3.Vật nằm trên trục chính của thấu kính dao động điều hòa a.Vật dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính.. Khi hai con lắc ở vị trí cân bằng thì S cách quang
Trang 1CHUYÊN ĐỀ: THẤU KÍNH A.LÝ THUYẾT CẦN NHỚ
1.Công thức cần nhớ.
Công thức thấu kính 1 1 1/
d d
f suy ra
d d
d d f
f d
f d d
f d
f d d
Công thức này dùng được cả cho thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì
Độ phóng đại của ảnh
Độ phóng đại của ảnh là tỉ số chiều cao của ảnh và chiều cao của vật:
f
f d d f
f f d
f d
d AB
B
A
' '
* k > 0 : Ảnh cùng chiều với vật
* k < 0 : Ảnh ngược chiều với vật
Giá trị tuyệt đối của k cho biết độ lớn tỉ đối của ảnh so với vật
2.Tính chất ảnh và vật qua thấu kính
+TKPK: Vật thật luôn luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật
+TKHT: Vật thật có d < f thì luôn luôn cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật, d > f thì luôn cho ảnh thật ngược chiều với vật
+Ảnh và vật luôn chuyển động cùng chiều nhau trên trục chính của thấu kính
3.Vật nằm trên trục chính của thấu kính dao động điều hòa
a.Vật dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính.
+d < f: Vật thật luôn luôn cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật vật
và ảnh luôn dao động điều hòa cùng tần số, khác biên độ và cùng pha
nhau
) cos(
' '
) cos(
t A
x
t A x
+d > f: Vật thật luôn luôn cho ảnh thật ngược chiều với vật vật và
ảnh luôn dao động điều hòa cùng tần số, khác biên độ và ngược pha
nhau
) cos(
' '
) cos(
t A
x
t A x
+Độ phóng đại là tỉ số giữa biên độ của ảnh và biên độ của vật:
A
A
b.Vật dao động điều hòa theo phương trùng với trục chính của thấu kính.
-Vì ảnh và vật luôn luôn chuyển động cùng chiều nhau vật và ảnh luôn dao động điều hòa cùng tần số, khác biên độ và cùng pha nhau
) cos(
' '
) cos(
t A
x
t A x
-Khi vật ở biên :
2
' ' '
2 '
'
1 2
1 2
2
2 2 2
1
1 1 1
d d A
d d A
f d
f d d d
f d
f d d d
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1. Hai con lắc đơn L1và L2 dao động điều hòa trong hai mặt phẳng thẳng đứng song song với cùng chu kì T = 1(s) Con lắc L1có một nguồn sáng điểm S, con lắc L2mang một thấu kính hội tụ L Khi hai con lắc ở vị trí cân bằng thì S cách quang tâm O của thấu kính 50cm theo phương nằm ngang vuông góc với các mặt phẳng dao động S qua thấu kính L tạo ra ảnh thật A trên màn E đặt cách O đoạn 150cm (hình vẽ)
a.Cho L1dao động điều hòa, L2đứng yên Điểm sáng S dao động theo với biên độ 1cm Lập phương trình chuyển động của S và A Chọn trục tọa độ riêng O1x1 và O2x2 trùng với phương dao động của S và A, chiều dương hướng lên, gốc tọa độ O và1 O trùng với vị trí cân bằng của chúng, gốc thời gian lúc S đang2
ở vị trí biên dương
d' 2
d' 1
d 2
d 1
O F'
d' d O
F' F
A'
-A'
-A A
Trang 2b.Cho L2dao động điều hòa, L1đứng yên Quang tâm O dao động theo
với biên độ 1cm Lập phương trình chuyển động của O và A Chọn trục
tọa độ riêng O1x1 và O2x2 trùng với phương dao động của O và A, chiều
dương hướng lên, gốc tọa độ O và1 O trùng với vị trí cân bằng của2
chúng, gốc thời gian lúc O đang ở vị trí biên dương
c.Cho L1 và L2dao động điều hòa đồng thời với biên độ 10cm Hãy viết
phương trình chuyển động của A trong các trường hợp:
-Hai con lắc dao động cùng pha
-Hai con lắc dao động ngược pha nhau
-Con lắc L dao động sớm pha hơn con lắc2 L một góc1
2
TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm, cách thấu kính 15
cm Cho điểm sáng S dao động điều hoà với chu kỳ 2 giây trên trục Ox, theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính quanh vị trí ban đầu với biên độ 4 cm Gọi S’ là ảnh của S qua thấu kính Tốc độ trung bình của S’ trong thời gian một chu kỳ dao động bằng
Câu 2: Điểm sáng S trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f=10cm và cách thấu kính 15cm Cho S dao động điều hòa với chu kỳ T=2s trên trục Ox vuông góc với trục chính của thấu kính quanh vị trí ban đầu Biên độ dao động A=3cm Tốc độ trung bình của ảnh S' trong quá trình dao động là:
Câu 3: Một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm, cách thấu kính
15cm Cho điểm sáng S dao động điều hòa với chu kỳ 2 giây trên trục Ox theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính quanh vị trí ban đầu với biên độ 4cm Gọi S’ là ánh của S qua thấu kính Tốc độ trung bình của S’ trong thời gian một chu kỳ dao động bằng:
Câu 4: (ĐH-2016)Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm M là một điểm nằm trên trục chính của thấu
kính, P là một chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng trùng với M Gọi P’ là ảnh của P qua thấu kính Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ 5 cm thì P’ là ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm Nếu P dao động dọc theo trục chính với tần số 5 Hz, biên độ 2,5 cm thì P’ có tốc độ trung bình trong khoảng thời gian 0,2 s bằng
A
L 2
L 1
O S
E