độ lớn của ảnh với độ lớn của vật.

Trả lời:

Độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật.

Câu 4: Ảnh của chữ “ME” qua gương phẳng là chữ gì?

Trả lời:

Vì vật và ảnh đối xứng nhau qua gương phẳng nên ảnh của chữ “ME” là chữ “EM”.

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Tại sao chỉ nhìn thấy ảnh S’ mà không thể thu được ảnh này trên màn chắn.

Trả lời:

Ta chỉ nhìn thấy ảnh S’ mà không thể thu được ảnh này trên màn chắn vì:

-      Mắt ta nhìn thấy ảnh ảo S’ vì S’ nằm trong vùng ánh sáng của chùm tia phản xạ truyền đến mắt ta.

-      Ảnh S’ không hứng được trên màn chắn vì S’ là giao điểm của chùm phản xạ bằng cách kéo dài các tia sáng phản xạ nên không có ánh sáng thật đến ảnh ảo.

=> Ảnh ảo có thể nhìn thấy được nhưng không hứng được trên màn chắn

Câu 2: Làm thế nào để biểu diễn ảnh của một vật qua gương phẳng mà không cần vẽ tia sáng?

Trả lời:

Lấy S’ đối xứng với S qua gương.

Câu 3: Tại sao ảnh của vật qua gương phẳng lại đảo chiều?

Trả lời:

Ảnh của vật qua gương phẳng lại đảo chiều do quá trình phản xạ ánh sáng. Khi ánh sáng từ vật phản xạ từ mặt phẳng của gương, nó sẽ bị đảo chiều vì hướng phản xạ của ánh sáng theo luật phản xạ gương. Điều này dẫn đến việc hình ảnh của vật khi phản xạ từ gương sẽ đảo chiều so với vật gốc. 

Câu 4: Tại sao chúng ta thấy hình ảnh phản chiếu trong gương?

Trả lời:

Chúng ta thấy hình ảnh phản chiếu trong gương vì ánh sáng phản chiếu lại từ một bề mặt phẳng, trong trường hợp này là bề mặt của gương. Khi ánh sáng từ nguồn chiếu chiếu vào một bề mặt, nó sẽ được phản chiếu lại theo góc bằng với góc inciden (góc tạo thành giữa ánh sáng và mặt bề mặt). Vì gương có bề mặt phẳng, ánh sáng sẽ được phản chiếu mà không thay đổi hướng di chuyển ban đầu. Do đó, khi chúng ta đứng trước gương, ánh sáng từ hình ảnh của chúng ta được phản chiếu lại và đi vào mắt chúng ta, tạo thành hình ảnh phản chiếu mà chúng ta thấy trong gương.

IV. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Hình phản chiếu qua gương có những ứng dụng nào trong cuộc sống hàng ngày?

Trả lời:

Hình phản chiếu qua gương có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Dưới đây là một số ví dụ:

-       Trang điểm: Khi trang điểm, chúng ta thường sử dụng gương để xem mặt mình và áp dụng phấn và son môi một cách chính xác. Hình phản chiếu qua gương giúp chúng ta nhìn rõ được những vùng trang điểm cần thiết, đảm bảo chúng ta có một vẻ ngoài hoàn hảo.

-      Tạo kiểu tóc: Khi tạo kiểu cho tóc, gương cũng là công cụ quan trọng. Hình phản chiếu qua gương cho phép chúng ta nhìn rõ từng phần của mái tóc, giúp chúng ta dễ dàng tạo kiểu theo ý muốn và điều chỉnh các chi tiết nhỏ.

-      Tự sửa chữa và làm việc nhỏ: Trong việc sửa chữa và làm việc nhỏ trong nhà, ví dụ như thay đổi ổ cắm điện hay làm móng tay, hình phản chiếu qua gương cho phép chúng ta nhìn rõ vị trí và vận động của tay, giúp đảm bảo sự chính xác và an toàn trong công việc.

-      Tự cải thiện: Trong yoga và tập luyện, hình phản chiếu qua gương có thể được sử dụng để xem và điều chỉnh các động tác và tư thế. Chúng ta có thể thấy rõ cơ thể của mình và điều chỉnh tư thế một cách chính xác để đạt được hiệu quả tốt nhất trong việc rèn luyện và tăng cường sức khỏe.

Câu 2: Gương phẳng được ứng dụng như thế nào trong các thiết bị và ứng dụng công nghệ hiện đại?

Trả lời:

-      Trong thiết kế quang học: dùng để phản xạ và điều chỉnh hướng của ánh sáng trong các thiết bị quang học, như các hệ thống quang học trong thiết bị y tế, máy quang học, hoặc ống nhòm.

-      Trong các thiết bị điện tử: sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy ảnh, máy quay phim, và cả trong màn hình hiển thị để phản xạ hình ảnh và tạo điều kiện để người sử dụng có thể quan sát hình ảnh dễ dàng.

-      Trong công nghiệp quảng cáo và trình diễn: sử dụng để tạo hiệu ứng quảng cáo đặc biệt và ánh sáng trong các sân khấu, trình diễn, hoặc các sự kiện giải trí.

-      Trong các thiết bị phát sáng: sử dụng để tập trung và tăng cường ánh sáng trong các thiết bị đèn hiện đại và hệ thống chiếu sáng công cộng, giúp tối ưu hóa hiệu suất chiếu sáng.

-      Trong ngành sản xuất: sử dụng trong quá trình sản xuất và kiểm tra sản phẩm, trong việc kiểm tra và điều chỉnh kích thước, hình dạng và chất lượng bề mặt của các sản phẩm công nghiệp.

Câu 3: Ảnh từ gương phẳng có thể được sử dụng trong việc tạo hình ảnh và thị giác nhân tạo như thế nào?

Trả lời:

-      Ảnh từ gương phẳng có thể được sử dụng trong việc tạo hình ảnh và thị giác nhân tạo thông qua việc áp dụng nguyên lý phản chiếu ánh sáng và quy luật hình ảnh của vật qua gương phẳng.

-      Khi ánh sáng từ một vật được phản chiếu từ gương phẳng, ảnh của vật sẽ được tạo ra. Theo quy luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ bằng với góc tới, cho phép chúng ta tính toán vị trí và đặc tính hình ảnh tạo ra từ gương phẳng.

-      Trong thị giác nhân tạo, nguyên tắc này có thể được áp dụng trong việc tạo ra hình ảnh số hoặc đồ họa 3D. Bằng cách mô phỏng lại quá trình phản chiếu từ gương phẳng, chúng ta có thể tạo ra hình ảnh số chân thực và thị giác nhân tạo. Các phần mềm và công nghệ hiện đại có thể sử dụng các thuật toán phản chiếu ánh sáng để tạo ra hình ảnh số dựa trên nguyên tắc của gương phẳng.

-      Ngoài ra, trong lĩnh vực thị giác máy tính, hệ thống tracking và AR cũng sử dụng nguyên tắc về phản chiếu từ gương phẳng để theo dõi vật thể và áp dụng hình ảnh số vào thực tại. Các ứng dụng này có thể tạo ra trải nghiệm thị giác nhân tạo tương tác và hấp dẫn.