Chuyên đề quang học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS

Do tia ló đi qua M tia tới xuất phát từ A  tia ló phải đi qua A' Vì tia tới xuất phát từ vật thì tia ló phải đi qua ảnh Bài 5: Cho thấu kính hội tụ có trục chính là ,quang tâm O, tiêu

PhÇn Quang häc 2

1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Là hiện tượng tia sáng truyền từ mơi trường trong suốt này sang mơi trường trong suốt khác

bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai mơi trường

Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang các mơi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì gĩc khúc xạ nhỏ hơn gĩc tới

Khi gĩc tới tăng (giảm) thì gĩc khúc xạ cũng tăng (giảm)

Khi gĩc tới bằng 0 thì gĩc khúc xạ cũng bằng 0, tia sáng khơng bị gãy khúc khi truyền qua

2 mơi trường

2 Thấu kính hoi tụ –Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ:

a Thấu kính héi tụ:

Thấu kính hoi tụ thường dùng có phần rìa mỏng hơn phần giữa

Mỗi thấu kính hội tụ có 2 tiêu điểm F và F’, nằm về 2 phía của thấu kính, cách đều quang tâm

Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính

Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hoi tụ cho chùm tia ló héi tụ

Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt qua thấu kính héi tụ:

Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng

Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm

Tia tới đi qua tiêu điểm cho tia ló song song với trục chính

b Ảnh tạo bởi thấu kính héi tụ:

Vật thật ở ngồi tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật

Vật thật ở trong tiêu cự cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật

Vật ảo cĩ ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật

Khi vật đặt ở đúng tiêu điểm F thì ảnh ở xa vơ cực và ta khơng hứng được ảnh

Vật đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh cũng vuông góc với trục chính của thấu kính

3 Thấu kính phân kì – Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì :

a Thấu kính phân kì:

Thấu kính phân kì thường dùng có phần rìa dày hơn phần giữa

Mỗi thấu kính hội tụ có 2 tiêu điểm F và F’, nằm về 2 phía của thấu kính, cách đều quang tâm

Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính

Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kìï cho chùm tia ló phân kì Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì:

Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng

Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm

b Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì :

Vaọt saựng ủaởt ụỷ moùi vũ trớ trửụực thaỏu kớnh phaõn kỡ ủeàu cho

aỷnh aỷo , cuứng chieàu , nhoỷ hụn vaọt vaứ ụỷ trong khoaỷng tieõu cửù

Vật ảo ở trong tiờu cự cho ảnh thật cựng chiều và lớn hơn vật

vật ảo ở ngoài tiờu cự cho ảnh ảo ngược chiều với vật

Khi vaọt ủaởt raỏt xa TK thỡ aỷnh aỷo coự vũ trớ caựch TK moọt

khoaỷng baống tieõu cửù

Vaọt ủaởt vuoõng goực vụựi truùc chớnh cuỷa thaỏu kớnh cho aỷnh

cuừng vuoõng goực vụựi truùc chớnh cuỷa thaỏu kớnh

4 Một số KT có liên quan

a Quang hệ (hệ quang học)

Quang hệ là một dãy nhiều môi trờng trong suốt và đồng tính, đặt nối tiếp và ngăn cách nhau bằng những mặt hình học xác định, thờng là những mặt phẳng, mặt cầu có tâm nằm trên cùng một đờng thẳng Quang hệ nh vậy gọi là quang hệ trực tâm

Đờng thẳng nối tâm gọi là quang trục hay trục chính của hệ trực tâm

b Điểm sáng thật - điểm sáng ảo Vật thật và vật ảo

Điểm sáng thật (A) là điểm sáng thỏa mãn:

Đối với chiều truyền ánh sáng, nó đứng trớc quang hệ

Chùm sáng từ A đến quang hệ là chùm phân kì

Vật tạo bởi các điểm sáng thật gọi là vật thật

Nếu các tia sáng lẽ ra hội tụ tại A nhng bị quang hệ chắn lại, thành thử không hội tụ đợc tại

A mà chỉ có đờng kéo dài của chúng cắt nhau tại A thì A đợc xem là điểm sáng ảo

Vật xác định từ các điểm sáng ảo gọi là vật ảo

Cỏch vẽ đường truyền tia sỏng qua TK với tia tới bất kỡ.

Vẽ tiờu diện (với TKPK thỡ tiờu diện ảo)

Vẽ trục phụ song song với tia tới SI, cắt tiờu diện tại F’(tiờu điểm phụ)

Vẽ tia lú qua F1’ (hoặc cú đường kộo dài qua F1’ trong trường hợp TKPK)

Bài tập Quang 2

Bài 1 : Hai điểm sỏng S1 và S2 cựng nằm trờn trục chớnh, ở về hai bờn của một thấu kớnh hội tụ, cỏch thấu kớnh lần lượt là 6 cm và 12 cm Khi đú ảnh của S1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kớnh là trựng nhau

a Hóy vẽ hỡnh và giải thớch sự tạo ảnh trờn

b Từ hỡnh vẽ đú hóy tớnh tiờu cự của thấu kớnh

Giải

Hai ảnh của S1 và của S2 tạo bởi thấu kớnh trựng nhau nờn phải cú một ảnh thật và một ảnh ảo

Vỡ S1O < S2O  S1 nằm trong khoảng tiờu cự và cho ảnh ảo; S2 nằm ngoài khoảng tiờu cự

và cho ảnh thật

Tớnh tiờu cự f :

Gọi S’ là ảnh của S1 và S2 Ta cú :

1

OI// NF'  S O S I S O

 S O 6

S O

 

S O f



   f.S O = 6(S O + f)  (1)

Vỡ S I // OM2 , tương tự như trờn ta cú :

2

 S O f

S O

 







 

S O

S O 12  f.S O = 12(S O - f)  (2)

Từ (1) và (2) ta cú : f = 8 (cm)

Cỏch khỏc: Áp dụng cụng thức thấu kớnh (mà khụng chứng minh cụng thức) cho 2 trường hợp:

Với S1 : 1 = - 1 1

f 6 d (*) Với S2 : 1 = 1 + 1

f 12 d (**)

Từ (*) và (**) tớnh được : f = 8 (cm) và d’ = 24 (cm)

Bài 2: Trên hình vẽ xy là trục chính của một thấukính, AB là vật sáng, A’B’ là ảnh của AB qua

thấukính Bằng cách vẽ hãy xác định:Vị trí, tính chất, các tiêu điểm của thấu kính

(lí do tại sao lại vẽ nh vậy) A’B’ là ảnh gì ? Vì sao ?

Giải

Nối B với B’ kéo dài cắt trục chính tại O

 O là quang tâm của thấu kính Vì tia tới quang tâm thì truyền thẳng

 dựng thấu kí

Từ B vẽ đờng thẳng song song với xy Cắt thấu kính tại I Nối B với I kéo dài cắt trục chính tại F

 F là tiêu điểm ảnh của thấu kính Vì tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm chính

Từ B’ vẽ đờng thẳng song song với xy, cắt thấu kính tại J, nối B với J kéo dài cắt xy tại F’

 tiêu điểm vật của thấu kính Vì tia tới có phơng đi qua tiêu điểm chính cho tia ló song song với trục chính

A’B’ là ảnh ảo vì là giao điểm của chùm kéo dài của tia ló nằm ở sau thấu kính

Bài 3: Trên hình vẽ, () là trục chính của thấu kính hội tụ, A’B’

là ảnh của vật AB ( AB  )

a A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Tại sao?

b Xác định quang tâm O, tiêu điểm F,F’của thấu kính đó

c Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính , f là tiêu cự của thấu kính Giả sửchiều cao h’ của

ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật sáng Hãy thiết lập công thức nêu lên mối liên hệ giữa d và f trong trờng hợp này

Giải

a Ảnh A'B' là ảnh ảo Vì A'B' cùng chiều và lớn hơn vật.

b Xác định quang tâm O, tiêu điểm F ,F' của thấu kính:

Vẽ B'B cắt trục chính ( ) tại O thì O là quang tâm

Vẽ thấu kính hội tụ vuông góc với trục chính và đi qua O

Vẽ tia tới BI song song với trục chính Nối B' I và kéo

dài, cắt trục chính tại điểm F' Tiêu điểm F đối xứng với

F' qua quang tâm O

c Thiết lập công thức liên hệ giữa d và f: trong trờng hợp

chiều cao h' của ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật

sáng

Theo hình vẽ ta có:

OA'B'   OAB nên

OA

OA AB

B

A' ' '

 (1)

F'A'B'  F'OI nên

O F

A F OI

B A

'

' ' ' '

f

OA f OI

B



Mà OI = AB  A AB'B' f f OA' (2)

Từ (1) và (2)  OA OA'f f OA' OA OA' 1 OA f ' OA1 OA1 ' 1f (3)

Vì A'B' = 1,5 AB nên từ (1)  OA' = 1,5 OA (4)

Thế (4) vào (3) ta có: f = 3.OA = 3d Vậy f = 3d

Bài 4: Cho AB là vật, A'B' là ảnh của nó qua thấu kính ảnh và vật đều vuông góc với trục chính

của thấu kính (Hỡnh vẽ trờn)

a Bằng phép vẽ hãy xác định: Vị trí, tính chất, trục chính, quangtâm, tiêu điểm của thấu kính

b Hãy vẽ đờng đi của tia sáng xuất phát từ A tới thấu kính Tia khúc xạ đi qua điểm M

Giải

AA' cắt BB' tại O

 O là quang tâm từ đó xác định:

Trục chính, Tiêu điểm, vị trí của

thấu kính, tính chất của ảnh

Do tia ló đi qua M tia tới xuất phát từ A

 tia ló phải đi qua A'

(Vì tia tới xuất phát từ vật thì tia ló phải đi qua ảnh)

Bài 5: Cho thấu kính hội tụ có trục chính là (),quang tâm O, tiêu

điểm F, A’ là ảnh của điểm sáng A (Hình vẽ) Hãy xácđịnh vị trí

của điểm sáng A bằng cách vẽ Nêu rõ cách vẽ

Giải

Vị trí của điểm Ađựơc xác định nh hình vẽ

Cách vẽ:

Vẽ A’I song song với trục chính

Tia tới đi từ A cho 3 tia ló song song với trục chính, có đờng

kéo

dài đi qua tiêu điểm

Tia tới từ A qua quang tâm O cho đờng kéo dài của tia ló qua A’

 Giao của tia tới có tia ló song song với trục chính và tia tới đi qua

quang tâm là vị trí của điểm sáng A

B

A' .M

O

Bài 6: Trờn cỏc hỡnh 4a và hỡnh 4b: X1 và X2 là cỏc quang trục,AB là vật sỏng,A’B’ là ảnh của

AB qua thấu kớnh L1,L2

a Xỏc định cỏc thấu kớnh thuộc loại gỡ ?

b Mụ tả cỏch vẽ đường đi của tia sỏng và vẽ để xỏc định vị trớ của thấu kớnh và tiờu điểm của nú?

Giải

a Loại gơng:

Ảnh S’ khác phía với S Vậy S’ là ảnh thật do đó gơng cầu là loại gơng cầu lồi

Vị trí tâm C: Là giao của SS’ với MN

(vì mọi tia sáng đến tâm C đều có tia phản xạ ngợc trở lại và đờng kéo dài đi qua ảnh )

Vị trí đỉnh O: lấy S1 đối xứng với S’ qua MN Nối SS1 cắt MN tại 0

( Tia sáng đến đỉnh gơng có tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính )

Tiêu điểm F : Tia tới song song trục chính phản xạ qua ảnh S’ và cắt trục chính tại F

b Sự di chuyển của ảnh S’:

 S ra xa gơng trên đờng thẳng IS//MN

S ra xa gơng dịch chuyển trên IS thì ảnh S’ dịch chuyển trên IS’

Mà S dịch ra xa gơng thì góc  giảm (do SC thay đổi ) Vậy ảnh S’ dịch chuyển dần về tiêu

điểm, Khi S ra thật xa (Xa vô cùng ) thì S’ tới F

 S dịch lại gần trên đờng SK

S dịch chuyển trên SK thì ảnh S’ dịch chuyển trên KS’

S dịch chuyển lại gần F’ thì  tăng (SC cắt KS’ ở S’ xa hơn )

Vậy ảnh S’ dịch ra xa theo chiều KS’

Khi S tới F’ thì SC//KS’,S’ ở xa vô cực

Khi S dịch chuyển F’ tới K thì ảnh ảo S’’ dịch từ xa vô cực tới theo chiều S’’K

Bài 7: Moọt vaọt saựng AB cao 10cm ủửụùc ủaởt vuoõng goực vụựi truùc chớnh cuỷa moọt thaỏu kớnh phaõn kỡ ụỷ taùi tieõu ủieồm (h 3.11) Cho bieỏt thaỏu kớnh naứy coự tieõu cửù f = 20cm

a Dửùng aỷnh A’B’ cuỷa AB qua thaỏu kớnh ủaừ cho

b Xaực ủũnh khoaỷng caựch tửứ aỷnh ủeỏn thaỏu kớnh vaứ ủoọ cao cuỷa aỷnh ?

Giải

a Dửùng aỷnh (H3.9.G)

Ảnh A'B'cuỷa AB qua thaỏu kớnh laứ aỷnh aỷo

b Xaực ủũnh khoaỷng caựch tửứ aỷnh ủeỏn thaỏu kớnh vaứ ủoọ cao cuỷa vaọt Tửứ hỡnh veừ ta coự:

ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ Δ OAB và ΔOA’B’ ~ ΔAA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ Δ AIO Nên ta có :

AO

AA OA

OA' '

 Mà OA’ = AA’, và OA’ + AA’ = O F = f nên : OA’ =½.O F = ½.f = 10cm ; A’B’ = 5cm

Bài 8: Một vật cao 120cm đặt cách máy ảnh 3m Dùng máy ảnh để chụp vật này thì thấy

ảnh cao 2cm

a Hãy dựng ảnh của vật này trên phim (không cần đúng tỉ lệ)

b Tính khoảng cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh

Gi¶i

a Dựng ảnh của vật trên phim như HV:

A’B’ là ảnh của AB : ảnh thật và nhỏ hơn vật

b Tính khoảng cách từ phim đến vật kính :

ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ Δ OAB Suy ra : OA’= 5cm

Bài 9: Một mắt có tiêu cự của thuỷ tinh thể là2cm khi không điều tiết

a Khoảng cách từ quang tâm đến màng lưới là 1,5cm Mắt bị tật gì ?

b Để ảnh của vật hiện lên ở màng lưới thì phải đeo kính gì ?

Gi¶i

a Do tiêu điểm của mắt nằm sau màn lưới nên mắt này là mắt lão

(Vật ở vô cực sẽ cho ảnh ở sau màng lưới)

b Để khắc phục tật lão thị phải đeo kính hội tụ (kính lão)

Bài 10 Một vật đặt cách một kính lúp 6cm Cho biết tiêu cự của kính lúp bằng 10cm

a Dựng ảnh của vật qua kính lúp (không cần đúng tỉ lệ)

b Ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo? Lớn hơn hay nhỏ hơn

vật ?

Gi¶i

a Dựng ảnh như hình vẽ :

b Aûnh của vật qua kính lúp là ảnh ảo

ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ ΔOA’B’ ~ ΔOAB và ΔOA’B’ ~ ΔF’A’B’ ~ ΔOA’B’ ~ Δ F’OI

 OA’ = 5cm và 2 , 5

AB

B' A'

 lần

Bài 11: Vật sáng AB qua thấu kính hội tư tiêu cự f cho ảnh thật A’B’ Gọi giao điểm của thấu

kính với trục chính là quang tâm O của thấu kính Đặt OA = d : khoảng cách từ vật đến thấu kính ; OA’ = d’ : khoảng cách từ ảnh đến thấu kính ; OF = f : khoảng cách từ tiêu điểm chính đến thấu kính

a Chứng minh :

d

d' AB

B' A'

 và

f

1 d

1 d'

1



 Áp dụng AB = 2cm ; d = 30cm ; d’ = 150cm Tìm tiêu cự f và độ lớn ảnh A’B’

b Từ vị trí ban đầu cách thấu kính 30cm, cho vật sáng AB tiến gần thấu kính thêm 10cm Hỏi ảnh A’B’ di chuyển trên khoảng nào?

Gi¶i

a Chứng minh, tiêu cự của thấu kính :

B’ O

I

F A

B

A'ABB' OA'OA d'd (1)

ΔOA’B’ ~ ΔF’OI ~ ΔOA’B’ ~ Δ F’A’B’, nờn ta cú:

1 f

d' d

d' O F'

OF' OA' O

F'

A' F' AB

B'

A'

OI

B'

A'













f

1 d

1 d'

1





 (2)

Từ (1) & (2)  A’B’ = 10cm  f = dd.d'd'

 = 25cm

b Sự dịch chuyển của ảnh A’B’ :

Khi vật sỏng AB dịch chuyển 5cm đầu tiờn (từ vị trớ ban đầu đến tiờu điểm vật chớnh F) thỡ ảnh thật A’B’ di chuyển cựng chiều từ vị trớ ban đầu ra xa vụ cực

Khi vật sỏng AB di chuyển 5cm kế tiếp (từ tiờu điểm vật chớnh F đến gần thấu kớnh),

ảnh ảo A’B’ từ vụ cực bờn trỏi, di chuyển cựng chiều với vật sỏng AB, tiến tới vị trớ

cỏch thấu kớnh là: d’ = 100cm

f d

df





 (với d = 30-10 = 20cm)

Bài 12: Vật sỏng AB đặt vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh hội tụ cho ảnh thật A’B’ cao

2cm Giữ thấu kớnh cố định, dời AB lại gần thấu kớnh một đoạn 45cm thỡ được ảnh thật A”B” cao 20cm Biết khoảng cỏch giữa hai ảnh thật A’B’ và A”B” là 18cm

a Hóy xỏc định : Tiờu cự của thấu kớnh

b Hóy xỏc định :Vị trớ ban đầu của vật

Khi giải bài toỏn này, thớ sinh được sử dụng trực tiếp cụng thức:d'1 d1 f1 và A'ABB'd'd

Giải

a Tiờu cự của thấu kớnh: d2 = d1 – 45 (1)

d’2 = d’1 + 18 (2)

10 B A

B A k

k AB

B A k

;

AB

B

A

k

1 1

2 2 1

2 2 2 2

1

1

1

f 10 d f

f







 f – d1 = 10 (f – d2) (3)

Thay (1) vào (3):  d1 = f + 50 và d2 = f + 5

f d

f d f d

f d

1

1 2

2







b Vị trớ ban đầu: d1 = 60cm

Bài 13: Khoảng cỏch từ thể thủy tinh đến màn lưới mắt là 2cm (coi như khụng đổi) Khi nhỡn

một vật ở rất xa thỡ mắt khụng phải điều tiết và tiờu điểm của thể thủy tinh nằm đỳng trờn màn lưới Hóy tớnh độ thay đổi tiờu cự của thể thủy tinh khi chuyển từ trạng thỏi nhỡn một vật ở rất

xa sang trạng thỏi nhỡn một vật cỏch mắt 84cm

Giải: Sự thay đổi tiờu cự của thể thủy tinh

Khi nhỡn một vật ở rất xa thỡ mắt khụng phải điều tiết và tiờu điểm của thể thủy tinh nằm đỳng trờn màn lưới, tiờu cự của thể thủy tinh là f1 = 2cm

Khi nhỡn vật cỏch mắt 84cm, ảnh của vật hiện rừ trờn màn lưới

Tương ứng với tiờu cự của thể thủy tinh: f = 1 , 95

2 84

2 84 d' d

d.d'

cm









Độ thay đổi tiờu cự của thể thủy tinh : f1 – f = 0,05cm

Bài 14: Cho hệ TK - Gơng phẳng nh Hv Chiếu vào TK

một tia sáng song song với trục chính của TK Vẽ và nêu

NX về đờng truyền tiếp theo của chùm sáng

Bài 15: Trên hình vẽ tia (1) sau khi khúc xạ qua TK đi qua điểm A Hãy vẽ tiếp đờng truyền của

tia (2) qua TK

Bài 16: Một thấu kớnh hội tụ L1 cú tiờu cự là 20 cm Vật sỏng AB đặt trước thấu kớnh hội tụ L1,

AB vuụng gúc với trục chớnh, A nằm trờn trục chớnh và cỏch thấu kớnh 1 đoạn a Ảnh của AB qua thấu kớnh là ảnh ảo A'B' ở cỏch thấu kớnh 1 đoạn b Một thấu kớnh khỏc là thấu kớnh phõn kỡ

L2, khi vật AB đặt trước L2 đoạn b thỡ ảnh của AB qua thấu kớnh L2 là ảnh ảo A"B" ở cỏch thấu kớnh đoạn a

a Vẽ ảnh tạo bởi thấu kớnh trong 2 trường hợp trờn

b Tỡm tiờu cự của thấu kớnh phõn kỡ L2.

Bài 17: Vật sỏng AB cao 1,5m đặt vuụng gúc với trục chớnh của một thấu kớnh phõn kỳ cho ảnh

A'B' cao 0,5 cm, cỏch vật AB đoạn 12cm Hóy nờu cỏch vẽ ảnh theo đỳng tỷ lệ để xỏc định vị trớ tiờu điểm F' Từ hỡnh vẽ hóy xỏc định tiờu cự của thấu kớnh

Bài 18: Cho hệ quang học gồm thấu kính hội tụ và gơng phẳng bố trí (HV 5) Hãy vẽ một tia

sáng đi từ S, qua thấu kính, phản xạ trên gơng phẳng rồi đi qua điểm M cho trớc

Bài 19: Một người già phải đeo sỏt mắt một thấu kớnh hội tụ cú tiờu cự 60cm thỡ mới nhỡn rừ

vật gần nhất cỏch mắt 30cm Hóy dựng ảnh của vật (cú dạng một đoạn thẳng đặt vuụng gúc với trục chớnh) tạo bởi thấu kớnh hội tụ và cho biết khi khụng đeo kớnh thỡ người ấy nhỡn rừ được vật gần nhất cỏch mắt bao nhiờu?

Bài 20: Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng

6cm, cách thấu kính 9cm Một màn ảnh đặt vuông góc với trục chính để thu ảnh rõ nét của S trên màn

a Hỏi phải đặt màn cách thấu kính bao nhiêu để trên màn thu đợc một điểm sáng

b Cho thấu kính dịch chuyển theo phơng vuông góc với trục chính của nó với vận tốc

v = 2m/s Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc bao nhiêu nếu nguồn sáng đợc giữ cố định

Bài 21:

a. Một vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ (điểm A trên trục chính) thì thu đợc ảnh A'B' nhỏ hơn vật ba lần và cách vật 12cm Tính khoảng cách từ vật

đến thấu kính và tiêu cự của thấu kính

b. Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 có trục chính trùng nhau, đặt cách nhau 20cm Vật sáng nhỏ

AB đặt vuông góc trục chính của (điểm A trên trục chính) trớc thấu kính L1 (theo thứ tự vật

AB, thấu kính L1, thấu kính L2) Khi vật AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì ảnh A'B' của

nó tạo bởi hệ hai thấu kính có độ lớn không thay đổi và cao gấp 4 lần vật AB Tìm tiêu cự của hai thấu kính

Bài 22: Một vật AB cú dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuụng gúc với trục chớnh của một

thấu kớnh hội tụ (A trờn trục chớnh) cho ảnh thật A1B1 Dịch chuyển vật AB một đoạn a dọc theo trục chớnh của thấu kớnh thỡ thu được ảnh ảo A2B2

a Vật AB dịch chuyển lại gần hay ra xa thấu kớnh? Giải thớch

b Dựng (vẽ) ảnh trong hai trường hợp trờn (khụng cần nờu cỏch dựng)

α

O

y

x

A

D

Hỡnh H3

c Biết tiờu cự của thấu kớnh f = 20cm; đoạn dịch chuyển a = 15cm; ảnh A1B1 cao 1,2cm; ảnh

A2B2 cao 2,4cm Dựa trờn cỏc hỡnh vẽ và cỏc phộp toỏn hỡnh học, hóy xỏc định:

Khoảng cỏch từ vật AB đến thấu kớnh trước khi dịch chuyển

Chiều cao của vật AB

Bài 23: Cho nguồn sáng điểm S; một thấu kính hội tụ vành ngoài hình tròn có bán kính r; hai

màn chắn Ml và M2 đặt song song và cách nhau 30cm Trên Ml khoét một lỗ tròn tâm O có bán kính đúng bằng r Đặt S trên trục xx' vuông góc với hai màn đi qua tâm O (Hình 4) Điều chỉnh

SO = 15cm, trên M2 thu đợc vệt sáng hình tròn Vệt sáng này có kích thớc không đổi khi đặt thấu kính đã cho vừa khớp vào lỗ tròn của Ml

a Tìm khoảng cách từ tâm O tới tiêu điểm F của thấu kính

b Giữ cố định S và M2' Dịch chuyển thấu kính trên xx' đến khi thu đợc một điểm sáng trên M2 Tìm vị trí đặt thấu kính

Bài 24: Một vật sỏng AB cỏch màn một khoảng L, khoảng giữa vật và màn đặt một thấu kớnh

hội tụ cú tiờu cự f và quang tõm O Biết AB và màn vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh, A nằm trờn trục chớnh của thấu kớnh với OA > f, ảnh A’B’hiện rừ trờn màn

a Chứng minh : '

f  d d với d = OA, d’ = OA’

b Tỡm điều kiện để cú được ảnh rừ nột trờn màn

c Đặt l là khoảng cỏch giữa hai vị trớ của thấu kớnh cho ảnh rừ nột trờn màn

Hóy chứng minh cụng thức f = 2 2

4

L



Bài 25: a Một vật sáng nhỏ AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính của một thấu kính

hội tụ có tiêu cự 20cm Dịch chuyển AB dọc theo trục chính Hỏi khi khoảng cách giữa AB và

ảnh thật của nó là cực tiểu thì ảnh đó lớn gấp bao nhiêu lần vật?

b Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 có trục chính trùng nhau, cách nhau 20cm Vật sáng nhỏ AB

đặt trên trục chính trớc L1 (theo thứ tự AB - L1- L2) Khi AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì

ảnh A'B' của nó tạo bởi hệ L1, L2 không thay đổi độ lớn và cao gấp 4 lần AB Tìm tiêu cự của 2 thấu kính?

Bài 26: Một thấu kớnh hội tụ cú tiờu cự f = 10cm Vật sỏng cú

dạng là một hỡnh thang cõn ABCD, cạnh AB = 8cm, cạnh CD

= 4cm, gúc α = 450 Trục chớnh xy của thấu kớnh nằm trờn mặt

phẳng (ABCD) và vuụng gúc với AB (hỡnh H3) Biết rằng ảnh

của vật qua thấu kớnh là ảnh thật cú dạng là một hỡnh chữ nhật

a Xỏc định cỏc khoảng cỏch từ AB và CD đến thấu kớnh

b Tớnh chiều dài cỏc cạnh của ảnh

Bài 27: Một vật sỏng AB đặt tại một vị trớ trước một thấu kớnh hội tụ, sao cho AB vuụng gúc

với trục chớnh của thấu kớnh và A nằm trờn trục chớnh, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật Sau đú, giữ nguyờn vị trớ vật AB và dịch chuyển thấu kớnh dọc theo trục chớnh, theo chiều

ra xa vật một đoạn 15cm, thỡ thấy ảnh của nú cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trớ ảnh ban đầu Tớnh tiờu cự f của thấu kớnh (khụng sử dụng trực tiếp cụng thức của thấu kớnh)

Bài 28: Vật AB cú dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuụng gúc với trục chớnh xy của một thấu

kớnh hội tụ L1 ( Hỡnh 3).Qua thấu kớnh L1, vật AB cho ảnh thật A1B1 cỏch vật

90 cm vàcao gấp đụi vật

a Tỡm tiờu cự f1 của thấu kớnh L1

b Bõy giờ đặt thờm một thấu kớnh hội tụ L2 cú tiờu cự f2 = 10 cm sau thấu kớnh hội tụ L1 và cỏchthấu kớnh L1 một đoạn a Hai thấu kớnh cú cựng trục xy Tỡm a để ảnh cuối cựng A’B’ của một vật AB cho bởi hệ hai thấu kớnh là ảnh thật và cao bằng vật AB

Bài 29: Vật sáng AB đặt cố định qua thấu kính cho ảnh thật cao gấp 2 lần vật, dịch thấu kính ra

xa một đoạn 12 cm thì cho ảnh thật cao bằng 1

2 vật

a Tính tiêu cự của thấu kính

b Chứng tỏ có một vị trí đặt màn mà thu đợc hai ảnh đó Xác định vị trí của màn

Bài 30: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuụng gúc với trục chớnh của 1 thấu kớnh hội tụ sao cho

điểm B nằm trờn trục chớnh và cỏch quang tõm O của thấu kớnh 1 khoảng BO = a Nhận thấy rằng nếu ta dịch chuyển vật AB lại gần hoặc ra xa thấu kớnh 1 khoảng b = 5cm thỡ đều được ảnh

cú độ cao bằng gấp 3 lần vật, trong đú 1 ảnh cựng chiều và 1 ảnh ngược chiều với vật Dựng cỏch vẽ đường đi của tia sỏng hóy xỏc định khoảng cỏch a và vị trớ tiờu điểm của thấu kớnh?

Bài 31: Hai điểm sỏng S1 và S2 nằm trờn trục chớnh và ở hai bờn thấu kớnh hội tụ cỏch thấu kớnh lần lượt là 6cm và 12cm Khi đú: S1 qua thấu kớnh cho ảnh ảo và S2 qua thấu kớnh cho ảnh thật trựng nhau tại S

a Vẽ hỡnh

b Từ hỡnh vẽ hóy tớnh tiờu cự thấu kớnh của thấu kớnh và khoảng cỏch từ ảnh đến thấu kớnh

Bài 32: Một vật sỏng AB đặt tại một vị trớ trước một thấu kớnh hội tụ, sao cho AB vuụng gúc

với trục chớnh của thấu kớnh và A nằm trờn trục chớnh, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật Sau đú, giữ nguyờn vị trớ vật AB và dịch chuyển thấu kớnh dọc theo trục chớnh, theo chiều

ra xa vật một đoạn 15cm, thỡ thấy ảnh của nú cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trớ ảnh ban đầu Tớnh tiờu cự f của thấu kớnh (khụng sử dụng trực tiếp cụng thức của thấu kớnh)

Bài 33: Có một thấu kính hội tụ và một gơng phẳng đợc đặt cách nhau 25cm nh hình vẽ tiêu

điểm của thấu kính cách quang tâm là 20cm Một chùm ánh sáng song song vớitrục chính của thấu kính đợc chiếu vào phía trớc của thấu kính

a Vẽ tiếp đờng truyền của chùm ánh sáng qua thấu kính

b Quan sát trong gơng phẳng ta thấy xuất hiện ảnh của một điểm sáng, giải thích

c Nếu quay gơng phẳng một góc 300 quanh điểm I thì điểm ảnh trong gơng dịch chuyển nh thế nào?

d Ta dịch chuyển gơng phẳng lại phía thấu kính tới điểm cách thấu kính 10cm Mô tả hiện t-ợng quan sát đợc, giải thích ( Khi dịch chuyển gơng luôn song song với thấu kính )