Giải SGK Khoa học tự nhiên 7 Bài 13 (Cánh diều): Sự phản xạ ánh sáng

Giải bài tập KHTN lớp 7 Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng

Video giải KHTN 7 Bài 13: Sự phản xạ ánh sáng – Cánh diều

Mở đầu trang 69 KHTN lớp 7: Ban đêm, trong một phòng không có ánh đèn, em sẽ không thể nhìn rõ các vật trong phòng. Nếu có ánh sáng từ đèn ở ngoài đường hoặc ánh trăng lọt vào phòng, em sẽ có thể nhìn rõ các vật trong phòng.

Chúng ta có thể nhìn thấy các vật là do ánh sáng từ nguồn chiếu đến các đồ vật rồi hắt lại đến mắt ta. Hiện tượng ánh sáng bị hắt lại khi gặp bề mặt một vật gọi là sự phản xạ ánh sáng. Ánh sáng sẽ phản xạ trên một bề mặt như thế nào?

Trả lời:

Ánh sáng phản xạ trên một bề mặt tuân theo định luật phản xạ ánh sáng:

+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phản xạ ở điểm tới.

+ Góc phản xạ bằng góc tới.

1. Sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt các vật

Luyện tập 1 trang 70 KHTN lớp 7: Quan sát hình 13.4, so sánh sự phản xạ của ánh sáng trong hai trường hợp phản xạ và phản xạ khuếch tán tại các bề mặt.

Trả lời:

Giống nhau: tia sáng khi gặp mặt phân cách đề bị phản xạ ngược trở lại.

Khác nhau:

Phản xạ	Phản xạ khuếch tán
– Xảy ra trên bề mặt các vật nhẵn bóng như gương, mặt nước,…- Các tia phản xạ song song nhau- Ta nhìn thấy được hình ảnh của vật.	– Xảy ra trên bề mặt các vật không nhẵn bóng như thảm len…- Các tia phản xạ không song song- Ta không nhìn thấy được hình ảnh của vật.

2. Định luật phản xạ ánh sáng

Câu hỏi 1 trang 71 KHTN lớp 7: Từ số liệu thu được trong thí nghiệm, em có nhận xét gì về mối liên hệ giữa góc phản xạ và góc tới?

Phương pháp giải:

Quan sát bảng

Trả lời:

Từ bảng 13.1 ta thấy: góc tới bằng góc phản xạ

Luyện tập 2 trang 71 KHTN lớp 7: Hình 13.7 vẽ một tia tới SI chiếu lên gương phẳng G.

a) Vẽ tia phản xạ.

b) Nếu giữ nguyên tia tới SI, làm thế nào để có tia phản xạ hướng theo phương thẳng đứng. Tiến hành thí nghiệm kiểm tra đề xuất của em.

Phương pháp giải:

– Khi vẽ hình luôn đảm bảo góc tới bằng góc phản xạ: i = i’

– Pháp tuyến luôn luôn vuông góc với mặt gương, và là tia phân giác của góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ.

Trả lời:

a) Cách vẽ:

– Qua I dựng pháp tuyến IN vuông góc với mặt gương.

– Qua I kẻ tia phản xạ IR sao cho góc tới bằng góc phản xạ: $\widehat{SIN}$=$\widehat{NIR}$

b) Vị trí đặt gương như hình

Cách vẽ:

Vì tia phản xạ IR phải có hướng thẳng đứng từ dưới lên theo yêu cầu bài toán nên:

+ Đầu tiên ta vẽ tia tới SI và tia phản xạ IR như đề bài đã cho.

+ Pháp tuyến IN luôn là tia phân giác của $\widehat{SIN}$, do đó tiếp theo ta vẽ tia phân giác của góc $\widehat{SIN}$.

+ Đường phân giác IN này luôn vuông góc với gương tại điểm tới. Nên ta xác định được vị trí của mặt gương bằng cách quay gương sao cho mặt gương vuông góc với IN. Đây là vị trí gương cần xác định.

3. Ảnh của vật qua gương phẳng

Vận dụng 1 trang 72 KHTN lớp 7: Kính tiềm vọng là một dụng cụ giúp nhìn thấy vật bị che khuất.

Hình 13.8 là sơ đồ cấu tạo một kính tiềm vọng đơn giản, bao gồm hai gương đặt nghiêng 45o so với phương ngang, có bề mặt phản xạ hướng vào nhau. Em hãy vẽ lại sơ đồ cấu tạo kính tiềm vọng này vào vở và vẽ tiếp đường truyền của ánh sáng tới mắt để giải thích vì sao có thể sử dụng kính tiềm vọng để nhìn thấy vật bị che khuất.

Trả lời:

– Tại các điểm tới I, J dựng pháp tuyến vuông góc với mặt gương.

– Tại các điểm tới I, J kẻ tia phản xạ sao cho góc tới bằng góc phản xạ.

Câu hỏi 2 trang 72 KHTN lớp 7: Có những cách nào để đọc được dòng chữ dưới đây dễ dàng hơn?

Trả lời:

– Cách 1: Viết lại dòng chữ lên giấy, dí nét bút thật mạnh khi viết, đọc dòng chữ từ mặt bên kia tờ giấy.

– Cách 2: Viết dòng chữ lên 1 tấm kính 2 mặt. Đọc dòng chữ từ mặt bên kia tấm kính.

⇨ Kết quả đọc được dòng chữ là: “ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG”.

Vận dụng 2 trang 72 KHTN lớp 7: Trong hình 13.10, có thể quan sát thấy ảnh của vật qua mặt ghế ở phần đã được đánh dầu bóng, còn ở phần chưa đánh dầu bóng thì không thấy. Hãy giải thích tại sao?

Trả lời:

– Phần được đánh dầu bóng có bề mặt nhẵn, bóng vì vậy có vai trò như một gương phẳng. Vì vậy ta có thể nhìn thấy ảnh của vật qua phần này.

– Phần chưa được đánh dầu bóng có bề mặt nhám, nên ở đây xảy ra hiện tượng phản xạ khuếch tán, vì vậy ta không nhìn thấy ảnh của vật qua phần này.

4. Dựng ảnh một vật qua gương phẳng

Câu hỏi 3 trang 73 KHTN lớp 7: Em hãy chứng minh khoảng cách từ S đến gương và từ S’ đến gương là bằng nhau (hình 13.12)

Trả lời:

Nối S với S’ cắt gương tại H.

❖ Xét tại điểm tới I1

Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: I1 = I2

Mặt khác ta lại có: I1 + I4 = 90o và I2 + I3 = 90o, nên suy ra I4 = I3

Lại có I3 = I5 (2 góc đối đỉnh)

=> I4 = I5    (1)

❖ Xét tại điểm tới I2: Chứng minh tương tự ta có: I4 = I5 và góc SI1I2 = S’I1I2

❖ Xét hai tam giác SI1I2 và S’I1I2 có:

I1I2 chung, I4 = I5, góc SI1I2 = S’I1I2

=> ∆ SI1I2 = ∆S’I1I2 => SI1 = S’I1 (2)

Xét hai tam giác SI1H và S’I1H có: HI1 chung, I4 = I5 và SI1 = S’I1 theo (1), (2)

=> ∆SI1H = ∆S’I1H

=> SH = S’H hay khoảng cách từ S tới gương bằng khoảng cách từ S’ tới gương.

Luyện tập 3 trang 73 KHTN lớp 7: Ảnh của một vật qua gương phẳng là tập hợp ảnh của tất cả các điểm trên vật. Hãy dựng ảnh của vật AB có hình mũi tên trong hình 13.13 bằng cách dựng ảnh của điểm A và điểm B rồi nối chúng lại với nhau.

Trả lời:

❖ Dựng ảnh A’ của A qua gương:

– Từ A hạ đường thẳng vuông góc với gương tại H.

– Trên tia AH lấy điểm A’ sao cho A’H = HA.

=> Vậy A’ là ảnh của A qua gương.

❖ Tương tự, dựng ảnh B’ của B qua gương

=> Nối A’ với B’ ta được ảnh A’B’ của AB qua gương.

Luyện tập 4 trang 74 KHTN lớp 7: Một học sinh cao 1,6m, có khoảng cách từ mắt đến đỉnh đầu là 8cm. Bạn học sinh này cần chọn một gương phẳng treo tường (hình 13.14) có chiều cao tối thiểu bằng bao nhiêu để có thể nhìn thấy toàn bộ ảnh của mình trong gương? Gương phẳng đã chọn cần được treo như thế nào?

Phương pháp giải:

– Để mắt nhìn thấy ảnh của đỉnh đầu và chân, thì tia phản xạ từ ảnh của đầu và chân phải đi tới mắt => Hình vẽ.

– Sử dụng tính chất đường trung bình của tam giác để tính: chiều cao tối thiểu của gương, gương treo cách mặt đất nhiều nhất một đoạn bằng bao nhiêu.

Trả lời:

– Giả sử gương đặt ở vị trí thỏa mãn bài ra, khi đó ta vẽ đường đi của các tia sáng như hình.

❖ Để mắt thấy được ảnh của chân thì mép dưới của gương cách mặt đất nhiều nhất là đoạn IK.

Xét ∆ B’BO có IK là đường trung bình nên:

$IK=\frac{OB}{2}=\frac{AB-AO}{2}=\frac{1,6-0,08}{2}=0,76(m)$

Để mắt thấy được ảnh của đỉnh đầu, thì mép trên của gương cách mặt đất ít nhất là đoạn JK

Xét ∆O’OA có JH là đường trung bình nên:

$JH=\frac{OA}{2}=\frac{8}{2}=4(cm)=0,04(m)$

Chiều cao tối thiểu của gương để thấy được toàn bộ ảnh là đoạn IJ.

IJ = JK – IK = 0,76 – 0,04 = 0,72 (m) = 72 (cm)

Vậy để cậu bé thấy được toàn bộ ảnh của mình trong gương cần một gương có chiều cao tối thiểu là 72cm, mép dưới của gương treo cách nền nhà nhiều nhất đoạn 76cm.

Vận dụng 3 trang 74 KHTN lớp 7: Chùa một cột (hình 13.15) là một vật có tính đối xứng gương, tức là có thể chia vật thành hai phần bằng nhau sao cho phần này giống như ảnh của phần kia qua một gương phẳng. Sưu tầm các tranh ảnh về các vật có tính đối xứng gương trong đời sống.

Trả lời:

Xem thêm các bài giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 7 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 12: Ánh sáng, tia sáng

Bài tập Chủ đề 6

Bài 14: Nam châm

Bài 15: Từ trường