Đ C NG B I D NG H C SINH GI I V T Lí L P 9 Ề ƯƠ Ồ ƯỠ Ọ Ỏ Ậ Ớ
PH N QUANG H CẦ Ọ
I- TÓM T T LÝ THUY T.Ắ Ế
1/ Khái ni m c b n: ệ ơ ả
- Ta nh n bi t đ c ánh sáng khi có ánh sáng đi vào m t ta.ậ ế ượ ắ
- Ta nhìn th y đ c m t v t khi có ánh sáng t v t đó mang đ n m t ta. Ánhấ ượ ộ ậ ừ ậ ế ắ
sáng y có th do v t t nó phát ra (ấ ể ậ ự Ngu n sángồ) ho c h t l i ánh sáng chi u vào nó.ặ ắ ạ ế
Các v t y đ c g i là ậ ấ ượ ọ v t sángậ.
- Trong môi tr ng trong su t và đ ng tính ánh sáng truy n đi theo 1 đ ngườ ố ồ ề ườ
th ng.ẳ
- Đ ng truy n c a ánh sáng đ c bi u di n b ng m t đ ng th ng có h ngườ ề ủ ượ ể ễ ằ ộ ườ ẳ ướ
g i là ọtia sáng.
- N u ngu n sáng có kích th c nh , sau v t ch n sáng s có vùng t i.ế ồ ướ ỏ ậ ắ ẽ ố
- N u ngu n sáng có kích th c l n, sau v t ch n sáng s có vùng t i và vùngế ồ ướ ớ ậ ắ ẽ ố
n a t i.ử ố
2/ S ph n x ánh sáng.ự ả ạ
- Đ nh lu t ph n x ánh sáng.ị ậ ả ạ
+ Tia ph n x n m trong m t ph ng ch a tia t i và đ ng pháp tuy n v iả ạ ằ ặ ẳ ứ ớ ườ ế ớ
g ng đi m t i.ươ ở ể ớ
+ Góc ph n x b ng góc t i.ả ạ ằ ớ
- N u ếđ t m t v t tr c g ng ph ngặ ộ ậ ướ ươ ẳ thì ta quan sát đ c nh c a v tượ ả ủ ậ
trong g ng.ươ
+ nh trong g ng ph ng là nh o, l n b ng v t, đ i x ng v i v t quaẢ ươ ẳ ả ả ớ ằ ậ ố ứ ớ ậ
g ng.ươ
+ Vùng quan sát đ c là vùng ch a các v t n m tr c g ng mà ta th y nhượ ứ ậ ằ ướ ươ ấ ả
c a các v t đó khi nhìn vào g ng.ủ ậ ươ
+ Vùng quan sát đ c ph thu c vào kích th c c a g ng và v trí đ t m t.ượ ụ ộ ướ ủ ươ ị ặ ắ
II- PHÂN LO I BÀI T PẠ Ậ .
LO I 1Ạ: BÀI T P V S TRUY N TH NG C A ÁNH SÁNGẬ Ề Ự Ề Ẳ Ủ .
Ph ng pháp giươ ả i : D a trên đ nh lu t truy n th ng ánh sáng.ự ị ậ ề ẳ
Thí d 1ụ: M t đi m sáng đ t cách màn 1 kho ng 2m, gi a đi m sáng và mànộ ể ặ ả ữ ể
ng i ta đ t 1 đĩa ch n sáng hình tròn sao cho đĩa song song v i màn và đi m sángườ ặ ắ ớ ể
n m trên tr c đi qua tâm và vuông góc v i đĩa.ằ ụ ớ
1
a) Tìm đ ng kính c a bóng đen in trên màn bi t đ ng kính c a đĩa d = 20cmườ ủ ế ườ ủ
và đĩa cách đi m sáng 50 cm.ể
b) C n di chuy n đĩa theo ph ng vuông góc v i màn m t đo n bao nhiêu, theoầ ể ươ ớ ộ ạ
chi u nào đ đ ng kính bóng đen gi m đi m t n a?ề ể ườ ả ộ ử
c) Bi t đĩa di chuy n đ u v i v n t c v= 2m/s. Tìm v n t c thay đ i đ ngế ể ề ớ ậ ố ậ ố ổ ườ
kính c a bóng đen.ủ
d) Gi nguyên v trí c a đĩa và màn nh câu b thay đi m sáng b ng v t sángữ ị ủ ư ể ằ ậ
hình c u đ ng kính dầ ườ 1 = 8cm. Tìm v trí đ t v t sáng đ đ ng kính bóng đen v nị ặ ậ ể ườ ẫ
nh câu a. Tìm di n tích c a vùng n a t i xung quanh bóng đen?ư ệ ủ ử ố
Gi iả
a) G i AB, A’B’ l n l t là đ ng kính c a đĩa và c a bóng đen. Theo đ nh lýọ ầ ượ ườ ủ ủ ị
Talet ta có:
cm
SI
SIAB
BA
SI
SI
BA
AB 80
50
200.20'.
''
''' ===⇒=
b) G i Aọ2, B2 l n l t là trung đi m c a I’A’ và I’B’. Đ đ ng kính bóng đenầ ượ ể ủ ể ườ
gi m đi m t n a(t c là Aả ộ ử ứ 2B2) thì đĩa AB ph i n m v trí Aả ằ ở ị 1B1. Vì v y đĩa AB ph iậ ả
d ch chuy n v phía màn .ị ể ề
Theo đ nh lý Talet ta có :ị
cmSI
BA
BA
SI
SI
SI
BA
BA 100200.
40
20
'.
'22
11
1
1
22
11 ===⇒=
V y c n d ch chuy n đĩa m t đo n IIậ ầ ị ể ộ ạ 1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm
c) Th i gian đ đĩa đi đ c quãng đ ng I Iờ ể ượ ườ 1 là:
t =
v
s
=
v
II1
=
2
5,0
= 0,25 s
T c đ thay đ i đ ng kính c a bóng đen là:ố ộ ổ ườ ủ
v’ =
t
BA -BA
22
′′
=
25,0
4,08,0 −
= 1,6m/s
d) G i CD là đ ng kính v t sáng, O là tâm .Ta có:ọ ườ ậ
2
S
A
B
A1
B1
II1
A'
A2
I'
B2
B'
4
1
4
1
80
20
33
3333 =
′
+
⇒==
′′
=
′IIMI
MI
BA
BA
IM
MI
=> MI3 =
M t khác ặ
cmMIMO
BA
CD
MI
MO
3
40
3
100
5
2
5
2
5
2
20
8
3
333
=×==⇒===
=> OI3 = MI3 – MO =
cm20
3
60
3
40
3
100 ==−
V y đ t v t sáng cách đĩa m t kho ng là 20 cmậ ặ ậ ộ ả
- Di n tích vùng n a t i S = ệ ử ố
22222
215080)4080(14,3)( cmAIAI ≈−=
′′
−
′
π
Thí d 2ụ: Ng i ta d đ nh m c 4 bóng đèn tròn 4 góc c a m t tr n nhà hìnhườ ự ị ắ ở ủ ộ ầ
vuông, m i c nh 4 m và m t qu t tr n đúng gi a tr n nhà, qu t tr n có s i cánh làỗ ạ ộ ạ ầ ở ữ ầ ạ ầ ả
0,8 m (kho ng cách t tr c đ n đ u cánh), bi t tr n nhà cao 3,2 m tính t m t sàn.ả ừ ụ ế ầ ế ầ ừ ặ
Hãy tính toán thi t k cách treo qu t tr n đ khi qu t quay, không có đi m nào trênế ế ạ ầ ể ạ ể
m t sàn loang loáng.ặ
Gi iả Đ khi qu t quay, không m t đi m nào trên sàn sáng loang loáng thì bóngể ạ ộ ể
c a đ u mút cánh qu t ch in trên t ng và t i đa là đ n chân t ng C,D vì nhà hìnhủ ầ ạ ỉ ườ ố ế ườ
h p vuông, ta ch xét tr ng h p cho m t bóng, còn l i là t ng t .ộ ỉ ườ ợ ộ ạ ươ ự
G i L là đ ng chéo c a tr n nhà thì L = 4ọ ườ ủ ầ
2
= 5,7 m
Kho ng cách t bóng đèn đ n góc chân t ng đ i di n:ả ừ ế ườ ố ệ
S1D =
22 LH −
=
22 )24()2,3( +
=6,5 m
T là đi m treo qu t, O là tâm quay c a qu tể ạ ủ ạ
A,B là các đ u mút khi cánh qu t quay.ầ ạ
Xét
∆
S1IS3 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
===×=⇒=
Kho ng cách t qu t đ n đi m treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 mả ừ ạ ế ể
3
MCA3
B3
D
B2
B’
I’
A’
A2
I3
O
L
T
I
B
A
S
1
S3
D
C
O
H
R
V y qu t ph i treo cách tr n nhà t i đa là 1,15 m.ậ ạ ả ầ ố
BÀI T P THAM KH O:Ậ Ả
1/ M t đi m sáng S cách màn m t kho ng cách SH = 1m. T i trung đi m Mộ ể ộ ả ạ ể
c a SH ng i ta đ t t m bìa hình tròn, vuông góc v i SH.ủ ườ ặ ấ ớ
a- Tính bán kính vùng t i trên màn n u bán kính bìa là R = 10 cm.ố ế
b- Thay đi m sáng S b ng m t hình sáng hình c u có bán kính R = 2cm.ể ằ ộ ầ
Tìm bán kính vùng t i và vùng n a t i.ố ử ố
Đs: a) 20 cm
b) Vùng t i: 18 cmố
Vùng n a t i: 4 cmử ố
2/ M t ng i có chi u cao h, đ ng ngay d i ng n đèn treo đ cao H (H > h).ộ ườ ề ứ ướ ọ ở ộ
Ng i này b c đi đ u v i v n t c v. Hãy xác đ nh chuy n đ ng c a bóng c a đ nhườ ướ ề ớ ậ ố ị ể ộ ủ ủ ỉ
đ u in trên m t đ t.ầ ặ ấ
ĐS: V =
v
hH
H×
−
LO I 2Ạ: V Đ NG ĐI C A TIA SÁNG QUA G NG PH NG, NH C AẼ ƯỜ Ủ ƯƠ Ẳ Ả Ủ
V T QUA G NG PH NG.Ậ ƯƠ Ẳ
Ph ng pháp gi i:ươ ả
- D a vào đ nh lu t ph n x ánh sáng.ự ị ậ ả ạ
+ Tia ph n x n m trong m t ph ng ch a tia t i và pháp tuy n t i đi mả ạ ằ ặ ẳ ứ ớ ế ạ ể
t i.ớ
+ Góc ph n x b ng góc t i.ả ạ ằ ớ
- D a vào tính ch t nh c a v t qua g ng ph ng:ự ấ ả ủ ậ ươ ẳ
+ Tia ph n x có đ ng kéo dài đi qua nh c a đi m sáng phát ra tia t iả ạ ườ ả ủ ể ớ .
Thí d 1ụ:
Cho 2 g ng ph ng M và N có h p v i nhau m t góc ươ ẳ ợ ớ ộ
α
và có m t ph n xặ ả ạ
h ng vào nhau. A, B là hai đi m n m trong kho ng 2 g ng. Hãy trình bày cách vướ ể ằ ả ươ ẽ
4
S
S’
I J
đ ng đi c a tia sáng t A ph n x l n l t trên 2 g ng M, N r i truy n đ n Bườ ủ ừ ả ạ ầ ượ ươ ồ ề ế
trong các tr ng h p sau:ườ ợ
a)
α
là góc nh nọ
b)
α
l góc tùầ
c) Nêu đi u ki n đ phép v th c hi n đ c.ề ệ ể ẽ ự ệ ượ
Gi iả
a,b) G i A’ là nh c a A qua M, B’ là nh c a B qua N.ọ ả ủ ả ủ
Tia ph n x t I qua (M) ph i có đ ng kéo dài đi qua A’. Đ tia ph n x quaả ạ ừ ả ườ ể ả ạ
(N) J đi qua đi m B thì tia t i t i J ph i có đ ng kéo dài đi qua B’. T đó trong cở ể ớ ạ ả ườ ừ ả
hai tr ng h p c a ườ ợ ủ
α
ta có cách v sau:ẽ
- D ng nh A’ c a A qua (M) (A’ đ i x ng A qua (M)ự ả ủ ố ứ
- D ng nh B’ c a B qua (N) (B’ đ i x ng B qua (N)ự ả ủ ố ứ
- N i A’B’ c t (M) và (N) l n l t t i I và Jố ắ ầ ượ ạ
- Tia A IJB là tia c n v .ầ ẽ
c) Đ i v i hai đi m A, B cho tr c. ố ớ ể ướ Bài toán ch v đ c khi A’B’ c t c haiỉ ẽ ượ ắ ả
g ng (M) và(N)ươ
(Chú ý: Đ i v i bài toán d ng này ta còn có cách v khác là:ố ớ ạ ẽ
- D ng nh A’ c a A qua (M)ự ả ủ
- D ng nh A’’ c a A’ qua (N)ự ả ủ
- N i A’’B c t (N) t i Jố ắ ạ
- N i JA’ c t (M) t i Iố ắ ạ
- Tia AIJB là tia c n v .ầ ẽ
5
A’
AB
B’
O
I
J (N)
(M) A
A’
B’
B
O J
I
(M)
(N)
A’
AB
B’
O
I
J (N)
(M) A
A’
B’
B
O J
I
(M)
(N)
A’
A
O
I
J
A’’
B