Bài tập vật lí chuyên đề quang học nâng cao

CHUYÊN ĐỀ QUANG HỌC

Bài 1:

         Hai gương phẳng G₁ và G₂ đặt vuông góc nhau như hình vẽ. S là điểm sáng, M là một điểm cho trước. Hãy vẽ và trình bày cách vẽ một tia sáng phát ra từ S phản xạ trên gương G₁ và G₂ rồi qua điểm M.

Giải

- Lấy S₁ đối xứng với S qua gương G₁

- Lấy S₂ đối xứng với S₁ qua gương G₂

- Nối M với S₂ cắt gương G₂ tại I₂

- Nối I₂ với S₁ cắt gương G₁ tại I₁

- Vẽ tia sáng SI₁I₂M

                             

Bài 2:

          Một người có chiều cao h = 1,6m đứng dưới ngọn đèn S (S coi như nguồn sáng điểm) treo ở độ cao H = 4m. Người bước đi theo chuyển động thẳng đều với vận tốc v = 2m/s. Xác định vận tốc chuyển động của bóng đỉnh đầu này trên mặt đất.

Giải

- Các tia sáng bị chặn bởi người AB tạo thành khoảng tối trên mặt đất AA₁, AA₁ là bóng tối của người trên mặt đất. Khi người di chuyển một đoạn AA₂ = BB₁ thì bóng đỉnh đầu di chuyển một đoạn AA₁.

  

- Trong khoảng thời gian t , t = BB₁/v = AA₁/v^’

Suy ra: BB₁/AA₁ = v/v^’

- Mặt khác xét hai tam giác đồng dạng SBB₁ và SAA₁ ta có:

          BB₁/AA₁ = (H – h)/H

- Vận tốc chuyển động của bóng trên đỉnh đầu người này trên mặt đất là:

          v^' = v(H/(H – h)) = 10/3 m/s

Bài 3:

          Hai học sinh đứng trước gương G, tại hai điểm A, B có kích thước như hình vẽ.

 a). Bằng cách vẽ hãy xác định vùng nhìn thấy của mỗi học sinh. Hai học sinh có nhìn thấy nhau trong gương không?

b). Một trong hai học sinh dịch chuyển theo phương AB một đoạn 51 cm. Hỏi khi đó hai học sinh có thể nhìn thấy nhau trong gương không? Vì sao?

Giải

a).

- Điểm B không nằm trong vùng nhìn thấy của học sinh tại điểm A. Điểm A không nằm trong vùng nhìn thấy của học sinh tại điểm B. Do đó, hai học sinh này không nhìn thấy nhau qua gương phẳng.

b) Để hai học sinh có thể nhìn thấy nhau qua gương phẳng thì:

- Nếu học sinh đứng tại A đứng yên thì học sinh tại B phải dịch chuyển đến gần điểm A.

- Nếu học sinh đứng tại B đứng yên thì học sinh tại A phải dịch chuyển ra xa điểm B. Nếu dịch chuyển ngược hướng trên thì hai học sinh tiếp tục không nhìn thấy nhau.