phuong phap lam bai tap quang huong dan cu the

Bài 2: Cho vật sáng AB Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự - 20 cm .Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính 40 cm .Xác định vị trí ,tính

BÀI TOÁN : THẤU KÍNH Dạng 1: Xác định tính chất ,đặc điểm của ảnh và mối tương quan giữa vật và ảnh I.Phương pháp

*Áp dụng các công thức về ảnh tạo bởi thấu kính:

) 2 ( ' '

);

1 (

1 '

1 1

f

d f d f

f d

d k f d d

















*Các hệ quả:

) 2 ( ' );

3 ( '

'.

f d

f d d f d

f d d









*Các điểm cần lưu ý:

 Vật và ảnh cùng tính chất thì trái chiều và ngược lại (VD:Vật thật ,ảnh thật thì ngược chiều hoặc hai bên phía của quang tâm)

 Thấu kính hội tụ luôn cho ảnh ảo lớn hơn vật thật;thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo đối với vật thật

 Trong mọi trường hợp ,khoảng cách vât - ảnh được tính bởi d  d'

II.Bài tập mẫu

Loại 1:

xác định vị trí ,tính chất,độ phóng đại của ảnh khi biết f ,d hoặc d’ Bài tập mẫu :

Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu

kính và cách thấu kính 18 cm Xác định vị trí ,tính chất , độ phóng đại của ảnh

Lời giải

Các bước giải toán

Bước 1:Tóm tắt đề bài

Xem đề bài cho dữ kiện gì

Chú ý : f >0 nếu là thấu kính hội tụ

: f <0 nếu là thấu kính phân kỳ

d>0 vật thật

d’>0 hoặc k <0 ảnh thật

d’<0 hoặc k >0 ảnh ảo

Bước 2 :Áp dụng 1 trong 2 công

thức

) 2 ( ' '

);

1

(

1

'

1

1

f

d f d f

f d

d k f

d

d

















Chú ý : k là độ phóng đại = độ lớn của

Áp dụng Bước 1:

Tóm tắt

f = 20 cm

d = 18 cm

d’=?,ảnh thật hay ảo?k =?

Bước 2:

Vị trí của ảnh là

Từ công thức d1 d1'1f 

f d

f d d



 ' thay số d’= -180 cm <0 nên ảnh là ảnh ảo

ảnh/ độ lớn của vật * độ phóng đại

Áp dụng công thức

d f

f d

d k







 k =10

KL:Vậy ảnh cách thấu kính 180 cm

là ảnh ảo cùng chiều với vật lớn gấp

10 lần vật

Bài tập tương tự : Bài 1:

Cho vật sáng AB Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 25 cm Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính 20 cm Xác định vị trí ,tính chất , độ phóng đại của ảnh

Bài 2:

Cho vật sáng AB Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự - 20 cm Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính 40 cm Xác định vị trí ,tính chất , độ phóng đại của ảnh

Bài 3:

Cho vật sáng AB Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh A’B’ ngược chiều và lớn hơn vật 5 lần.Xác định vị trí ,tính chất ảnh

Bài 4:

Cho vật sáng AB Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính Tìm

khoảng cách từ vật đó tới thấu kính để cho ảnh ngược chiều và nhỏ hơn vật

4 lần

Bài 5:

Cho vật sáng AB Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Một vật sáng phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính Tìm

khoảng cách từ vật đó tới thấu kính để cho ảnh lớn hơn vật 4 lần

Chú ý :

 Thấu kính hội tụ có 2 vị trí cho ảnh lớn hơn vật thật (1.ảnh thật

f<d<2f 2.ảnh áo 0<d<f)

 Thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật thật

Loại 2:

Xác định vị trí của ảnh và vật khi biết d  d' = L (*)

Bài tập mẫu

Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 10 cm Vật sáng AB nằm trên trục chính,vuông góc với trục chính qua thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 45 cm Xác định vị trí của vật ,vẽ hình

Các bước giải toán

Bước 1:

 Nếu là thấu kính hội tụ

Theo đề bài ta có d  d' = L (*)

Chia bài toán làm 2 trường hợp:

Trường hợp 1:ảnh thật d + d’ = L

(d >f)

Trường hợp 2: ảnh áo d + d’ =-L

(d<f)

 Nếu là thấu kính phân kỳ

Chỉ có 1 trường hợp cho ảnh ảo và

d + d’=L (Vì thấu kính phân kỳ cho

ảnh ảo gần thấu kính hơn vật nên d

+d’ = L)

Bước 2:

Thay d d d f f





' vào (*) tính toán

Chú ý:

Sau khi tìm ra d , đối chiếu với

điều kiện d trong từng trường hợp

rồi tìm d’ tương ứng

Áp dụng

Bước 1:

Theo đề bài d  d' = L (*) Chia làm làm 2 trường hợp :

Trường hợp 1:ảnh thật d + d’ = L (1)(d >10 cm )

Bước 2:

thay d d d f f



 ' vào (1):

0 2

2

























Lf Ld d

Lf Ld df df d

L f d

df d

Thay L = 45 cm , f = 10 cm

cm d

cm

d1  30 ; 2  15

cm d

cm

d1'  15 ; 2'  30

Trường hợp 2: ảnh áo d + d’ =-L (d< 10 )

) 2 ( 0 2

2





























Lf Ld d

Lf Ld df df d

L f d

df d

Thay L = 45 cm , f = 10 cm Giải (2)vô nghiệm

KL: khi d = 30 cm thì d’ 15 cm và

ngược lại

Bài tập tương tự Bài 1

Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm Vật sáng AB nằm trên trục chính,vuông góc với trục chính qua thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 90 cm Xác định vị trí của vật

Bài 2:

Thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -10 cm Vật sáng AB nằm trên trục chính,vuông góc với trục chính qua thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 45 cm Xác định vị trí của vật

Bài 3

Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 25 cm Vật sáng AB nằm trên trục chính,vuông góc với trục chính qua thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 100 cm Xác định vị trí của vật ,vẽ hình

Dạng 2:bài toán về hệ thấu kính Nhận xét:

Bài toán về hệ thấu kính có 2 loại :

 Loại 1 :hệ thấu kính ghép cách nhau đoạn l (bài tập mẫu 1)

 Loại 2:hệ thấu kính ghép sát (bài tập mẫu 2)

Bài tập mẫu 1 :

Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 có tiêu cự lần lượt là 20cm và 25cm, đặt đồng trục và cách nhau một khoảng a = 80cm Vật sáng AB đặt trước L1 một đoạn 30cm, vuông góc với trục chính của hai thấu kính Xác định vị trí, tính chất của ảnh A”B” của AB qua quang hệ.

Các bước giải toán

Bước 1:

Sơ đồ tạo ảnh :

d1 d1' d2 d2'

Chú ý : '

d  l d

Bước 2:

Xác định vị trí của ảnh (

'

2

d )

* A1B1 là ảnh của AB qua

1

L :

1 1

1 1 1

'

f d

f d d





* A2B2 là ảnh củaA1B1

qua L2:

'

d  l d =l 

1 1

1

1

f d

f d



1

2

1

2

2

.

'

f

d

f

d

d





NX: như vậy giả thiết chỉ

cho ta d1; f1; f2;l ta tìm

được d1 ' ;d2 ' ;d2

Tính chất của ảnh :

Áp dụng

Bước 1:

Sơ đồ tạo ảnh :

d1 d1' d2 d2'

Bước 2:

Xác định vị trí của ảnh (d2')

* A1B1 là ảnh của AB qua L1:

1 1

1 1 1

'

f d

f d d



* A2B2 là ảnh củaA1B1 qua L2:

'

d  l d =l 

1 1

1

1

f d

f d

 =80-60=20 cm

2 2

2 2 2

'

f d

f d d



Tính chất của ảnh :

2 1 2

2 k k AB

B A

2

2 2 1 1

.

f

d f d f



5 , 2 25

100 25 60 20

20









Vì K <0 nên ảnh cuối cùng A2B2 ngược chiều với AB

2 1 2

2 k k

AB

B

A

2

2 2

1

1

.

f

d f

d

f





 Nếu K hê  0 ảnh cuối

2

2B

A cùng chiều với

vật

 Nếu K hê  0 ảnh cuối

2

2B

A ngược chiều

với vật

Chú ý :bài toán hệ chưa thể

biết rõ ảnh thật hay ảo dựa

vào K

Áp dụng các công thức về

thấu kính

Kết luận : Vậy ảnh cuối của hệ cách thấu kính L2 = 100cm , ảnh ngược chiều với vật và lớn hơn vật 2,5 lần

Chú ý :

Nếu đề cho độ cao của vật là 10 cm thì độ cao của ảnh là A2B2 K he.AB =25 cm

Bài tập tương tự Bài 1:

Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 có tiêu cự lần lượt là 30cm và 50 cm, đặt đồng trục và cách nhau một khoảng a = 100cm Vật sáng AB đặt trước L1 một đoạn 20cm vuông góc với trục chính của hai thấu kính Xác định vị trí, tính chất của ảnh A”B” của AB qua quang hệ

Bài 2:

Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một hệ hai thấu kính, thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1 = 10cm và thấu kính hội tụ L2 có tiêu

cự f2 = 6cm cùng trục chính với L1, cách L1 một khoảng 40cm vật AB cao 5cm đặt trước L1 cách L1 một khoảng 15cm Xác định vị trí, tính chất, độ cao của ảnh cuối cùng qua hệ Vẽ ảnh

Bài tập mẫu 2:

Hệ quang học đồng trục gồm thấu kính hội tụ O1 (f1 = 20 cm) và thấu kính hội tụ O2 (f2 = 25 cm) được ghép sát với nhau Vật sáng AB đặt trước quang hệ và cách quang hệ một khoảng 25cm Xác định vị trí tính chất ảnh A”B” của AB qua quang hệ:

Các bước giải toán :

Bước 1:

Áp dụng

Bước 1:

Sơ đồ tạo ảnh :

d1 d1' d2 d2'

'

1

d  

Bước 2:

Xác định vị trí ảnh (d2')

Vì là hệ ghép sát :

'

1 1 1

1

1

2 1 2 1

2

1

d d f

f

f

D

D

D

h

he















(

2 1

2 1

f f

f f

f h





h

h

f d

f

d

d





1

1

2

.

'

Độ phóng đại làm giống bài mẫu trên

Sơ đồ tạo ảnh :

d1 d1' d2 d2'

'

1

d  

Xác định vị trí ảnh (d2')

Vì là hệ ghép sát :

) ( 11 , 11 25 20

25 20

'

1 1 1 1 1

2 1

2 1

2 1 2 1

2 1

cm f

f

f f f

d d f f f

D D D

h h he





























h

h

f d

f d d



 1

1 2

.

11 , 11 25

11 , 11 25





Bài tập tương tự

Bài 1:

Hệ quang học đồng trục gồm thấu kính hội tụ O1 (f1 = 50 cm) và thấu kính hội tụ O2 (f2 = 25 cm) được ghép sát với nhau Vật sáng AB đặt trước quang hệ và cách quang hệ một khoảng 20cm Xác định vị trí tính chất ảnh A”B” của AB qua quang hệ:

Bài 2:

Hệ quang học đồng trục gồm thấu kính hội tụ O1 (D1= 4dp) và thấu kính hội tụ O2 (D2 = 2dp) được ghép sát với nhau Vật sáng AB đặt trước quang hệ và cách quang hệ một khoảng 25cm Xác định vị trí tính chất ảnh A”B” của AB qua quang hệ:

Dạng 3:Bài toán dịch chuyển vật và ảnh

Nhận xét:

Bài toán loại này có 2 loại :

 Loại 1 : Cho vật,ảnh dịch chuyển ,cho tiêu cự Xác định vị trí

đầu ,sau của vật và ảnh

 Loại 2: Cho vật dịch chuyển, độ phóng đại khi chưa dịch chuyển và dịch chuyển.Xác định vị trí đầu , sau của vật và ảnh

Bài tập mẫu loại 1:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 10 cm Điểm sáng A trên trục chính của thấu kính Dịch chuyển điểm sáng A ra xa 5 cm, ảnh dịch đi 10 cm Xác định vị trí đầu, vị trí sau của vật và ảnh ( xem tính chất của ảnh là không đổi).

Các bước giải toán

Bước 1:

 Xác định vị trí đầu (khi chưa

dịch chuyển ):d1 và

f d

f d d





1

1 1

.

 Xác định vị trí sau (khi vật

dịch chuyển khoảng a,ảnh

dịch chuyển khoảng b)

b d d a d

d2  1  ; 2'  1'  (2)

Chú ý :

 Đối với thấu kính hội tụ, khi

vật lại gần thì ảnh ra xa và

ngược lại

 Đối với thấu kính phân kỳ,khi

vật lại gần thì ảnh cùng lại

gần và ngược lại

a > 0 vật ra xa ,a <0 vật lại gần

b>0 ảnh ra xa ,b < ảnh lại

gần

Bước 2:

) 3 ( ) ( '

1

1 1

2

1

1 2

2 2

b f d

f d b d

d

f a d

f a d f d

f d d























f d

f d f a d

f a d













1

1 1

1 ) (

(*) Giải (*) ta được d1 thay vào (1)(2) ta tìm

'

;

;

1 d d

d

Kết luận :

Vị trí đầu : vật là d1 ,ảnh là d1'

Vị trí sau :vật là d2 ,ảnh là d2'

Áp dụng (a = 5 cm ,b=10 cm ) Bước 1:

Vị trí đầu : d1vàd d d f f



 1

1 1

.

Vị trí sau :d2 d1  5 ;d2' d1'  10

Bước 2:

) 4 ( '

'

) 3 ( ) ( '

1

1 1

2

1

1 2

2 2

b f d

f d b d d

f a d

f a d f d

f d d























f d f a d

f a d













1

1 1

1 ) (

(*)

Thay a = 5 cm ,b=10 cm,f = 10 cm vào (*)

10 10

10 10 5

10 ) 5 (

1

1 1











d

d d

d

Từ đây ta có vị trí đầu và vị trí sau của vật:









cm d

cm d

15

0

1

1

và 









cm d

cm d

20

5

1 1

Từ đây vận dụng công thức:

f d

f d d



 1

1 1

' và d2' d1'  10 ta dễ dàng xác định được vị trí đầu và sau của ảnh

Bài tập tương tự Bài 1

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12 cm Vật sáng AB cho ảnh A1B1 Dịch vật lại gần thấu kính 6cm thì thấy ảnh dịch đi 2cm Xác định vị trí ban đầu của vật và ảnh

Bài 2:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Vật sáng AB cho ảnh A1B1 Dịch vật lại gần thấu kính 4 cm thì thấy ảnh dịch đi 1 cm Xác định vị trí ban đầu của vật và ảnh

Bài tập mẫu loại 2:

Vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng sáng vuông góc với trục chính của thấu kính, qua thấu kính cho ảnh thật với độ phóng đại K1= -5 Dịch vật ra

xa một đoạn a = 12 cm thì thu được ảnh thật với độ phóng đại K2= 2 Tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí đầu của vật và ảnh

Các bước giải toán

Bước 1:

Xác định độ phóng đại ở vị trí đầu

( 1 ) 1'( 1 ' )

1

1

f

d f d

f

f





Xác định độ phóng đại ở vị trí sau

) ' 2 ( ) ' ( )

2 ( ) (

1 1

2

f

b d f a

d

f

f







Bước 2:

Tìm vị trí đầu ,sau của vật ảnh dựa

vào giả thiết đã cho K1, K2

Nếu đầu bài đã cho K1, K2 ta làm

như sau :

)

2

(

)

1

(

2

1 1

1 ) (

K

K d

f

a d f









hoặc

2

1 1

1 ) ' (

' )

'

2

(

)

'

1

(

K

K b d

f

d f











Nếu đầu bài cho ảnh sau gấp n lần

ảnh trước thì ta làm như sau :



)

2

(

)

1

(

n K

K d

f

a d

2 1 1

1











Hoặc ((21'')) f f(d d' 'b) K K 1n

2 1 1

1













Áp dụng

Bước 1:

Xác định độ phóng đại ở vị trí đầu

1





d f

f K

Xác định độ phóng đại ở vị trí sau

) 2 ( 2 ) 12 ( 1







d f

f K

Bước 2:

) 2 (

) 1 (

2

5 )

12 (

2

1 1

1











K

K d

f

d f

) 3 ( 8 5

, 1 12

2

5 12 1

2

5 12

1 1

1

1 1

cm d

f d

f

d f

d f

d f































Thay (3) vào( 1)

cm d

f

Chú ý : nếu đề cho ảnh sau cao gấp n lần ảnh trước ta phải để

Bài tập tương tự

Bài 1

Vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng sáng vuông góc với trục chính của thấu kính, qua thấu kính cho ảnh thật với độ phóng đại K1= -6 Dịch vật ra

xa một đoạn a = 10 cm thì thu được ảnh thật với độ phóng đại K2= -4 Tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí đầu của vật và ảnh

Bài 2

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Vật sáng AB trên trục chính cho ảnh A1B1 Dịch vật lại gần thấu kính 6 cm, thấy ảnh sau cao gấp 2,5 lần ảnh trước

Xác định vị trí đầu và cuối của vật và ảnh

Đáp số:





















cm d

cm d

cm d

cm d

120 24

60 30

, 2 2

, 1 1

Th2:



























cm d

cm d

cm d

cm d

3

640 7

128

3

340 7

170

, 2 2

, 1 1

Bài 3

Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh A’B’ ngược chiều và cao bằng ½ lần vật Dịch chuyển vật lại gần thấu kính them 18 cm thì lúc này ảnh cao gấp 5 lần vật Tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí đầu của vật và ảnh

Đáp số: f = 10 cm ,d = 30 cm

BÀI TOÁN MẮT,DỤNG CỤ QUANG HỌC Dạng 1:

Bài tập về mắt và cách khắc phục

Nhận xét

Bài tập về mắt có 2 loại

 Loại 1: Cho điểm cực cận và cực viễn Xác định người này bị tật

gì , cần đeo kính nào

 Loại 2: Cho độ biến thiên của tiêu cự của thủy tinh thể,Khoảng cách từ quang tâm của thủy tinh thể đến võng mạc (V).Xác định khoảng nhìn rõ của mắt

Mắt cận thị Mắt viễn thị

Đặc điểm cấu

tạo:

fmax OV  OC

v hữu hạn

Mang thấu kính phân kì

v k

k O C

f   (Thấy vật ở vô cực mà không phải điều tiết )

Đặc điểm cấu tạo:

fmax OV 

Cv điểm ảo

Mang thấu kính hội tụ

v k

k O C

f 

(Thấy vật ở vô cực mà không phải điều tiết )

Bài tập mẫu loại 1:

Một người có điểm cực cận cách mắt 15 cm ,điểm cực viễn cách mắt 50

cm

a) Người này bị tật gì?

b) Muốn người này nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết thì cần đeo kính gì? Có độ tụ bằng bao nhiêu?

c) Khi đeo kính trên thì người này nhìn được vật trong khoảng nào trước mắt

Các bước giải toán

a) Đối với người bị cận

thị điểm cực cận < Đ

= 25 cm ,hoặc

OV

fmax 

Đối với người bị viễn thị

điểm cực cận > Đ = 25

cm ,hoặcfmax OV

b)Muốn người này không

phải điều tiết thì khi quan

sát vật ở vô cực thì ảnh

qua kính đeo rơi ở điểm

cực viễn

Sơ đồ tạo ảnh

f k

S S’

d   d'  OC v

Áp dụng công thức thấu

kính

v k

v k

OC f

OC

f   

1 1

1

Kết luận :người này cần

đeo kính phân kỳ có độ

Áp dụng

a) Đối với người bị cận thị điểm cực cận

< Đ = 25 cm Người này bị tật cận thị b)Muốn người này không phải điều tiết thì khi quan sát vật ở vô cực thì ảnh qua kính đeo rơi ở điểm cực viễn

Sơ đồ tạo ảnh

f k

S S’

d   d'  OC v

Áp dụng công thức thấu kính

v k

v k

OC f

OC

f   

1 1 1

=-50 cm =-0,5m Kết luận :người này cần đeo kính phân kỳ

có độ tụ

) (

1

m OC

D

v



c) khi đeo kính mắt nhìn vật thì ảnh của vật quan sát sẽ rơi ở điểm cực cận và cực viễn

Ta cần tìm vị trí của vật ứng với khi ảnh rơi ở điểm cực cận

Sơ đồ tạo ảnh

tụ D OC1(m)

v



c)khi đeo kính mắt nhìn

vật thì ảnh của vật quan

sát sẽ rơi ở điểm cực cận

và cực viễn

Ta cần tìm vị trí của vật

ứng với khi ảnh rơi ở

điểm cực cận

Sơ đồ tạo ảnh

f k

S S’

d d'  OC c

Áp dụng công thức thấu

kính

v k

c k c

OC f d OC

d









1

1 KL:Vậy khi đeo kính mắt

quan sát được vật trong

khoảng





d

d1

f k

S S’

d d'  OC c

Áp dụng công thức thấu kính

v k

c k c

OC f d OC d









1

cm

4 , 21 50

15

) 15 (

50











KL:Vậy khi đeo kính mắt quan sát được vật trong khoảng





d

4 , 21

Bài tập tương tự

Bài 1:

Một người có điểm cực cận cách mắt 10 cm ,điểm cực viễn cách mắt 40

cm

a) Người này bị tật gì?

b) Muốn người này nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết thì cần đeo kính gì? Có độ tụ bằng bao nhiêu?

c) Khi đeo kính trên thì người này nhìn được vật trong khoảng nào trước mắt

Bài 2:

Một người có điểm cực cận cách mắt 50 cm ,điểm cực viễn cách mắt 500

cm

a) Người này bị tật gì?

b) Muốn người này nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết thì cần đeo kính gì? Có độ tụ bằng bao nhiêu?