Trước mặt phẳng P của khối, ta đặt một vật sáng AB=2mm, B ở trên trục của bán cầu vuông góc với trục của bán cầu và cách mặt P là 5cm.. Tìm vị trí và độ lớn của ảnh của một vật AB=1cm, đ
Trang 1BÀI TẬP QUANG HỌC - HỌC PHẦN 1
PHẦN A: QUANG HÌNH HỌC
MẶT CẦU KHÚC XẠ – QUANG HỆ ĐỒNG TRỤC – THẤU KÍNH
Bài 1: Cho một khối bán cầu tâm O, bán kính R=7,5cm, bằng thủy tinh, chiết suất 1,5 Trước mặt phẳng (P) của khối, ta đặt một vật sáng AB=2mm, (B ở trên trục của bán cầu) vuông góc với trục của bán cầu và cách mặt (P) là 5cm
a Xác định vị trí, độ lớn và tính chất của ảnh
b Vẽ đường đi của một chùm tia sáng phát xuất từ A
Bài 2: Một khối cầu (C) có chiết suất n=1,5; bán kính 10cm, đặt trong không khí
a Xác định các điểm chính và các tiêu điểm của hệ
b Tìm vị trí và độ lớn của ảnh của một vật AB=1cm, đặt vuông góc với trục của khối cầu và cách tâm khối cầu một đoạn là 20cm
Bài 3: Một quả cầu bằng thủy tinh, chiết suất n=1,5, bán kính R, được tráng bạc một nữa để tạo thành một gương cầu lõm Một điểm sáng S nằm trên quang trục chính và cách mặt trước của quả cầu một đoạn bằng 2R Tìm vị trí ảnh của S cho bởi quang hệ
Bài 4: Một bình cầu bằng thủy tinh, bán kính R, đựng đầy chất lỏng có chiết suất n Bình cầu được đặt trong không khí Chiếu một chùm tia sáng hẹp, song song với quang trục chính, đi qua bình cầu và cho một điểm sáng cách tâm của bình cầu một khoảng bằng 2R Hãy xác định chiết suất n của chất lỏng
Bài 5: Một gương cầu lõm có bán kính R=60cm, để ngửa và chứa một
lớp nước có chiết suất n=4/3 Xác định tiêu cự của quang hệ đó (bề
dày lớp nước không đáng kể so với bán kính R)
Bài 6: Cho một vật AB = 2cm, đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính có tụ số C=4 điop
và cách thấu kính này là 50cm
a Vẽ đường đi của một chùm tia sáng qua thấu kính Xác định vị trí, độ lớn và tính chất của ảnh
b Cho vật tiến lại gần thấu kính một đoạn là 30cm Ảnh của vật sẽ thay đổi như thế nào?
Bài 7:
1 Khảo sát tính chất thật và ảo của ảnh A’B’ đối với vật AB thật hoặc ảo qua một thấu kính hội
tụ (AB vuông góc với trục chính, A ở trên trục chính) bằng cách:
a Dùng phương pháp xét dấu
O
Trang 2b Dùng phương pháp khảo sát hàm
2 Xét chiều di chuyển của ảnh A’B’ khi vật AB di chuyển dọc theo trục chính và luôn vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ
a Bằng phương pháp biện luận trực tiếp trên công thức của thấu kính
b Bằng phương pháp vẽ hình
c Bằng phương pháp khảo sát hàm
Bài 8:
1 Khảo sát tính chất thật và ảo của ảnh A’B’ đối với vật AB thật hoặc ảo qua một thấu kính phân
kì (AB vuông góc với trục chính, A ở trên trục chính) bằng cách:
a Dùng phương pháp xét dấu
b Dùng phương pháp khảo sát hàm
2 Xét chiều di chuyển của ảnh A’B’ khi vật AB di chuyển dọc theo trục chính và luôn vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì
a Bằng phương pháp biện luận trực tiếp trên công thức của thấu kính
b Bằng phương pháp vẽ hình
c Bằng phương pháp khảo sát hàm
Bài 9: Cho một vật sáng AB, đặt cách một màn ảnh là 150cm Giữa vật và màn, ta đặt một thấu kính hội tụ L1 Di chuyển L1 từ vật tới màn, ta tìm được 2 vị trí của L1 để ảnh hiện rõ trên màn Hai vị trí này cách nhau 30cm
a Tìm tiêu cự của L1
b Để L1 ở vị trí thứ nhất (gần vật hơn) và đặt trước L1 một thấu kính phân kỳ L2 có tiêu
cự 20cm và cách L1 10cm Xác định tính chất, vị trí và độ lớn của ảnh cuối cùng
Bài 10: Cho một vật AB cao 4cm, được đặt cách một thấu kính L1 (có tụ số 5 diop) một đoạn là 70cm
a Xác định độ lớn, vị trí và tính chất của ảnh
b Làm lại câu trên nếu xen vào giữa AB và L1 là một bản song song L có chiết suất n=1,5 và độ dày e=6cm
c Bỏ bản song song L đi và đặt sát phía sau L1 một gương phẳng M Muốn ảnh cuối cùng là ảnh thật thì phải đặt AB trong khoảng nào?
Bài 11: Cho một thấu kính phẳng lồi L có chiết suất n=1,5; mặt lồi có bán kính cong R=1m
a Tìm vị trí ảnh của một điểm sáng S đặt trên trục chính và cách thấu kính là 1m
b Sau thấu kính, đặt một gương phẳng M vuông góc với trục của thấu kính sao cho mặt phản xạ quay về phía thấu kính Tìm vị trí của S để ảnh cuối cùng trùng với chính nó
c Biết S cách gương một khoảng 9m Có vị trí nào khác của thấu kính để ảnh cuối cùng trùng với S không? Xác định các vị trí này, nếu có
Bài 12: Cho một vật AB=2cm, đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 50cm và cách thấu kính này là 100cm
a Xác định tính chất, vị trí và độ lớn của ảnh
b Cách thấu kính 120cm, đặt một gương cầu lồi có bán kính chính khúc là 1m Xác định
vị trí và độ lớn của ảnh cuối cùng cho bởi hệ thống Có thể hứng được ảnh này lên một màn không?
Trang 3S
L1
34 cm
L2
Bài 13:
a Xác định các điểm chính và các tiêu điểm của một họ gồm hai thấu kính mỏng hội tụ L1, L2 có trục chính trùng nhau, được đặt cách nhau một đoạn là 2a, mỗi thấu kính có tiêu cự là 3a
Cho điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ trên và được đặt trước thấu kính L1 một đoạn bằng 6a Hãy xác định vị trí ảnh cuối cùng qua hệ theo hai cách So sánh hai kết quả thu được từ hai cách tính trên
b Làm lại câu trên nếu thấu kính thứ hai là thấu kính phân kỳ có tiêu cự 3a
c Làm lại câu 2 nếu hai thấu kính được ghép sát nhau
Bài 14: Cho một thấu kính mỏng bằng thủy tinh, chiết suất n=1,5; gồm một mặt lồi bán kính 1m
và một mặt lõm bán kính 0,8m
a Tìm tụ số của thấu kính khi thấu kính được đặt trong không khí
b Tìm lại tụ số của thấu kính nếu nó được đặt trong một chất lỏng có chiết suất n’=1,7
c Tìm lại tụ số của thấu kính nếu mặt lồi tiếp xúc với không khí, mặt lõm tiếp xúc với chất lỏng ở câu 2
Bài 15: Cho một hệ gồm 3 thấu kính mỏng, đặt đồng trục theo thứ tự L1, L2, L3; trong đó L1 và L3
là các thấu kính hội tụ, L2 là thấu kính phân kỳ, khoảng cách giữa 2 thấu kính liên tiếp là 5cm Các thấu kính đều có tiêu cự bằng 10cm
a Xác định các điểm chính và các tiêu điểm của hệ
b Xác định vị trí một điểm sáng S được đặt trên trục chính và trước L1 sao cho ảnh và vật đối xứng nhau qua hệ
Bài 16: Trước thấu kính L1, ta đặt một vật sáng nhỏ AB vuông góc với trục chính ( A nằm trên trục chính)
1 Biết rằng ảnh A1B1 của AB là ảnh thật, lớn gấp 3 lần vật và cách vật 160cm Xác định khoảng cách từ AB đến thấu kính L1 và tính tiêu cự của thấu kính này
2 Giữa AB và L1 đặt thêm một thấu kính mỏng L2 giống hệt L1 và đồng trục với L1 Khoảng cách từ AB đến thấu kính L2 là 10cm
a Dùng các công thức của thấu kính mỏng xác định ảnh cuối cùng của AB cho bởi hệ 2 thấu kính Vẽ hình
b Coi hệ 2 thấu kính trên là một quang hệ đồng trục Tìm các điểm đặc biệt của
hệ Tìm ảnh của AB qua quang hệ Kiểm tra lại kết quả câu a
Bài 17: Một điểm sáng S đặt trên trục chính của một thấu kính mỏng hội tụ (L1) có tiêu cự bằng
10 cm và cách thấu kính (L1) một khoảng bằng 15 cm
1 Xác định ảnh S1 của S qua thấu kính (L1)
2 Đặt thêm một thấu kính mỏng phân kỳ (L2) có tiêu cự bằng 4 cm và đồng trục với thấu kính (L1), cách thấu kính (L1) một khoảng bằng 34 cm (như hình vẽ)
a Dùng các công thức của thấu kính mỏng, xác định ảnh S2 của S qua hệ hai thấu kính
Vẽ hình
b Coi hệ hai thấu kính là một quang hệ đồng trục Xác định 4 điểm đặc biệt của quang hệ
Kiểm tra lại kết quả câu a