Ảnh ảo là gì? Sự khác nhau giữa ảnh ảo và ảnh thật

Ảnh ảo là gì?

Ảnh ảo là hiện tượng quang học xảy ra khi ánh sáng phản chiếu từ một vật thể qua một gương phẳng, mà không thể thu được hình ảnh của vật đó trên một bề mặt chắn nào. Khác với ảnh thật, ảnh ảo chỉ tồn tại trong không gian không thể xác định được bằng cách đặt màn chắn. Ảnh ảo là một khái niệm rất quan trọng trong vật lý, đặc biệt là trong lĩnh vực quang học, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách ánh sáng tương tác với các bề mặt khác nhau.

Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

Để hiểu rõ hơn về ảnh ảo, chúng ta cùng tìm hiểu những đặc điểm chính của ảnh được tạo bởi gương phẳng:

• Ảnh ảo không thể hứng được trên màn chắn: Đây là đặc điểm nổi bật, cho thấy rằng ánh sáng từ vật phản chiếu ra không hội tụ tại một điểm cụ thể để có thể ghi nhận hình ảnh.

• Kích thước của ảnh: Ảnh ảo có kích thước lớn bằng với kích thước của vật thật, tức là nếu bạn đứng trước gương, hình ảnh trong gương sẽ có kích thước tương đương với bạn.

• Vị trí ảnh: Khoảng cách từ vật đến gương bằng với khoảng cách từ gương đến ảnh. Điều này có nghĩa là ảnh được tạo ra sẽ đối xứng với vật qua mặt gương.

Lưu ý:

• Tập hợp ảnh của toàn bộ các điểm trên vật được gọi là ảnh của vật.

• Các tia sáng từ điểm sáng S tới mặt gương phẳng sẽ cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’.

Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lồi

Khi ánh sáng chiếu vào gương cầu lồi, ảnh ảo được tạo ra có những đặc điểm sau:

• Ảnh ảo không thể hứng được trên màn chắn: Tương tự như trong trường hợp gương phẳng, ảnh này cũng không thể được ghi nhận trên bề mặt chắn nào.

• Kích thước của ảnh: Ảnh ảo được tạo bởi gương cầu lồi có kích thước nhỏ hơn vật thật, khiến cho ảnh trông bé hơn so với hình ảnh của vật mà chúng ta đang quan sát.

Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lõm

Gương cầu lõm cũng có thể tạo ra ảnh ảo, và các đặc điểm của ảnh này như sau:

• Ảnh ảo không thể hứng được trên màn chắn: Đặc điểm này cũng giữ nguyên khi sử dụng gương cầu lõm.

• Kích thước của ảnh: Ảnh ảo được tạo ra bởi gương cầu lõm luôn lớn hơn vật, mang đến một hình ảnh rõ nét và lớn hơn nhiều so với vật thật.

Cách vẽ ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

Để hình dung rõ hơn về cách tạo ra ảnh ảo qua gương phẳng, chúng ta có thể thực hiện theo các bước sau:

Trước hết, để vẽ ảnh của một vật bất kỳ qua gương phẳng, bạn cần xác định các điểm đặc biệt trên vật và sau đó nối chúng lại để tạo thành ảnh hoàn chỉnh.

Các bước vẽ ảnh dựa trên định luật phản xạ ánh sáng như sau:

• Bước 1: Vẽ hai tia sáng từ điểm S tới mặt gương phẳng. Tia đầu tiên có thể là tia đi vuông góc với mặt gương, tia thứ hai có thể là tia nghiêng.

• Bước 2: Vẽ hai tia phản xạ tương ứng với các tia tới. Giữ nguyên quy tắc phản xạ ánh sáng, tức là góc tới bằng góc phản xạ.

• Bước 3: Nối phần kéo dài của hai tia phản xạ cho đến khi chúng giao nhau. Điểm giao đó chính là ảnh S’ của điểm S.

Lưu ý: Nên chọn một tia tới đặc biệt như tia vuông góc để dễ dàng xác định ảnh.

Cách vẽ ảnh của vật qua gương cũng tương tự như vẽ ảnh của điểm sáng S qua gương phẳng. Chỉ cần lấy điểm đối xứng để tạo thành ảnh của vật hoàn chỉnh.

So sánh ảnh ảo và ảnh thật

Ảnh ảo và ảnh thật là hai khái niệm quan trọng trong quang học, và chúng có những khác biệt cơ bản. Dưới đây là một số điểm so sánh chính:

• Phương thức tạo ra: Ảnh ảo xuất hiện khi các tia sáng phân kỳ, trong khi ảnh thật được tạo ra nhờ các tia sáng hội tụ.
• Khả năng hứng ảnh: Ảnh thật có thể được thu nhận bằng gương cầu lõm hoặc thấu kính hội tụ, miễn là có thể đặt màn chắn tại vị trí phù hợp. Ngược lại, ảnh ảo không thể thu được trên màn chắn.
• Kích thước: Ảnh thật có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng kích thước của vật tùy thuộc vào vị trí của vật. Còn ảnh ảo luôn lớn bằng hoặc nhỏ hơn vật, tùy theo loại gương sử dụng.

Bài tập về ảnh ảo SGK kèm lời giải

Dưới đây là một số bài tập trắc nghiệm liên quan đến ảnh ảo để giúp bạn củng cố kiến thức:

Bài 1

Đâu là phát biểu đúng trong các phát biểu sau đây?

• A. Ảnh của một vật qua gương phẳng sẽ luôn nhỏ hơn vật.
• B. Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng có thể lớn hơn vật tùy thuộc vào vị trí đặt vật trước gương.
• C. Nếu đặt màn ở một vị trí thích hợp, vật ở trước gương, ta có thể hứng được ảnh của vật tạo bởi gương phẳng.
• D. Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng luôn có kích thước bằng vật.

Trả lời:

• Ảnh được tạo bởi gương phẳng không thu được trên màn chắn ⇒ Đáp án C sai.
• Ảnh được tạo bởi gương phẳng lớn bằng vật ⇒ Đáp án A, B sai.
• Đáp án đúng: D.

Bài 2

Một người có chiều cao 1,7m đứng soi trước gương phẳng, cho ảnh cách gương 1,8m. Hỏi người đó đứng cách gương bao nhiêu?

• A. 3.5m
• B. 3,2m
• C. 1,8m
• D. 1,7m

Trả lời: Vì khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương. Nghĩa là người đó đứng cách gương 1,8m. Đáp án đúng: C.

Bài 3

Khi nào ta có thể nhìn thấy ảnh S’ của một điểm sáng S đặt trước gương phẳng?

• A. Khi ảnh S’ ở phía trước mắt ta.
• B. Khi S’ là nguồn sáng.
• C. Khi giữa mắt và ảnh S’ không có vật chắn sáng.
• D. Khi mắt nhận được tia phản xạ của các tia tới xuất phát từ điểm sáng S.

Trả lời:

• Để nhìn được một vật thì tia sáng từ vật phát ra phải đi đến mắt người.
• Để nhìn được ảnh của vật qua gương, mắt phải nhận được tia phản xạ của các tia tới từ điểm sáng S.

⇒ Đáp án đúng: D.

Bài 4

Vì sao ta đặt màn hứng ảnh tại vị trí ảnh ảo S’ của điểm sáng S do gương phẳng tạo ra mà không hứng được ảnh trên màn?

• A. Vì ảnh ảo là nguồn sáng.
• B. Vì chùm tia phản xạ là chùm phân kỳ không hội tụ trên màn.
• C. Vì ảnh ảo là vật sáng.
• D. Vì khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương.

Trả lời: Ảnh ảo S’ của điểm sáng S thu được do gương phẳng là giao điểm của đường kéo dài của các tia sáng phản xạ trên gương. Khi đặt màn hứng ảnh tại vị trí ảnh ảo S’ của điểm sáng S thì không hứng được ảnh trên màn ⇒ Đáp án đúng: B.

Bài 5

Cho điểm sáng S trước gương phẳng cách ảnh S’ của nó qua gương một khoảng 54cm. Ảnh S’ của S tạo bởi gương phẳng nằm cách gương một khoảng:

• A. 54cm
• B. 45cm
• C. 27cm
• D. 37cm

Trả lời: Gọi H là chân đường vuông góc kẻ từ S đến gương. S và S’ đối xứng nhau qua gương phẳng, nên khoảng cách từ S đến gương bằng khoảng cách từ S’ đến gương. Đặt S’ cách S một khoảng là 54cm, ta có:

• SH = S’H (1)
• SS’ = 54 cm = SH + S’H (2)

Từ (1) và (2) suy ra SS’ = S’H + S’H = 2.S’H = 54 cm ⇒ S'H = 54/2 = 27cm. Vậy ảnh S’ của S nằm cách gương một khoảng là 27 cm. Đáp án đúng: C.

Lời kết

Bài viết trên đã tổng hợp toàn bộ các kiến thức liên quan đến câu hỏi “Ảnh ảo là gì”. Qua đó, chúng ta có thể phân biệt rõ ràng giữa ảnh ảo và ảnh thật, từ đó áp dụng vào thực tiễn cũng như trong học tập. Hy vọng rằng bạn đọc đã tích lũy được nhiều thông tin bổ ích và nâng cao được kỹ năng áp dụng lý thuyết vào đời sống thực tế.

Bạn đọc có thể tham khảo thêm các bài viết khác trong chuyên mục kiến thức cơ bản.