tài liệu dạy thêm môn lý

Một vật AB cao 2cm đặt thẳng góc với trục chính của một gương cầu lõm, có bán kính mặt cầu là 40cm aXác định vị trí tính chất và độ lớn của ảnh khi vật đặt cách gương 30cm b Xác định vị

Vấn đề 1 Định luật phản xạ ánh sáng – gương phẳng

• tia tới và tia phản xạ cùng nằm trong mặt phẳng tới

• góc phản xạ và góc tới bằng nhau ( i = i/) Aûnh qua gương phẳng: ảnh và vật đối xứng qua gương; ảnh ảo; ảnh và vật trái bản chất

i sin = = nếu môi trường chứa1 là không khí: sini = nsinr ( n1 = 1, n2 = n )

( n1:chiết suất môi trường chứa tia tới i; n2 : chiết suất môi trường chứa tia tới khúc xạ r )

Góc giới hạn phản xạ toàn phần :

1

2 gh

n

n i sin =

Vấn đề 3 Lăng kính

sini1 = nsinr1 , sini2 = n sinr2 ; A = r1 + r2 , D = –A

Góc lệch cựctiểu : điều kiện cĩ DMin : i1 = i2 ; r1= r2

sin )

2

A D

I SỰ PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG :

1 Một người nhìn thấy ảnh của đỉnh một cột điện trong một vũng nước nhỏ.Người ấy

đứng cách vũng nước 2m và cách chân cột điện 10m Mắt người cách chân một đoạn 1,6m.Tính chiều cao cột điện

2 Một gương phẳng hình tròn đường kính 12cm đặt song song với một trần nhà , cách

trần 1m , mặt phản xạ hướng lên.Aùnh sáng từ nguồn điểm S cách trần 0,5m chiếu xuốnggương ,phản xạ cho một vệch sáng trên trần nhà Hãy tính đường kính của vệch sáng ở trên trần nhà

3 Cho một điểm sáng S và một điểm M bất kì trước gương phẳng

a Vẽ tia sáng từ S qua gương , phản xạ qua M

b Chứng minh rằng trong vô số các đường đi từ S đến gương rồi đến M thì ánh sáng đitheo đường gần nhất

4 Chiếu một chùm tia sáng SI vào một gương phẳng G Tia phản xạ là IR Giữ tia tới

cố định , quay gương một góc  quanh trục vuông góc với mặt phẳng tới Tính góc quay của tia phản xạ tạo bởi IR và I/R/ là β

5 Một người cao 1,6m đứng trước gương phẳng thẳng đứng cách gương 3m , nhìn ảnh

mình trong gương Mắt người đó cách đỉnh đầu 10cm

a Người ấy thấy ảnh cách mình bao xa ?

b Để thấy rõ từ chân đến đầu, gương phải có chiều dài tối thiểu là bao nhiêu? thành dưới của gương phải cách mặt đất tối đa là bao nhiêu để người đó nhìn thấy chân mình trong gương

c Kết quả ở câu (b) có phụ thuộc khoảng cách từ người đó tới gương không ?

QUANG HÌNH HỌC

6 Người ta muốn dùng một gương phẳng để chiếu một chùm tia sáng mặt trời xuống

đáy một giếng thẳng đứng , dọc theo trục của giếng Các tia sáng mặt trời nghiêng trên mặt phẳng nằm ngang một góc 40o Tính góc làm bởi mặt gương và mặt phẳng nằm ngang

7 Tia sáng mặt trời SI hợp với phương ngang một góc S

 = 600 như hình vẽ Phải đặt tại I một gương phẳng (G) có mặt phản xạ hợp với đường nằm ngang góc bao nhiêu độ để có tia phản xạ nằm ngang  I

8 Hai gương phẳng đặt vuông góc với nhau Hai điểm A , B

Nằm trong cùng mặt phẳng vuông góc với giao tuyến của M1

hai gương A

a, Hãy vẽ một tia sáng từ A đến gương M tại I phản xạ tới

gương M2 tại E, rồi phản xạ tới B B

b, Chứng minh AI // EB M2

9 Cho 2 gương phẳng G1 , G2 quay mặt sáng vào nhau G1 S

và hợp với nhau một góc 90 ( hình vẽ ) Vẽ tiếp đường

đi của tia tới SI sau khi phản xạ trên mỗi gương một lần I

-S/ hoặc A/ B/ là ảnh gì ?

- Gương cầu là gương gì ?

- Xác định tâm tiêu điểm của gương bằng phép vẽ trong các trường hợp (a) (b) (c) (d)

11.Cho một gương lõm f = 10cm Vật sáng AB cho ảnh A/B/ cao gấp 2 lần vật Định vị trí vật và ảnh

12 Một gương lồi bán kính R = 20cm Vật thật AB cho ảnh A/B/ bằng nửa vật Định vị trí vật

13 Đặt một vật vuông góc với trục chính của một gương cầu lõm cách gương 20cm , ta

thấy có một ảnh :

-Aûnh ảo lớn gấp 3 lần vật

- Aûnh thật lớn gấp 3 lần vật Tính tiêu cự và vẽ hình

14 Một vật AB cao 2cm đặt thẳng góc với trục chính của một gương cầu lõm, có bán

kính mặt cầu là 40cm

a)Xác định vị trí tính chất và độ lớn của ảnh khi vật đặt cách gương 30cm

b) Xác định vị trí của vật khi soi gương ta thấy ảnh cao gấp 3 lần vật

15 Tìm tiêu cự của gương cầu lõm biết rằng một vật đặt vuông góc với trục chính , cách

đỉnh gương 15cm cho một ảnh ảo gấp 6 lần vật

16 Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một gương cầu lõm tại A ở trước

gương cho ảnh A/B/ Cho tiêu cự của gương là 40cm

a.>Xác định vị trí của vật và ảnh , biết A/ B/ là ảnh thật cao bằng nửa vật

b> Phải tịnh tiến AB dọc theo trục chính về phía nào một đoạn bao nhiêu để nhìn vào gương ta thấy ảnh A/ B/ cao gấp 2 lần vật

17 Một người quan sát nhìn vào gương lõm có tiêu cự 30cm Thấy ảnh ảo của mình

cách mắt 45cm Tính khỏang cách từ gương đến mắt

18 Một gương lõm f = 10cm Vật thật AB cho ảnh cách vật 15cm Xác định vị trí vật và

ảnh

19 Một gương cầu lõm có f = 12cm Vật thật AB vuông góc với trục chínhn cho ảnh

thật cách vật 18cm Xác định vị trí của vật

20 Gương cầu lồi có tiêu cự f = -10cm Vật sáng AB cho ảnh cách vật 15cm Định vị trí

vật và ảnh

21 Đặt một gương cầu lõm có trục chính hướng về phía mặt trời , ta được một ảnh cách

gương 20cm

a>Xác định tiêu cự của gương

b>Aûnh là một hình tròn sáng Tính bán kính của hình tròn này Cho biết góc trông mặt trời là  = 36/

22 Điểm sáng S nằm trên trục chính của gương cầu lõm có tiêu cự 20cm và có đường

kính vành gương là 6cm Một màn ảnh đặt vuông góc với trục chính và ở trước gương 40cm Hãy tìm kích thước vệch sáng trên màn Biết điểm sáng S ở trước gương và cách gương a) 20cm b) 30cm c) 10cm

23 Một đỉểm sáng A ở trên trục chính một gương cầu lõm có tiêu cự f = 24cm Đường

kính vành gương là 5cm Khoảng cách từ A đến gương là 36cm Một màn E đặt vuông góc với trục chính của gương.Xác định vị trí của màn E để ta có trên màn một vệt sáng :a) Đường kính bằng đường kính của vành gương ; b)Là một điểm sáng chói ; c) Có đường kính bằng 10cm

24 Một người đứng trước gương lồi nhìn thấy ảnh của mình trong gương , cùng chiều và

bằng 1/5 vật tiến thêm 0,5m lại gần gương thì ảnh bằng 1/4 người Tính tiêu cự của gương và vẽ ảnh

25 Một gương cầu lõm có f = 10cm Điểm sáng S trên trục chính cho ảnh S/ Dời S dọctheo trục chính gần gương thêm 5cm thì ảnh dời 10cm và không đổi tính chất Xác định

vị trí ban đầu của vật

26 Một gươnh cầu lõm cho ảnh thật của vật AB lớn bằng ba lần vật Nếu ta di chuyển

vật lại gần gương thêm 2,5cm thì có ảnh thật bằng 4 lần vật Xác định tiêu cự của gương và vị trí ban đầu của vật

27 Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một gương cầu lõm ở phía trước gương cho

a) Aùnh sáng phản xạ trên (M ) trước B

b) Aùnh sáng phản xạ trên ( G ) trước 0 F I A

29 Cho một gương cầu lồi biết đỉnh O và tâm C của gương Cho một điểm S trước

gương Mắt người quan sát đặt tại điểm M (hình vẽ ) nêu cách vẽ tia sáng phát ra từ S phản xạ trên gưong rồi đi qua M

30 Một gương cầu lõm có bán kính cong R = 30cm được đặt đối diện một gương

phẳng , trục chính của gương cầu vuông góc với gương phẳng Trên trục chính , trong khoảng giữa hai gương , có điểm sáng A cách gương cầu đoạn

OA =20cm.Xác định vị trí gương phẳng để mọi tia sáng phát ra từ A ,sau hai lần phản xạ liên tiếp lại qua A

31 Gương cầu lồi ( G1 ) có tiêu cự f1 = - 20cmvà gương cầu lõm ( G2 ) có tiêu cự f2 = 20cm Hai gương đặt đồng trục mặt phản xạ hướng vào nhau , hai đỉnh cách nhau l = 50cm Điểm sáng A được đặt trên trục chính cách G đoạn 20cm Xác định các ảnh của

A Vẽ đường đi của ánh sáng

32 Hai gương cầu lõm cùng bán kính R = 40cm được đặt đồng trục , mặt phản xạ

hướng vào nhau , hai đỉnh cách nhau đoạn l = 25cm

a) Xác định vị trí của vật để kích thước các ảnh ảo trong hai gương có tỉ số 12

b ) Tìm điều kiện về l để câu hỏi a có nghiệm

33 Gương cầu lõm ( G ) tiêu cự 20cm có điểm A trên trục chính và cách gương 30cm

Đối diện với ( G ) đặt gương phẳng ( M ) nghiêng 450 so với trục chính của (G) và cách (G) 80cm Xác định ảnh của A sau 2 lần phản xạ liên tiếp trên (G) rồi (M)

34 Gương cầu lõm có f = 50cm Trên trục chính có điểm sáng A cách gương 60cm

Đối diện với gương cầu đặt một gương ( M2 ) sao cho ánh sáng từ A sau 2 lần phản xạ liên tiếp trên hai gương lại qua A Xác định M trong hai trường hợp sau :

a) ( M2 ) là gương phẳng đặt vuông góc với trục chính của gương cầu lõm

b) ( M2 ) là gương cầu lõm cùng tiêu cự đặt đồng trục vớ gương thứ nhất

35 Hai gương cầu lõm có các tiêu cự f1 = 24cm , f2 = 16cm Trục chính của hai gương trùng nhau , mặt phản xạ quay vào nhau, hai đỉnh gương cách nhau 120cm Có hai bóng

đèn giống nhau được đặt cách đều trục chính X ác định vị trí đặt màn và hai bóng đènđể các ảnh trùng khít lên nhau trên màn

36.Hai gương cầu lõm và lồi có tiêu cự f = 15cm , và f = - 10cm được đặt cho trục chính

trùng nhau, hai mặt phản xạ đối diện nhau Các đỉnh gương cách nhau 80cm Xác định

vị trí vật AB ( vuông góc với trục chính , đặt trên trục chính ) để ảnh của vật sau 1 lần phản xạ trên mỗi gương :

a) có cùng kích thước

b) đều ảo và gấp nhau 10 lần

37 a) Gương cầu lõm ( G1 ) có R = 60cm Điểm A trên trục chính cách gương 45cm Xác định ảnh A1 Vẽ ảnh

b.) Đặt thêm gương cầu lõm ( G2 ) cùng bán kính đối diện với ( G1 ) sao cho hai trục chính trùng nhau , A ở giữa hai gương Xác định vị trí của ( G2 ) để mọi tia sáng từ A sau hai lần phản xạ liên tiếp trên hai gương lại qua A Chứng tỏ tính chất trên đúng với mọi điểm sáng trên trục chính giữa hai đỉnh

38 Một gương cầu lõm có tiêu cư ï f đặt cách gương phẳng một đoạn L , gương phẳng

vuông góc với trục chính của gương cầu , mặt phản xạ của hai gương quay vào nhau 1> Điểm sáng A đặt trên trục chính trong khỏang hai gương và cách gương cầu lõm mộtđọan d1

a) Định điều kiện giữa L và f , từ đó suy ra liên hệ giữa d1 , L và f để hệ cho ảnh trùng vật

b)Aùp dụng : f =20cm, L = 45cm

2> Điều kiện trên (câu a ) được thỏa mản Thay điểm A bằng vật AB đặt vuông góc vớitrục chính Xác định chiều và độ lớn của ảnh Aùp dụng : như câu 1b

39 Cho một gương cầu lồi , biết đỉnh O và

S tâm C của gương Cho một điểm sáng trước gương Mắt người quan sát đặt tại điểm M ( hình vẽ ) Nêu cách vẽ tia sáng phát ra từ S C F O M phản xạ trên gương rồi đi qua M

40 Có một bể nước hình hộp chữ nhật Mặt nước trong bể nằm cách miệng bể 20cm

Aùnh sáng mặt trời chiếu xiên vào bể nước Ta chỉ thấy bóng của một thành bể in xuống đáy bể Chiều dài của bóng ở trên mặt nước là 30cn và ở dưới đáy bể là 90cm Tính chiều sâu của lớp nước Chiết suất của nước là 34

41 Một chiếc bể hình hộp chữ nhật , có đáy phẳng nằm ngang , chứa đầy nước ( chiết

suất n =4/3)

Một người nhìn vào điểm giữa của mặt nước theo phương hợp với phương thẳng đứng một góc 450 và nằm trong mặt phẳng vuông góc với hai thành bể Hai thành bể này cách nhau 30cm Người ấy vừa vặn nhìn thấy một điểm nằm trên giao tuyến của thành bể và đáy bể Tính chiều sâu của bể nước

42 Một người nhìn một hòn đá dưới đáy một dòng suối có cảm giác hòn đá nằm ở độ

sâu 0,8m Chiều sâu thực của dòng bằng bao nhiêu ? nếu người nhìn đá dưới góc 600 sovới pháp tuyến , chiết suất của nước là n = 34

43 Tia sáng đi từ không khí tới gặp mặt phân cách giữa không khí và môi trường trong

suốt chiết suất n dưới góc tới

i = 450 Góc hợp bởi tia phản xạ và tia khúc xạ là 1050 Tính n

44 Khảo sát đường đi của tia SI từ dưới nước tới gặp mặt nước tại I dưới góc tới

a) i = 300 b) i = 600

45 Một bản mặt song song , bề dày e = 10cm , chiết suất n = 1,5 ở trong không khí

a) Điểm vật S , thật , cách bản 20cm Xác định vị trí ảnh S/ cho bởi bản

b) Tìm vị trí ảnh nếu S là vật ảo

c) Xác định vị trí và độ lớn của ảnh nếu vật thực là AB = 2cm , song song với bản

46 Chiếu tới bản song song dày 10cm , chiết suất n = 1,5 , một chùm tia sáng song song

với góc tới 450

a) Bản đặt trong không khí Vẽ đường đi của chùm tia sáng qua bản

b) Tính khoảng cách giữa chùm tia tới va chùm tia ló

c) Tính lại câu b, nếu góc tới nhỏ: i = 60

47.Một tia sáng truyền từ một chất lỏng ra ngoài không khí dưới góc 350 thì góc lệch giữa tia tới nối dài và tia khúc xạ là 250 Tính chiết suất của chất lỏng

48 Chiếu một tia sáng từ không khí vào thuỷ tinh có chiết suất 1,5.Hãy xác định góc tới

sao cho:

a) Tia khúc xạ vuông góc với tia tới

b) Góc khúc xạ bằng nửa góc tới

49.Một cái cọc được cắm thẳng đứng trong một bể rộng , đáy phẳng nằm ngang chứa

đầy nước Phần cọc nhô lên trên mặt nước dài 0,6m.Bóng của cái cọc trên mặt nước dài 0,8m, ở dưới đáy bể dài 1,7m Tính chiều sâu của bể nước Chiết suất của nước là 4/3

50 Thả nổi trên mặt nước một đĩa nhẹ , chắn sáng , hình tròn Mắt người quan sát đặt

trên mặt nước sẽ không thấy được vật sáng ở đáy chậu khi bán kính đĩa không nhỏ hơn

R = 20cm Tính chiều sâu lớp nước trong chậu Biết rằng vật và tâm đĩa nằm trên đườngthẳng và chiết suất của nước là 4/3

01 Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là ømột tam giác đều ABC (µA=B Cµ = µ = 600 ), có chiết suất n = 3, chiếu một tia sáng SI vuông góc với mặt AB tại I.

a Tính gĩc tới và gĩc lệch ứng với trường hợp DMin

b Vẽ đường đi của tia sáng trong trường hợp SI ⊥AB gần A và gần B

HD

a) DMin khi i1 = i2 ; r1 = r2 = A/2 = 60/2 = 300

Sini1 = nsinr1 = 3.1/2 ⇒i1= 600 = i2 ⇒DMin = 2i1 -A = 600

b) TH SI gần A SI trùng pháp tuyến nên i1 và r1 đều bằng 00

r2 = A - r1 = 60 - 0 = 600

sinigh = 1/n = 1/ 3 ⇒ igh = 350 26' < r2 nên cĩ PXTP tại J vẽ được tia JK

∆JKC cĩ µJ= 300; µC= 600 ⇒ µK= 900 tia JK đi thẳng ra khơng khí

TH SI gần B.

α = 60 > igh nên cĩ PXTP tại J ' vẽ được tia J 'K "';

∆J ''K "C: cĩ µ '

J = 300; µC= 600 ⇒ µK" = 900 tia K"R đi thẳng ra khơng khí

02 Cho một lăng kính phản xạ toàn phần (Tam giác vuơng cân) có chiết suất n = 3chiếu một tia sáng tới SI nằm trong tiết diện thẳng của lăng kính dưới gĩc tới 600, đi từ phía đáy BC lên gặp mặt AB của lăng kính tại một điểm I

1 Tia SI gần đỉnh B của lăng kính

a Vẽ tiếp đường đi của tia sáng

b Giữa tia tới SI cố định, nếu quay lăng kính quanh trục A thì gĩc lệch thay đổi như thế nào?

2 Tia SI gần đỉnh A của lăng kính

3 = ⇒r1 = 300 ta vẽ tia khúc xạ trong LK IJ

Sinigh = 1/n ⇒ igh = 39018' r2 =A - r1= 90 - 30 = 600 > igh cĩ phản xạ tồn phần tại J vẽ được tia JK

∆ JKC: µC = 450, µJ = 300 ⇒ µK= 1050 ⇒ r3 = 105 - 90 = 150< igh Tia khúc xạ lĩ ra khơng khí dưới gĩc lĩ: sini2 = nsin r3 = 3.0,223 ≈0,433⇒ i2 = 260 43' Vẽ tia lĩ cuối cùng KR.b) i1 = 600 ; i2 = 260 43' ; r1 = 300 ; r2 = 600 ⇒ LK cĩ D ≠DMin nên quay lăng kính đến 1lúc

nào đĩ thì i1= i2 và r1= r2 cĩ DMin, tiếp tục quay thì D tăng

I gầ

n điểm S

03 Một lăng kính phản xạ toàn phần bằng thuỷ tinh,chiết suất n = 2.

Chiếu một tia sáng SI vào mặt AB theo phương song song với

đáy BC Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng Trong trường hợp:

Tại I: sini1 = nsinr1 ⇒ sinr1 = sini1/ n = 22

2 = 1/2 ⇒ r1 = 300 vẽ được tia IJ

2 1/2 ⇒ r1 = 300 vẽ được tia IJ

r2 = A - r1 = 90 - 30 = 600 > igh (igh = 450) cĩ PXTP tại J Vẽ được tia JK

∆JKC cĩ Cµ = 45 ; 0 Jµ = 30 0 ⇒ µK =180 - ( 45 + 30) = 1050 ⇒ r3 = 105 - 90 = 150 < igh Tại K cĩtia khúc xạ lĩ ra khơng khí.gĩc lĩ sini2 = nsinr2 = 0 0

2

2 sin15 ⇒ ≈i 21 vẽ tia KR

04 Một tia sáng từ không khí tới gặp mặt bên AB của một lăng kính có tiết diện thẳng là

tam giác đều, chiết suất n =1,73 dưới góc tới i = 600

theo (a) thì i1= i2 = 60 0 ; r1 = r2 = 30 0 cĩ DMin nên thay đổi i1 thì D tăng

05 Lăng kính có tiết diện là tam giác ABC, góc chiết quang A rất nhỏ, chiết suất n.Tia

sáng đi vào mặt bên LK Tính gĩc lệch giữ tia tới và tia lĩ Trong trường hợp:

a Tia tới vuơng gĩc với mặt bên AB

b Tia tới đi gần B và vuơng gĩc với mặt phẳng phân giác của A

HD

a) Tia tới vuơng gĩc với mặt bên AB Tại I: i1 = r1= 00 Tại J: r2 = A - r1 = A Vì A << nên sinA ≈ A; sinr1 ≈i1;sinr2 ≈i2 ⇒ sini2 = nsinr2 = nA ⇒ D = i1+i2 -(r1- r2) = nA - A =A (n-1) b) Tia tới đi gần B và vuơng gĩc với mặt phẳng phân giác của A

Tại I: i1 = A/2 (900 - H· Ir1= −µH A/ 2 ⇒ =i1 ·HIr1= A/ 2)

⇒ sinr1 = sin i1

n = A/2n Vì i,r nhỏ (theo bài ra A<<) ⇒ r1 = A/2n

CĐiểm

I gầ

n điểm B

Tại J: r2 = A - r1 = A - A/2n = A( 1 - 1/2n) = A 2 1

2

n n

a) Tính góc ló và vẽ đường đi của tia sáng đi qua lăng kính

b) Tính góc lệch của tia sáng

c) Nếu tăng hoặc giảm góc tới một vài độ thì góc lệch thay đổi như thế nào?

07 Một lăng kính có góc chiết quang là 600.Chiếu một tia sáng đơn sắc thì thấy góc lệch cực tiểu là 300 Tìm chiết suất của lăng kính

08 Một lăng kính có chiết suất là n = 3.Chiếu một tia sáng đơn sắc thì thấy có góc lệch cực tiểu là 600.Tìm góc chiết quang của lăng kính

Vấn đề 5

a T/c vật và ảnh

• vật thật ở vị trí ( GC lõm và TKHT )

d >.f :cho ảnh thật , ngược chiều

d = f : cho ảnh ở vô cực

d < f : cho ảnh ảo , cùng chiều , lớn hơn vật Gương Cầu lồi và TKPK :vật thật luôn cho ãnh ảo , cùng chiều , nhỏ hơn vật , ở trong tiêu cự

b Công thức tiêu cự của :

Gương cầu thấu kính

- f = R2 )

R

1 R

1 )(

1 n ( f

1 D

2 1 m

1 f

1 = + ; sốä phóng đại :

d

d

| AB

B A

| k

/ /

/

−

=

Ảnh cùng chiều vật k > 0 ảnh và vật trái tính chất

Ảnh ngược chiều vật k <0 ; ảnh và vật trái tính chất

* Quy ước : vật thật d >0, ảnh thật d/ > 0, vật ảo d < 0, ảnh ảo d/ < 0 ;

Gcầu lõm hoặc TKHT : f > 0 , Gcầu lồi hoặc TKPK : f < 0

c Cách vẽ ảnh một vật qua TK bằng các tia:

- Tia tới song song trục cho tia ló (phương tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh trên trục tương ứng F/

- Tia tới qua quang tâm truyền thẳng

- Tia tới qua tiêu điểm vật chính (hoặc phương qua tiêu điểm vật chính ) cho tia ló song song với trục chính

d trường hợp tạo ảnh : AB A'B'

Vatthat d Vatao d anhthat d anhao d

PP.giải hệ ' 1

1 1

d f d

d f d

d f d

d f d

=

− (2) d2 = ± ∆d1 d (3) 1'

1 1

d k d

2 2

d k d

BÀI TẬP

VẼ ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG XÁC ĐỊNH LOẠI THẤU KÍNH

Bài 1(200BT) Vẽ tiếp đường đi của chùm sáng tới TK trong hình vẽ sau:

+ kẻ SO truyền thẳng cắt tia khúc

xạ tại S' là ảnh của S

+ Nối IS' ( mọi tia KX đều qua

ảnh S' )

+ Kéo dài các tia tới, chúng giao nhau tại S là vật ảo.

+ Tia tới qua O truyền thẳng qua S+ Tia tới // trục chính, Kxạ kéo dài qua qua tiêu điểm ảnh chính F' cắt tia qua quang tâm O tại S' là ảnh

+ kẻ tia khúc xạ (1)(2) bằng cách nối điểm tới của chúng trên TK với S'

Bài 2 (200BT) Trong Hvẽ dưới đây AB là vật thật, A'B' là ánh của AB cho bởi TK Bằng phép vẽ XĐ O, F của TK?

+ Nối BB' cắt trục chính xx' tại O

+ Tia BI // xx' khúc xạ kéo dài qua ảnh B' và cắt trục chính tại F'

Bài 3 (200BT) Trong hvẽ dưới đây s là vật, s' là ảnh cho bới TK Xđ loại TK, F', vẽ đường

đi của tia sáng từ s

S là vật thật, s' là ảnh thật vì

khác phía TK nên là TKHT

S là vật thật, s' là ảnh ảo< vật( gần TK hơn ) nên là TKPK

S là vật thật, s' là ảnh ảo> vật( xa TK hơn ) nên là TKHT

01 Một TKHT có f = 10cm.Vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính và cách thấu

kính một đoạn d Xác định vị trí, tính chất, độ phóng đại, chiều và vẽ hình trong các trường hợp sau: a) d = 30cm b ) d = 20cm c) d = 15cm d) d = 10cm e) d = 5cm

b Đặt TK trong nước cĩ chiết suất n = 4/3.

HD a) Tính f khi TK đặt trong khơng khí n = 1.

n D

n D

n D

n D

n

05.(mạng) Một vật AB đặt vuông góc với trục chính của một TK, cách thấu kính 30cm

cho ảnh nhỏ bằng nửa vật

a)Tính tiêu cự của TK Vẽ hình

b) TK này gồm một mặt phẳng và một mặt cong , có chiết suất n = 1,5 Tính bán kính của mặt cong.

d d

d d

06 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT,cho một ảnh thật lớn gấp

4 lần vật và cách vật 150cm

a) Xác định vị trí của ảnh thu được

b) Xác định tiêu cự của thấu kính nói trên

c)Thấu kính trên là TK phẳng lồi.Xác định bán kính mặt lồi của TK Biết TK làm bằng thủy tinh có chiết suất n =1,5

HD

a) Theo bài ra TKHT, vật thật ảnh thật, d, d' cùng dấu k < 0 Giải hệ pt: k = - d ' / d = - 4 hay d' = 4d (1) và CT Vật-ảnh d d+ ' =L

' '

= = − + về dấu: mơi trường kk n = 1; Lồi R>0;Lõm R<0;Phẳng R=∞

theo bài ra: R1 = ∞; R2 > 0 nên: 1 (1,5 1)(1 1) 12

a) Tính độ hội tụ của TK

b)Một vật AB đặt vuông góc với trục chính của một TK cho ảnh gấp đôi vật Xác định

vị trí,tính chất của ảnh.Vẽ hình

HD R1 = 0,05m; R2 = - 0,10m; nKK = 1

08 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một thấu kính L và cách thấu kính

100cm thì thấu kính cho ảnh ảo A/B/= 51AB Hỏi L là thấu kính gì ? Tại sao ? Xác định tiêu cự của thấu kính

HD Theo bài ra ảnh ảo < vật đĩ là TKPK.

Từ cơng thức số phĩng đại: k = - d ' / d > 0 ( ảnh ảo d,d' trái dấu)

Giải hệ pt:

'

' '

1 (1) 5 dd (2)

d d f

09 Một vật AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu

cự 10cm Xác định vị trí của vật biết rằng ảnh bằng 21 vật

HD Theo bài ra TKPK ảnh ảo =1/2 vật.

Từ cơng thức số phĩng đại: k = - d ' / d = 1/2 ( ảnh ảo d,d' trái dấu)

Giải hệ pt:

'

' '

1 (1) 2 d (2)

d d f d

10 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự f = 30cm

Người ta thấy có một ảnh thật A/ B/ lớn gấp 3 lần vật Xác định vị trí của vật và ảnh và vẽ hình

HD Theo bài ra TKHT, vật thật ảnh thật, d, d' cùng dấu k<0

Từ cơng thức số phĩng đại: k = - d ' / d = - 3

Giải hệ pt:

'

' '

3(1) d (2)

d d f d

a)Xác định vị trí của AB để thu được ảnh thật A1 B1 có chiều cao A1 B1 = 21 AB

b)Khi đặt vật AB cách thấu kính 20cm thì có ảnh A/ B/ Hãy xác định vị trí tính và độ phóng đại của ảnh

HD

a) Theo bài ra TKHT, vật thật ảnh thật, d, d' cùng dấu k<0

Từ cơng thức số phĩng đại: k = - d ' / d = - 1/2 hay d' /d = 1/2

sơ đồ tạo ảnh Ta phân biệt hai trường hợp ảnh:

a) ảnh A'B' thật, ngược chiều cao (4cm) gấp 2 lần vật

2 d 2 f

f = d +d = d ⇒ = = 10(cm) và d2' = - 20 (cm)

13 (2.4RLKN) Vật AB cao 2cm đặt vuơng gĩc với trục chính của TKHT cho ảnh A'B'

cách vật 20cm Tiêu cự của TK f = 15cm Xác định vị trí của vật và ảnh

HD

sơ đồ tạo ảnh Ta cĩ d d+ ' = L = 20cm

a) d + d' = + 20cm ⇒ d' = 20 - d

2 '

trong khoảng S và màn sao cho trục chính của TK qua S và vuông góc với màn Xác định

vị trí của TK để ảnh S' của S hiện rõ trên màn

DỜI VẬT HOẶC THẤU KÍNH THEO PHƯƠNG TRỤC CHÍNH

* Thấu kính cố định: Vật và ảnh dời cùng chiều

Giải hệ PT: Trước khi dời vật: '

* Vật cố định, dời thấu kính: Phải tính khoảng cách từ vật đến ảnh trước và sau khi dời TK

để biết chiều dời của ảnh

1 (3.1RLKN-200BT) Một TKHT có tiêu cự f = 10cm Điểm sáng A trên trục chính của

TK có ảnh thật A' Nếu dời A ra xa TK thêm 5cm thì ảnh dời 10cm Xác định vị trí của vật

và ảnh trước và sau khi dời vật.

d f

−

10d ( 5)10 10

d d

+

−

(d - 5)( 10d -10d + 100) = (d - 10 ) ( 10d + 50) ⇒100d - 500 = 10 d 2 - 100d + 50d -500 ⇒ d2 - 15d = 0 ⇒ 0

5.10

10

5 -10

d f d

20.10

20

20 -10

d f d

' 2

3 (mạng) Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự 15cm

,ta thu được ảnh thật rõ nét trên màn và khoảng cách từ vật tới màn là 80cm

a) Xác định vị trí của TK

b) Giư õ vật cố định , tịnh tiến TK 2cm từ vị trí cũ về phía vật Hỏi phải dịch màn về phía nào và dịch chuyển một đoạn bằng bao nhiêu để vẫn thu được ảnh rõ nét trên màn

76,5.15 1147,5

18,7 76,5 -15 61,5

12,3.15 184,5

68,3 12,3 -15 2,7

4 Một thấu kính hai mặt lồi có bán kính lần lượt là R = 30cm , R = 60cm làm bằng thủy

tinh có chiết suất n = 1,5

a) Tính độ tụ và tiêu cự của TK

b) Vật sáng AB cao 2cm , đặt vuông góc với trục chính của TK và cách TK 60cm Phải đặt màn E cách TK bao nhiêu để hứng được ảnh rõ A/ B/ của AB trên màn ? Cho biết A/

B/ cao bao nhiêu ?

c) Giữ vật và màn cố định , phải di chuyển TK đến vị trí nào để màn lại xuất hiện ảnh rõ A/ B/ của AB Tính độ cao của ảnh lúc đó

HD R1 = 30cm = 0,3m; R2 = 60cm = 0,6m (hai mặt đều lồi R > 0 )

= − (1)

AB A'B'

d O

K f d' ảo

5 Vật và màn cách nhau 160cm.Đặt một TKHT có trục chính vuông góc với màn.Trên

màn có một ảnh rõ nét và gấp 9 lần vật Xác định tiêu cự và vị trí của TK

6 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT , cách thấu kính 30cm.Ta

thu được ảnh của vật trên một màn đặt sau thấu kính Dịch chuyển vật 10cm lại gần

TK, ta phải dịch chuyển màn ảnh đi một đoạn mới lại thu được ảnh Ảnh sau cao gấp đôi ảnh trước

a) Phải dịch chuyển màn ảnh theo chiều nào b) Tính tiêu cự của TK

c) Tính độ phóng đại của các ảnh

d d

+ (1) trong đĩ d = 30cm

Dời vật gần thêm 10cm như vậy vị trí sau của TK là: d1 = d -10 = 20 cm (2)

Mặt khác ảnh sau gấp 2 lần ảnh trước nên:

1 1

4 60+4d 15 d20

3

d

d d f

Tính tiêu cự thay vào (1) : 30d'' 30.15 10( )

ảnh sau cao gấp đơi ảnh trước

7 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT , cách thấu kính 15cm Ta

thu được ảnh của vật AB trên màn ảnh đặt sau TK Dịch chuyển vật một đoạn 3cm lại gần TK Ta phải dịch chuyển màn ra xa TK để lại thu đươc ảnh Ảnh sau cao gấp đôi ảnh trước Tính tiêu cự và độ tụ của TK

d d f

2 2 12 24 8 2

8 60+8d12

5

d

d d f

' '

15.22,5 337,5

9( ) 15+22,5 37,5

8 Vật sáng đặt vuông góc với trục chính của một TK cho ảnh rõ nét trên màn Khoảng

giữa vật và màn là 90cm Có hai vị trí TK cho ảnh rõ trên màn và ảnh này lớn gấp 4 lần ảnh kia Tính độ tụ của TK

79 Một TKHT có f = 12cm Điểm sáng A trên trục chính cho ảnh A/ Dời A lại gần TKthêm 6cm thì ảnh A/ dời 2cm ( không đổi tính chất ) Xác định vị trí vật và ảnh lúc ban đầu

80 Vật AB được đặt song song và cách màn (M) một khoảng 54cm Người ta đặt trong

khoảng từ vật tới màn một TK sao cho có được ảnh A/ B/ hiện rõ trên màn và lớn gấp

2 lần vật Xác định loại TK , khoảng cách từ vật tới TK và tiêu cự của TK

81 Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự f = 15cm , cách

AB 1,8m đặt một màn (M) song song với AB để hứng ảnh A/ B/

a) Tìm vị trí của TK để có rõ nét trên màn

b) Giữ vật và màn cố định Thay TK trên bằng một TKHT khác cũng song song với

AB Tìm tiêu cự của TK này để chỉ có một vị trí của nó cho ảnh rõ nét trên màn

82.Một TKHT mỏng bằng chất có chiết suất n = 1,5.Hai mặt cong có bk bằng nhau

,tiêu cự của thấu kính là f = 40cm

a) Xác định độ tụ và bán kính cong của mặt TK

b) Đặt vật sáng AB vuông góc với quang trục Tìm vị trí của vật để ảnh A/ B/ của AB cho bởi TK là ảnh thật ( hoặc ảnh ảo ) lớn gấp 4 lần vật

c) Xét trường hợp A/ B/ là ảnh thật (câu b) Người ta đặt một màn vuông góc với trục chính của TK để thu A/ B/ Nếu cho vật AB tịnh tiến trên quang trục một đoạn ∆d = 30cm ra xa TK kể từ vị trí củ , thì phải tịnh tiến TK về phía nào và tịnh tiến một đoạn bằng bao nhiêu để thu được ảnh rõ nét trên màn

83 Với mỗi loại TK hãy xác định vị trí của vật để ảnh tạo bởi TK

a) là ảnh thật b) là ảnh ảo c) cùng chiều với vật d) ngược chiều với vật e) bằng vật

f) lớn hơn vật g) nhỏ hơn vật h) có khoảng cách vật – ảnh cùng bản chất nhỏ nhất

84 Một vật phẳng , nhỏ AB đặt trước một TK (L) tạo một ảnh rõ nét trên màn (E)

Dịch chuyển vật 2cm lại gần TK thì phải dịch chuyển màn một khoảng 30cm mới thu được ảnh rõ nét của vật , ảnh này bằng 53 ảnh trước

a) TK (L) là TK gì ? Màn (E) được dịch theo chiều nào?

b) Tính tiêu cự của TK và độ phóng đại của ảnh trong hai trường hợp trên

ĐS a) d/ = ddf−f lấy đạo hàm theo d ta được 0

) d (

f d

d

2

2 /

85 Vật cao 5cm TK tạo ảnh cao 15cm trên màn Giữ nguyên vị trí TK nhưng dời vật

ra xa TK thêm 1,5cm Sau khi dời màn để hứng ảnh rõ của vật , ảnh có độ cao 10cm Tính tiêu cự của TK ĐS f = 9cm

86 Vật sáng AB được đặt trước TKHT (L), trên trục chính , vuông góc với trục chính và

cách TK đoạn lớn hơn hai lần tiêu cự Sau TK, đặt gương phẳng (M) vuông góc với trục chính Xét hai tia sáng (1) và (2) như trong hình vẽ

a) Chứng tỏ rằng tia (1) sau khi phản xạ trên gương sẽ trở lại theo đường cũ

(L) (M)

B (2)

F F /

A (1)

b) Tìm vị trí của gương sao cho tia (2) sau khi phản xạ sẽ trở lại theo đường đi đối xứng với tia tới qua trục chính c) Xác định ảnh của vật tạo bởi quang hệ trong điều kiện của câu b) Nêu các tính chất của ảnh ĐS b) gương phẳng nằm tại F/ 87 Cho quang hệ như hình vẽ với (L) là TKHT có f = 20cm, (G) là gương phẳng (L) (G)

B

0 H

A x a

a) Với x = 70cm, a = 50cm , hãy xác định ảnh A/ B/ của AB qua hệ Vẽ ảnh b) a bằng bao nhiêu thì A/ B/ có độ lớn không đổi bất chấp x ? Tính độ phóng đại của ảnh trong trường hợp này ĐS a) ảnh A/ B/ của vật AB là ảnh thật ,cách TK 27,7cm ,cùng chiều và bằng 132 , b) Với a = 20cm thì k là hằng số đối với mọi x 88 Một TKHT (L) f = 20cm đặt trước một gương cầu lõm (G) bán kính 30cm sao cho hai trục chính trùng nhau Khoảng cách giữa TK và Gương là l = 40cm, Vật phẳng AB đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính, cách TK 30cm Xác định và vẽ ảnh của vật tạo bởi hệ trong hai trường hợp

a) Vật đặt trong khoảng giữa TK và gương b) vật đặt ngoài khoảng nói trên

ĐS a) ảnh thật , cách TK 28cm , ngược chiều và bằng 1,2 lần vật

b) ảnh thật , cách TK 55cm, cùng chiều và bằng 1,5 lần vật

89 Một TKPK có tiêu cự 30cm được đặt trước một gương cầu lõm, có bán kính cong R

= 60cm, sao cho trục chính của chúng trùng nhau và sao cho một tia sáng song song với

trục chính sau khi đi qua TK , phản xạ trên gương , lại ló qua TK song song với trục chính

a) Tính khoảng cách l giữa TK và gương

b)Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính ,trước TK và cách TK một

khỏang d Vẽ ảnh của vật qua hệ và từ đó chứng minh rằng hệ luôn luôn cho một ảnh ảo lớn bằng vật Tính khoảng cách từ gương tới ảnh của vật khi d = 40cm ĐS : a) l = 30cm b) d/ = d = 40cm

90 Một TKHT (L) có f = 20cm và một gương cầu lõm (G) có tiêu cự 30cm đồng trục

chính , có mặt phản xạ quay về phía TK và cách TK 10cm Một vật sáng AB được đặt trước TK , vuông góc với trục chính và cách TK 40cm

a) Xác định vị trí , tính chất , độ phóng đại ảnh cho bởi hệ

b) Cũng câu hỏi trên nếu thay gương cầu lõm trên bằng gương cầu lồi có tiêu cự 20cm

ĐS : a) ảnh thật ,cách TK 4cm, độ phóng đại -0,4 b) ảnh thật, cách TK 28cm, độ phóng đại -0,8

91 Trước TKHT (L1 ) có tiêu cự f = 10cm , có vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính , cách TK khoảng d = 4m

a) Xác định ảnh A1B1 của AB tạo bởi (L1 ) Vẽ đường đi của một chùm sáng từ B

b) Sau (L1 ) và cách (L1 ) đoạn a = 4cm,đặt thêm TKPK (L2 ) có tụ số D2 = - 10dp saocho hai trục chính trùng nhau Xác định ảnh A/ B/ của vật tạo bởi hệ TK

c) Bây giờ AB ở rất xa hệ hai TK Người ta muốn thay hệ hai TK (L1 L2) bằng một TKHT (L)sao cho ảnh của AB tạo bởi hệ (L1 L2) và bởi (L) có vị trí trùng nhau , độ lớn bằng nhau.Tính tiêu cự của (L) và định vị trí của (L) đối với L2

ĐS a) ảnh thật,ngược chiều bằng 401 vật và cách TK 10cm ; b)ảnh thật,ngược chiều bằng161 vật và cách TK 15cm

c) f = 25cm , vị trí (L) được xác định bởi O2 O = f - /

2

d = 25 – 15 = 10cm

92 Cho một hệ hai TK L1 , L2 có tiêu cự lần lượt là f1 = 20cm , f2 = -10cm ; L1 ở bên trái L2 vàcó trục chính trùng nhau Một vật sáng cao 3cm vuông góc với trục chính , ở bên trái L1 và cách L1 một khoảng d = 30cm Tìm khỏang cách giữa hai TK để

a) Aûnh tạo bởi hệ là ảnh thật

b) Aûnh tạo bởi hệ cùng chiều với vật và cao 2cm

c) Aûnh tạo bởi hệ có chiều cao không đổi khi chuyển vật dọc theo trục chính

ĐS : a) 50cm< l < 60cm b) l = 20cm c) l = 10cm

93 Một vật phẳng nhỏ AB đặt trên trục chính của TKHT(O2 ) có f2 = 15cm và cách TK 49cm Đặt xen vào giữa vật và TK (O2 ) một TK (O1 ) Khi khỏang cách giữa hai TK là 28cm,người ta thu được một ảnh cuối cùng gấp 3 lần vật

a)Định tiêu cự f1 của TK(O1 ) b) Vẽ đường đi của chùm tia sáng từ một điểm vật qua hệ hai TK

ĐS :a) vậy (O1 ) là TKHT có tiêu cự 7cm hoặc 9,4cm b) hs tự vẽ

94 Hai TKHT được đặt cùng trục chính ,TK (L1 ),có tiêu cự f1 = 60cm, TK (L2 ) có tiêu cự f2 = 4cm

1)Đemchiếu chùm sáng song song vàoTK (L1),sau khi qua TK(L2) ta vẫn được chùm sáng song song

a>Vẽ hình Tính khoảng cách giữa hai TK

b>Hệ hai TK giống dụng cụ quang học nào ? Thiết lập công thức và tính độ bội giác của hệ hai TK đó khi ngắm chừng ở vô cực

2)Điều chỉnh cho khoảng cách hai TK bằng 63,5cm.Xác định vị trí và tính chất ảnh của một vật ở rất xa

(phía trước L1 ) cho bởi hệ hai TK đó

ĐS: 1a) l = 64cm hệ vô tiêu b) G∞ =

95 Đặt một vật phẳng nhỏ AB trước một TK vuông góc với trục chính TK.Trên màn

vuông góc với trục chính ,ở phía sau TK ,thu được một ảnh rõ nét lớn hơn vật , cao 4cm.Giữ vật cố định , dịch chuyển TK dọc theo trục chính 5cm về phía màn thì phải dịch chuyển màn theo trục chính 35cm , mới lại thu được ảnh rõ nét , cao 2cm

a) Tính tiêu cự của TK và độ cao của vật AB

b)Vật AB , TK và màn đang ở vị trí có ảnh cao 2cm Giữ vật và màn cố định Hỏi phải dịch chuyển TK dọc theo trục chính về phía màn một đoạn bằng bao nhiêu để lại có ảnhrõ nét trên màn ? Trong khi dịch chuyển TK thì ảnh của vật AB dịch chuyển như thế nào đối với vật ?

ĐS: a) f = 20cm và AB = 1cm b) ta phải dịch chuyển TK về phía màn 30cm Như vậy trong sự dịch TK từ vị trí d = 30cm đến d = 60cm thì ảnh của vật dịch chuyển từmàn về phía vật đến vị trí gần nhất cách vật 80cm rồi quay trở lại màn

96.Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, cách

thấu kính 40cm

a)Xác định ảnh của AB qua thấu kính

b)Giữ nguyên vị trí của thấu kính , dịch chuyển vật Hỏi phải dịch chuyển vật một

khoảng bao mhiêu ,theo chiều nào ,để có được ảnh cao gấp 2 lần vật (CĐBC 06)

Hoasen-97.Cho quang hệ như hình : thấu kính mỏng ,tiêu cự f và gương lồi có góc mở nhỏ ,tiêu

cự fG =-20cm ,được đặt đồng trục chính ,mặt phản xạ của gương quay về phía thấu kính và cách thấu kính một khoảng a =20cm.Một vật phẳng ,nhỏ AB đặt vuông góc với trụcchính của quang hệ ,A nằm trên trục chính

và cách thấu kính một khoảng d (0 < d < a) Kí hiệu A/ B/ là ảnh của

d B

vật qua thấu kính ,A//B// là ảnh thật cho bởi hệ gương và thấu kính Biết

A/ B/ là ảnh ảo , A//B// là ảnh thật ,đồng thời hai ảnh có cùng độ cao O

A G

a)Viết biểu thức độ phóng đại của các ảnh A/ B/ , A//B// theo d và f a

b) Xác định tiêu cự f của thấu kính (TSĐH-2006)

III/ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC

6 Mắt và các dụng cụ quang học :

a Mắt * mắt thường : fmax = OV 0 : quang tâm mắt

V : điểm vàng

* mắt cận thị : fmax < OV

* mắt viễn thị : fmax > OV

* giới hạn nhìn rõ của mắt từ Cc -> Cv OCc ≤ d ≤ OCv

* Sửa tật cận thị : fk = - OCv : kính đeo sát mắt hoặc fk = - ( OCv + OkO ) mắt cách kính

* Sửa tật viễn thị : fk = OCv kính đeo sát mắt ( hoặc fk = ( OCv + OkO )

b Kính lúp :

- Độ bội giác : G =

0 α

α

hoặc G = k|d/ |+l

Đ

k = AAB1B1 : độ phóng đại ảnh

D : khỏang trông rõ ngắn nhất ( OCc = Đ ) , l = OOk khoảng cách từ mắt tới kính

- Ngắm chừng ở cực cận : Gc = | kc | = |

/ 2

d

) d ( d

) d ( − −

f f

B A

2

1 1 1

1 2

2

B A

B A

= k2

c

Đ1

f = | -

2

/ 2

: Vì ngắm chừng ở cực cận | /

98 Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 50cm và điểm cực cận cách mắt

12,5cm

a) Tính độ tụ của kính cần đeo để sửa tật trên

b) Khi đeo kính người ấy sẽ nhìn được vật gần nhất cách mắt bao nhiêu ? kính đeo sát mắt