Bài 45 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì A – HỌC THEO SGK I – ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH PHÂN KÌ C1 Làm thí nghiệm + Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì + Đ[.]
Trang 1Bài 45 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
A – HỌC THEO SGK
I – ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH PHÂN KÌ
C1 Làm thí nghiệm:
+ Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì
+ Đặt màn hứng ở trước thấu kính Từ từ đưa màn ra xa thấu kính và quan sát xem có ảnh trên màn hay không
+ Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự, ta vẫn được kết quả là không
có vị trí nào của vật để thu được ảnh trên màn quan sát
C2 + Quan sát được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì bằng cách: ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló
+ Đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì: ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật
II - CÁCH DỰNG ẢNH
C3 Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính phân kì:
Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:
Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B
Trang 2+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F + Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng
+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của
B qua thấu kính
+ Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’ A’ là ảnh của điểm A A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kì
C4 Dựng ảnh A’B’ của vật AB (hình 45.1)
III - ĐỘ LỚN CỦA ẢNH ẢO TẠO BỞI CÁC THẤU KÍNH
C5 Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính hội tụ (H.45.2a)
Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì (H.45.2b)
Trang 3IV - VẬN DỤNG
C6 Phân biệt ảnh ảo ở thấu kính hội tụ và phân kì:
- Giống nhau: Cùng chiều với vật
- Khác nhau:
+ Đối với thấu kính hội tụ thì ảnh lớn hơn vật và ở xa thấu kính hơn vật + Đốì với thấu kính phân kì thì ảnh nhỏ hơn vật và ở gần thấu kính hơn vật Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính hội tụ hay phân kì: Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, to hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính phân kì
C7 Ta đặt: OA = d; OA’ = d’; OF = OF’ = f
- Thấu kính là hội tụ
Trang 4Trên hình 45.3a, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
ΔA’B’F’ và ΔOIF’; ΔOAB và ΔOA’B’
Từ hệ thức đồng dạng ta có:
AB AO OI OF' OF'
* ;
A 'B' A 'O A 'B' F'A ' A 'O OF'
Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật), suy ra:
dd ' df d 'f 2
A 'O A 'O OF' d 'd ' f
Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:
dd ' df d 'f 1 1 1 1 1 1
dd 'f dd 'f f d ' d f d d '
(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo) Thay d = 8 cm, f = 12 cm ta tính được: OA’ = d’ = 24 cm
Thay vào (*) ta được:
A 'O d ' 24
A 'B' AB h 6 18mm 1,8cm
+ Thấu kính là phân kì
Trang 5Trên hình 45.3b, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
ΔA’B’F và ΔOIF; ΔOAB và ΔOA’B’
Từ hệ thức đồng dạng ta có:
A 'B' A 'F OF OA ' A 'B' OA '
Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật), suy ra:
df dd ' d 'f 2
A 'O OF OA d 'f d '
Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:
df dd ' d 'f 1 1 1 1 1 1
dd 'f dd 'f d ' f d f d d '
(đây được gọi là công thức thấu kính phân kì)
Thay d = 8 cm, f = 12 cm ta tính được: OA’ = d’ = 4,8 cm
Thay vào (**) ta được:
A 'O d ' 4,8
A 'B' AB h 6 3,6mm 0,36cm
C8 Bạn Đông bị cận thị nặng Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn khi nhìn thấy mắt bạn đang đeo kính, vì kính của bạn là thấu kính phân
Trang 6kì Khi ta nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì, ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính
B – GIẢI BÀI TẬP
I - BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 44-45.1 trang 126 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
a) Dựng ảnh S’ của điểm S tạo bởi thấu kính đã cho (hình 45.3)
+ Tia SI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F + Tia tới SO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng
+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại S’, ta thu được ảnh ảo S’ của
S qua thấu kính
b) S’ là ảnh ảo vì nó được tạo bởi giao điểm của đường kéo dài của chùm tia ló
ra khỏi thấu kính và S’ không hứng được lên màn chắn
Câu 44-45.2 trang 127 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
a) S' là ảnh ảo vì S' và S cùng nằm một phía đối với trục chính của thấu kính b) Thấu kính đã cho là: thấu kính phân kì vì S’ nằm gần trục chính hơn vật S
c) Xác định quang tâm O, tiêu điểm F và F' trên hình 45.4
- Nối S và S' cắt trục chính của thấu kính tại O
- Dựng đường thẳng vuông góc với trục chính của thấu kính tại O
Trang 7- Từ S dựng tia tới SI song song với trục chính của thấu kính Nối I với S' cắt trục chính tại tiêu điểm F, lấy F’ đối xứng với F qua O ta được tiêu điểm thứ hai
Câu 44-45.3 trang 127 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
a) Thấu kính đã cho là thấu kính phân kì Vì chùm tia ló (1), (2) ra khỏi thấu kính là chùm phân kì
b) Ảnh S’ của điểm sáng S được xác định trên hình 45.5
Câu 44-45.4 trang 127 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
a) Dựng ảnh của vật AB qua thấu kính trên hình 45.6
Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B
Trang 8+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F + Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng
+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của
B qua thấu kính
+ Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’ A’ là ảnh của điểm A A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kì (Hình 45.6)
b) Tính h’ theo h và d’ theo f:
Từ hình vẽ, vì A ≡ F và tia tới BI song song với trục chính nên hình ABIO là hình chữ nhật có AI và BO là hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường → B’ là trung điểm của BO
Mà A’B’ // AB nên A’B’ là đường trung bình của tam giác ABO, suy ra:
AB h
h ' A 'B'
2 2
Và d ' A 'O AO d f
2 2 2
Câu 44-45.5 trang 127 VBT Vật Lí 9:
Hướng dẫn giải:
a - 2 b - 4 c -1 d - 3
II - BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 45a trang 127 VBT Vật Lí 9: Hãy chọn câu trả lời đúng
Trang 9Ảnh của một vật đặt trước thấu kính phân kì có đặc điểm là:
A ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật
B ảnh thật lớn hơn vật và cùng chiều với vật
C ảnh ảo nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật
D ảnh thật nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: C
Ảnh của một vật đặt trước thấu kính phân kì là ảnh ảo nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật
Câu 45b trang 128 VBT Vật Lí 9: Hình 45.7 cho biết Δ là trục chính của một thấu
kính AB là vật sáng, A’B’ là ảnh của AB tạo bới thấu kính đó
a) Hãy cho biết A’B’ là ảnh thật hay ảo? Vì sao?
b) Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kì?
c) Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F và F’ của thấu kính đó
Hướng dẫn giải:
a) Do ảnh cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật nên ảnh là ảnh ảo
b) Thấu kính là thấu kính phân kì
c) Cách xác định tâm O, F, F' của thấu kính:
- Nối B và B' cắt trục chính của thấu kính tại O
Trang 10- Dựng đường thẳng vuông góc với trục chính của thấu kính tại O ta được thấu kính
- Từ B dựng tia tới BI song song với trục chính của thấu kính Nối I với B' cắt trục chính tại tiêu điểm F, lấy F’ đối xứng với F qua O ta được tiêu điểm thứ hai