Show Tài liệu gồm 48 trang, bao gồm kiến thức cần nhớ và phương pháp giải các dạng bài tập chuyên đề thấu kính trong chương trình Vật lí 11. A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Thấu kính Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Có 2 loại: Thấu kính rìa (mép) mỏng. Thấu kính rìa (mép) dày. STUDY TIP Trong không khí, thấu kính mép mỏng là thấu kính hội tụ, thấu kính mép dày là thấu kính phân kỳ. 2. Đường đi của tia sáng qua thấu kính Tia sáng qua quang tâm O thì không đổi phương. Tia sáng song song với trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm ảnh chính. Tia sáng (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính cho tia ló song song trục chính. 3. Tiêu cự, Mặt phẳng tiêu diện Tiêu cự Quy ước: Thấu kính hội tụ thì f > 0 thấu kính phân kỳ thì f < 0. Mặt phẳng tiêu diện: Các tiêu điểm vật phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện vật vuông góc với trục chính tại F. Các tiêu điểm ảnh phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện ảnh vuông góc với trục chính tại F. 4. Các công thức về thấu kính a. Tiêu cự – Độ tụ Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính với quy ước: Độ tụ là khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính. Độ tụ D xác định bởi công thức. 5. Khái niệm về vật và ảnh Vật: Là giao của chùm tia tới, chiếu tới dụng cụ Vật thật: chùm tới là chùm phân kì Vật ảo: chùm tới là chùm hội tụ Ảnh: Là giao của chùm tia ló khỏi dụng cụ Ảnh thật: chùm ló là chùm hội tụ Ảnh ảo: chùm ló là chùm phân kì 6. Tính chất ảnh của một vật qua thấu kính (chỉ xét vật thật) Với thấu kính hội tụ: Nếu cho ảnh thật: Ảnh thật ngược chiều vật (hứng được trên màn) Ảnh thật: nhỏ hơn vật nếu d f 2 lớn hơn vật nếu fd f 2 bằng vật nếu d f 2 Nếu cho ảnh ảo: ảnh ảo luôn cùng chiều vật và lớn hơn vật. Với thấu kính phân kì: Ảnh luôn là ảnh ảo, cùng chiều vật và nhỏ hơn vật. 7. Cách vẽ đường đi của tia sáng Sử dụng các tia đặc biệt sau: Tia tới đi song song với trục chính thì tia ló (hoặc đường kéo dài tia ló) sẽ đi qua tiêu điểm ảnh chính. Tia tới (hoặc đường kéo dài tia tới) đi qua tiêu điểm vật chính thì tia ló sẽ song song với trục chính. Tia tới đi qua quang tâm O thì tia ló sẽ truyền thẳng (trùng với chính tia tới). Trường hợp tia sáng SI bất kì: Cách xác định tia ló Dựng trục phụ song song với tia tới. Từ F′ dựng đường thẳng vuông góc với trục chính, cắt trục phụ tại F1. Nối điểm tới I và F1 được giá của tia tới STUDY TIP Đối với thấu kính giữ cố định thì vật và ảnh luôn di chuyển cùng chiều. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1. Vẽ hình đối với thấu kính. DẠNG 2. Xác định các đại lượng trong công thức tính độ tụ phương pháp chung. DẠNG 3: Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh. DẠNG 4. Dời vật hoặc thấu kính theo phương của trục chính.DẠNG 5. Hệ hai thấu kính ghép đồng trục. [ads] Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ công thức thấu kính hội tụ và các dạng bài tập có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo để củng cố lại kiến thức của mình nhé Công thức thấu kính hội tụXét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ. 1. Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật ΔA’B’O đồng dạng với ΔABO ⇒ ΔA’B’F’ đồng dạng với ΔOIF’ ⇒ Từ (1) và (2) suy ra: ⇒ 1/f = 1/d + 1/d’ ⇒1/d = 1/f – 1/d’ 2. Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo⇒ 1/d = 1/f + 1/d’ Tham khảo thêm: Bài tập tính công thức thấu kính hội tụVí dụ 1: Muốn thấu kính hội tụ Lo tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB (Hình 35.2a), ta cần phải chọn khoảng cách từ vật AB và từ màn ảnh M đến thấu kính hội tụ Lo thỏa mãn điều kiện gì so với tiêu cự của thấu kính này? Lời giải Muốn tháu kính hội tụ Lo tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB thì vật AB phải nằm trong khoảng từ f đến 2f, tức là f < d < 2.f, Khi đó khoảng cách từ màn M đến thấu kính hội tụ Lo được tính theo công thức: d’ = d.f/d-f Ví dụ 2: Một vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f, vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, điểm A nằm trên trục chính. Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật A’B’. Chứng minh rằng 1/f = 1/OA + 1/OA’ AB//A’B’ áp dụng định lí Ta-lét ta có A’B’/AB = OA’/OA (1) Tứ giác OABI là hình bình hành ( vì có AB//OI, BI//AO) có một góc vuông là góc A, vậy là hình chữ nhật, và cho ta: OI=AB. A’B’ // OI. Áp dụng định lí Ta-lét ta có: VÍ dụ 3: Một tia sáng chiếu đến thấu kính hội tụ. Tia sáng có phương song song trục chính của thấu kính, tia ló cắt trục chính tại một điểm cách quang tâm O của thấu kính 15cm. Tiêu cự của thấu kính này bằng bao nhiêu? Lời giải Tia sáng có phương song song trục chính của thấu kính thì tia ló cắt trục chính tại tiêu điểm F’ của thấu kính. Vì vậy tiêu cự của thấu kính là 15cm. Ví dụ 4: Một điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ L và cách thấu kính 20cm. Trên màn chắn cách thấu kính 12cm người ta thu được ảnh S’. Tiêu cự của thấu kính bằng bao nhiêu? Lời giải Vì ảnh S’ có thể hứng được trên màn chắn, nên S’ là ảnh thật. Áp dụng công thức thấu kính hội tụ ta có: 1/f = 1/d’+1/d = 1/20 + 1/12 = 2/15 ⇒ f = 7,5 cm Ví dụ 5: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính cao gấp 4 lần vật. Tiêu cự của thấu kính bằng bao nhiêu? Lời giải Ảnh cao gấp 4 lần vật nên khoảng cách từ ảnh đến thấu kính gấp 4 lần khoảng cách từ vật đến thấu kính ⇒ d’ = 40 cm Vì ảnh là ảnh ảo. Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo ta có: 1/f = 1/d – 1/d’ = 1/10 – 1/40 ⇒ f = 40/3 = 13,3 cm Ví dụ 6: Một vật sáng AB dạng đoạn thẳng được đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính. Qua thấu kính ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 10cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 10cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính. Lời giải Gọi ảnh của AB qua thấu kính lúc ban đầu là A’B’. Ảnh của AB qua thấu kính lúc sau là A’’B’’. – Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính lúc đầu và lúc sau là d và d1, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính lúc đầu và lúc sau là d’ và d’1. Ban đầu vật cho ảnh thật nên d > f. Mà d1 = d + 10 suy ra d1 > f. Hay ảnh A’’B’’ cũng là ảnh thật. Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh thật ta có 1/f = 1/d+ 1/d’ (*) Ban đầu ảnh cao gấp 2 lần vật ⇒ A’B’/AB = d’/d = 2 ⇒ d’ = 2d Ta có: 1/f = 1/d + 1/2d = 3/2d (1) – Sau khi dịch thấu kính 10cm thì : d1 = d + 10. Giả sử ảnh A”B” di chuyển ra xa thấu kính 10cm => d’1 = d’ Thay vào (*) ta được 1/f = 1/d1 + 1/d’1 = 1/(d +10) + 1/d’ (**) (*) và (**) mâu thuẫn nhau Vậy ảnh A’’B’’ dịch chuyển lại gần thấu kính hơn O’A” = OA’ – 10 – 10 = OA’ – 20 hay: d1‘ = d’ – 20 =2d -20. Ta có phương trình: ⇒ 3d2 – 300 = 3d2 – 10d ⇒ d = 30 Thay vào (1): 1/f = 3/2d = 1/20 ⇒ f = 20cm Vậy tiêu cự thấu kính là 20cm Hy vọng sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi các bạn có thể nhớ được công thức thấu kính hội tụ để áp dụng vào làm bài tập nhé
1/5 - (1 bình chọn) XEM THÊMCông thức định luật bảo toàn khối lượng và bài tập có lời giải từ A – Z |
