Câu 5 (2,0 điểm): Cho gương phẳng hình vuông cạnh a đặt thẳng đứng trên sàn nhà, mặt hướng vào tường và song song với tường. Trên sàn nhà, sát chân tường, trước gương có nguồn sáng điểm S. a) Xác định kích thước của vệt sáng trên tường do chùm tia phản xạ từ gương tạo nên. b) Khi gương dịch chuyển với vận tốc v vuông góc với tường (sao cho gương luôn ở vị trí thẳng đứng và song song với tường) thì ảnh S’ của S và kích thước của vệt sáng thay đổi như thế nào? Giải thích? Tìm vận tốc của ảnh S’.

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

Xét sự phản xạ ánh sáng nằm trong mặt phẳng thẳng đứng

Ta có S’  là ảnh của Svà đối xứng với S qua gương, Δ∆S’SC có AB là đường trung bình nên SC = 2Ab = 2a.

Tương tự với các cạnh còn lại vậy vệt sáng trên tường là hình vuông có cạnh =2a

b,  

Khi nguồn sáng S ở sát chân tườngvà di chuyển gương theo phương vuông góc với tường(đến gần hoặc ra xa tường)thì kích thước của vệt sáng không thay đổi. Luôn là hinhg vuông cạnh là 2a. Vì SC luôn bằng 2AB = 2a

Trong khoảng thời gian t gương di chuyển với vận tốc v và đi được quãng đường BB’ = vt.

Cũng trong thời gian đó ảnh S’ của S dịch chuyển với vận tốc v’ và đi được quãng đường S’S” = v’t

Theo tính chất ảnh và vật đối xứng nhau qua gương ta có:

SB’ = B’S” <=>SB + BB’ = B’S’+S’S”       (1)

SB = BS’ <=> SB = BB’ + B’S’                  (2)

Thay (2) và (1) ta có: BB’ + B’S’+ BB’ = B’S’+S’S” <=> 2BB’ = S’S”

Hay v’t = 2vt <=> v’ =2v