Phân loại các dạng bài tập vật lí bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 phần quang hình

Một thấu kính có 2 tiêu điểm chính1 tiêu điểm vật F và 1 tiêu điểm ảnh F’ + Tính chất: Nếu tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính.. Chiều truyền ánh sáng Chi

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1 Lời giới thiệu

Thầy giáo Chu Văn An từng nói: "Hiền tài là nguyên khí của quốc gia".Thật vậy, một đất nước, một dân tộc muốn phát triển nhanh, đời sống nhân dân

ấm no hạnh phúc thì không thể thiếu người hiền tài

Bác Hồ kính yêu của chúng ta sinh thời cũng rất quan tâm đến việc đàotạo, bồi dưỡng nhân tài Người coi việc diệt giặc đói, giặc dốt quan trọng khôngkém việc diệt giặc ngoại xâm

Tinh thần nghị quyết Đại hội VI của Đảng đã chỉ rõ: Coi đầu tư cho giáo dục

là đầu tư cho phát triển Trong đó chú trọng đến chất lượng mũi nhọn, muốn vậyphải đầu tư cho việc dạy, bồi dưỡng và sử dụng nhân tài ở tất cả các bộ môn

Bộ giáo dục và đào tạo đã có rất nhiều chủ trương mới về công tác bồidưỡng học sinh giỏi Đó là chú trọng tiếp tục xây dựng hệ thống các trườngchuyên một cách hoàn thiện hơn; khuyến khích và tôn vinh những học sinh cóthành tích cao trong học tập; các học sinh có năng khiếu được học với chươngtrình nâng cao phù hợp với năng lực và nguyện vọng của các em Chính vì vậy

mà có thể nói công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là công tác mũi nhọn và trọngtâm của ngành giáo dục Nó có tác dụng tích cực, thiết thực và mạnh mẽ trongviệc nâng cao chất lượng cho đội ngũ giáo viên và kích thích tinh thần say mêhọc tập của học sinh, nâng cao chất lượng và khẳng định uy tín, thương hiệu nhàtrường, góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung

Riêng bộ môn Vật lí THCS có đặc thù là nội dung kiến thức gồm 4 phầnchính: Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học Mỗi phần có nét đặc trưngriêng, áp dụng các phương pháp giải tương đối khác nhau Với phần quang hìnhhọc, muốn học tốt kiến thức nâng cao thì ngoài nắm vững kiến thức Vật lí, họcsinh còn phải có kiến thức tương đối vững về hình học

Hiện nay trên thị trường có rất ít tài liệu tham khảo tốt việc phân loại bài tậpquang hình học Phương pháp giải cũng chưa được xây dựng thành hệ thống gâykhó khăn cho cả học sinh và giáo viên khi giảng dạy, nhất là khi bồi dưỡng họcsinh giỏi Toán quang hình trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay, có thểgiúp học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và cẩn thận

Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, về quan điểm

và phương pháp giải toán Vì thế toán quang hình được xem là một phần trọngđiểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi học sinh giỏi và thi vào

10 chuyên Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử dụng rất nhiều

kĩ năng của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích

thước, tính số đo góc và đặc biệt là các bài toán cực trị hình học Cũng vì lẽ đó

mà với học sinh khi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quanghình học là một phần khó

Thực tế để bồi dưỡng cho học sinh dự thi học sinh giỏi các cấp, cần trang

bị cho học sinh một nền tảng kiến thức đầy đủ, sâu rộng và nhất là có phươngpháp cho học sinh dễ học, dễ nhớ và áp dụng tốt trong luyện tập Vì vậy, ngườigiáo viên cần có những kinh nghiệm thiết thực để trao đổi kinh nghiệm, xâydựng phương pháp dạy và học để đạt được kết quả cao Vì vậy, việc phân loại

và nghiên cứu cách hướng dẫn giải các bài tập quang hình học là một vấn đề có

ý nghĩa quan trọng Nó góp phần giúp các giáo viên có cơ sở để dạy tốt hơn cácbài tập thuộc phần này Qua đó chất lượng học sinh giỏi tốt hơn, học sinh cókiến thức vững vàng hơn khi thi vào các trường chuyên Chính vì những lí dotrên, tôi viết lại một số kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy bồi dưỡng học

sinh giỏi thành “Phân loại các dạng bài tập Vật lí bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 phần quang hình” Với mong muốn được trao đổi kinh nghiệm với các đồng

nghiệp, chia sẻ, học tập lẫn nhau để cùng tiến bộ; góp phần nâng cao chất lượnggiảng dạy của giáo viên và hiệu quả học tập của học sinh nói chung Đó cũng lànội dung, mục đích hướng tới của sáng kiến kinh nghiệm

2 Tên sáng kiến: “Phân loại các dạng bài tập Vật lí bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 phần quang hình”.

3 Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Dương Thị Hải Vân

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: THCS Tích Sơn- Vĩnh Yên- Vĩnh Phúc

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: tháng 9 năm 2017.

7 Mô tả bản chất của sáng kiến:

Đưa ra các dạng bài tập cơ bản, điển hình của phần quang hình lớp 9 bồi dưỡng HSG, trong đó có nêu phương pháp giải và một số bài tập áp dụng phương pháp.

- Phân loại các dạng bài tập nâng cao phần quang hình học

- Phân loại và hướng dẫn giải bài tập quang hình học lớp 9 nâng cao

- Sắp xếp các dạng bài tập có hệ thống

- Đưa ra phương pháp làm cho từng dạng bài

7.1 Nội dung của sáng kiến:

7.1.1 Kiến thức cơ bản và nâng cao

1 Định nghĩa: Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi 2 mặt cong (hoặc 1 mặt cong và 1 mặt phẳng).

2 Phân loại thấu kính

+ Thấu kính rìa mỏng (thấu kính hội tụ): Phần rìa mỏng hơn phần giữa

+ Thấu kính mép dày (thấu kính phân kỳ): Phần giữa mỏng hơn phần rìa

+ Kí hiệu của thấu kính:

(thấu kính hội tụ) (thấu kính phân kì)

3 Các đặc điểm của thấu kính

a Quang tâm: Là điểm nằm giữa thấu kính Mọi tia sáng đi qua quang tâm đều

truyền thẳng

b Trục chính: Đường thẳng qua quang tâm O và vuông góc với thấu kính gọi

là trục chính Các đường thẳng khác qua O gọi là trục phụ (có vô số trục phụ).

c Tiêu điểm chính: Là điểm đặc biệt nằm trên trục chính, là nơi hội tụ (hoặc

điểm đồng quy) của chùm tia ló (hoặc tia tới) Một thấu kính có 2 tiêu điểm chính(1 tiêu điểm vật F và 1 tiêu điểm ảnh F’)

+ Tính chất: Nếu tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính Nếu tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính.

Chiều truyền ánh sáng Chiều truyền ánh sáng

OThấu kính hội tụ (TKHT) Thấu kính phân kì (TKPK)

+ Tiêu điểm vật của TKHT nằm trước TK, của TKPK thì nằm sau TK (phía trước thấu kính là phía ánh sáng tới, phía sau thấu kính là phía ánh sáng ló ra khỏi thấu kính) + Tiêu cự (kí hiệu là f): là khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính

Vậy: |f| = OF = OF’

4 Đường đi của 3 tia sáng đặc biệt

5 Kiến thức về quang trục phụ, tiêu điểm phụ:

- Mặt phẳng đi qua tiêu điểm ảnh và vuông góc với trục chính gọi là mặt phẳng tiêu diện

- Ngoài quang trục chính, các đường thẳng khác đi qua quang tâm gọi là các quang trục phụ

- Các quang trục phụ cắt mặt phẳng tiêu diện tại các tiêu điểm phụ

- Tia sáng đi song song quang trục phụ thì tia ló đi qua tiêu điểm phụ tương ứng

* Tia tới bất kỳ

- Vẽ tia tới SI bất kì đến gặp thấu kính

- Kẻ tiêu diện vuông góc trục chính tại tiêu điểm chính ảnh F’

- Kẻ trục phụ song song với SI, cất tiêu diện ảnh tại tiêu điểm ảnh phụ F p '

- Tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh phụ F p '

F’F’ F’ O

6 Sự tạo ảnh qua thấu kính

a Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ

+ Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật

+ Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, cùng chiều với vật

+ Vật ở rất xa thấu kính cho ảnh thật là một điểm nằm tại tiêu điểm

b Ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì

+ Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì đều cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự

+ Khi vật đặt ở rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật là một điểm nằm tại tiêu điểm

* Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính:

+ Để vẽ ảnh của một điểm sáng S qua TK ta vẽ hai tia sáng (đặc biệt) xuất phát

từ S đến TK rồi vẽ hai tia ló, nếu hai tia ló cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh thật, nếu đường kéo dài của chúng cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh ảo

+ Để vẽ ảnh của vật sáng, ta vẽ ảnh của các điểm trên vật, rồi nối các điểm ảnhlại với nhau thì được ảnh của vật

* Lưu ý:

+ Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính

+ Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương

đi qua ảnh của S

+ Trong đó: d là vị trí của vật so với thấu kính

d’ là vị trí của ảnh so với thấu kính

f là tiêu cự của thấu kính

+ Quy ước: Vật thật: d > 0; vật ảo d < 0

Ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo d’ < 0Thấu kính hội tụ f > 0; thấu kính phân kì f < 0

8 Nguyên lí truyền ngược của ánh sáng:

Cho một quang hệ bất kì, nếu một tia sáng chiếu tới quang hệ theo hướng

xy, cho tia ló đi theo hướng zt thì nếu chiếu tia sáng tới quang hệ theo hướng tz

sẽ cho tia ló đi theo hướng yx

Hệ quả: Nếu đặt một điểm sáng tại điểm A trước một TKHT cho một ảnh thật tại B thì nếu đặt điểm sáng tại B sẽ cho ảnh thật tại A.

7.1.2 Các dạng bài tập

Dạng 1: Toán vẽ đối với thấu kính.

Dạng 2: Xác định vị trí vật, ảnh, kích thước ảnh

Dạng 3: Bài toán dịch chuyển vật, ảnh thấu kính.

Dạng 4: Bài toán về hệ quang học.

Dạng 5: Bài toán cực trị.

Hướng dẫn giải các dạng bài tập theo từng dạng:

* Dạng 1 Toán vẽ đối với thấu kính.

Phương pháp: Sử dụng 2 trong 3 tia đặc biệt để vẽ Cụ thể:

+ Tia tới đi qua quang tâm O thì đi thẳng

+Tia tới song song với trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló)

đi qua tiêu điểm chính F’

+ Tia tới (hoặc đường kéo dài của tia tới) qua tiêu điểm chính F cho tia ló song song với trục chính

+ Tia tới dọc theo vật, tia ló dọc theo ảnh

+ Điểm vật, điểm ảnh, quang tâm thẳng hàng

+ Giao của tia tới và tia ló là một điểm trên thấu kính

+ Khi điểm sáng nằm trên trục chính, lúc này 3 tia đặc biệt trùng nhau nênphải sử dụng thêm tia bất kì

* Cách vẽ đường đi của tia tới bất kì:

+ Vẽ tia tới bất kì đến gặp thấu kính tại I

+ Kẻ trục phụ song song với SI

+ Kẻ tiêu diện ảnh

+ Giao của trục phụ với tiêu diện ảnh là tiêu điểm ảnh phụ F p '

+ Tia ló là tia qua IF p'

* Vật thật, ảnh thật thì ngược chiều (khác bên thấu kính) Vật thật, ảnh ảo thì cùng chiều (cùng bên thấu kính)

* Vật thật, ảnh thật vẽ bằng nét liền, ảnh ảo vẽ bằng nét đứt Tia sáng vẽ bằng nét liền, có dấu mũi tên chỉ chiều truyền của tia sáng

Loại 1 Cho điểm sáng

Ví dụ 1: Cho điểm sáng S như hình Hãy trình bày cách vẽ và vẽ hình xác định

a) Qua S kẻ tia tới song song với trục S

chính, tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F’

+ Giao của hai tia ló là ảnh S’ cần xác

định

b) Qua S kẻ tia tới song song với trục chính, tia

ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh F’

+ Qua S kẻ tia tới đi qua quang tâm O thì tia

sáng truyền thẳng

+ Đường kéo dài của hai tia ló giao nhau tại S’

là ảnh của S cần xác định

S S’

c) Vì S nằm trên trục chính nên ảnh S’ cũng nằm trên trục chính

+ Kẻ tia tới SI bất kì đến gặp thấu kính tại I

+ Kẻ tiêu diện ảnh qua F’, giao của trục phụ

và tiêu diện ảnh là tiêu điểm ảnh phụ F'

+ Tia tới song song với trục phụ thì tia ló đi

qua tiêu điểm ảnh phụ, nên tia ló của tia tới

SI đi qua F’ Giao của tia ló IF' với trục

p

chính là ảnh S’ của S cần xác định

d) Vì S nằm trên trục chính nên ảnh S’ cũng nằm trên trục

chính + Kẻ tia tới SI bất kì đến gặp thấu kính tại I

+ Kẻ trục phụ song song với tia SI

+ Kẻ tiêu diện ảnh qua F’, giao của trục phụ và tiêu diện ảnh là tiêu điểm ảnh phụ F p '+ Tia tới song song với trục phụ thì tia ló có

đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh phụ, nên

tia ló của tia tới SI đi qua Fp’ Đường kéo dài

của tia ló IF p ' giao với trục chính tại S’ là ảnh

của S cần xác định

S

F' p

Loại 2 Dựng với vật sáng dạng đoạn thẳng

+ Nếu vật ở dạng đoạn thẳng AB và vuông góc với trục chính thì tiến hànhdựng và xác định điểm ảnh A’ và B’ như phần điểm sáng Nếu A nằm trên trụcchính thì chỉ cần xác định B’ rồi hạ vuông góc  vị trí của A’

+ Nếu vật ở dạng đoạn thẳng và tạo với trục chính một góc  thì ta sử dụng thêm tính chất : Tia tới dọc theo vật và tia ló dọc theo ảnh để xác định

Ví dụ 2: Cho vật sáng AB có dạng

đoạn thẳng tạo với trục chính một góc

 như hình Hãy dựng ảnh của vật

AB qua thấu kính, nói rõ cách dựng

Hướng dẫn giải

+ Kẻ trục phụ  song song với AB,

qua F’ kẻ đường vuông góc với trục

khúc xạ tại I qua tiêu điểm phụ Fp’ đi A F O F’ B’trùng vào A’B’ Vì A thuộc trục chính

nên A’ cũng thuộc trục chính, do đó

tia khúc xạ I Fp’ cắt trục chính tại A’

+ Kẻ tia xuất phát từ B qua quang tâm O truyền thẳng cắt tia khúc xạ I Fp’ tạiB’  A’B’ chính là ảnh cần dựng

Loại 3 Xác định loại thấu kính và vẽ hình

+ Căn cứ vào tính chất và kích thước ảnh so với vật để xác định loại thấu kính

- Nếu vật và ảnh cùng bên thấu kính hoặc cùng chiều thì trái bản chất (vật thật,ảnh ảo)

- Nếu vật và ảnh khác bên thấu kính hoặc ngược chiêu thì cùng bản chất (vật thật, ảnh thật)

- Tương quan giữa ảnh và vật qua thấu kính

Ví dụ 3: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính, tiêu điểm trong các trường hợp

sau, biết A'B' là ảnh của AB:

Hướng dẫn:

a) Dễ thấy, ảnh ngược chiều vật nên là

ảnh thật, đây là thấu kính hội tụ Mặt

khác ảnh và vật song song nhau nên

quang tâm O Để xác định được thấu kính

ta vận dụng kiến thức: Một tia sáng đi dọc

theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh Do đó ta

kéo dài vật sáng AB và ảnh A'B' cắt nhau

tại M thì thấu kính nằm trên đường thẳng

MO Từ đó ta xác định được trục chính và

các tiêu điểm

Loại 4: Hoàn thành đường đi của tia sáng

Giao điểm của hai tia tới là vị trí của điểm vật S, giao điểm của 2 tia ló lại vị trí của điểm ảnh S’ Có S vẽ được S’ và ngược lại

Ví dụ 4: Người ta tìm thấy trong ghi

chép của Snelliu (1580-1626) một sơ đồ

quang học, nhưng do lâu ngày hình vẽ bị

mờ và chỉ còn thấy rõ bốn điểm I, J, F’,

S’ Đọc mô tả kèm theo sơ đồ thì biết

rằng I và J là hai điểm nằm trên

mặt của một thấu kính hội tụ mỏng, S’ là ảnh thật của một nguồn sáng điểm Sđặt trước thấu kính, F’ là tiêu điểm của thấu kính Dùng thước kiểm tra thì thấy

ba điểm I, F’ và S’ thẳng hàng Bằng cách vẽ hình, hãy khôi phục lại vị trí quangtâm O của thấu kính và vị trí của nguồn sáng S

Hướng dẫn giải

Biết I, J là hai điểm trên thấu kính

nên xác định được phương của

thấu kính Từ F' kẻ đường thẳng

vuông góc với thấu kính ta được

trục chính và quang tâm O Khi

Bài 2: Cho vật sáng AB có dạng đoạn thẳng AB, A nằm trên trục chính và cách

quang tâm O như hình Hãy dựng ảnh của vật AB qua thấu kính, nói rõ cách dựng

A A

Bài 3: Trong các hình sau đây, xy là trục chính thấu kính, AB là vật thật, A’B’ là

ảnh Bằng phép vẽ hãy xác định: A’B’ là ảnh gì? Thấu kính thuộc loại nào? Cáctiêu điểm chính và quang tâm O của thấu kính

+ Sử dụng 2 trong ba tia đặc biệt để dựng hình

+ Dựa vào các tam giác đồng dạng để tìm độ dài các đoạn thẳng

+ Khi đề cho công thức thấu kính thì chỉ việc áp dụng.

d: là vị trí của vật so với thấu kỉnh; vật thật: d> 0; vật ảo d < 0

d’: là vị trí của ảnh so với thấu kính; ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo d’ < 0

* Kinh nghiệm:

- Khi đề cho khoảng cách vật hoặc ảnh thì nên sử dụng hai tia là tia đi song songvới trục chính và tia đi qua O

-Khi đề cho tiêu cự thì nên sử dụng hai tia là tia song song và tia đi qua tiêu điểm F

Ví dụ 1: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm Thấu kính có tiêu cự l0 cm.

a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính

b) Xác định kích thước và vị trí của ảnh

Hướng dẫn giải

a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính

+ Qua B kẻ tia tới BI song song với B I

trục chính, thì tia ló qua I và tiêu

+ Xuất phát từ B kẻ tia qua quang A F O

tâm o, tia này giao với tia ló tại B’,

A'B' OA' A'B' OA'

 IOF’∽  B’A’F’  OI  OF'

F'A' A'B'

A'B' F'A' A'B' OA'10

Từ (1) và (2) ta có: 15  10 OA’ = 30 (cm)  A’B’ = 12 (cm)

OA'10 OA'

Vậy ảnh cách thấu kính 30cm và có chiều cao 12cm

Ví dụ 2: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kỳ, cho ảnh cao 3,6cm và cách thấu kính 6cm Thấu kính có tiêu cự

Vậy vật cách thấu kính 10cm và cao 6cm

Ví dụ 3: Vật sáng AB cao 2cm đặt cách màn một khoảng L = 72cm Trong khoảng giữa vật và màn người ta đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự 18cm, sao

cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính tại A

a) Xác định vị trí đặt thấu kính để ảnh A’B’ của vật AB hiện rõ nét trên màn.b) Tính độ cao ảnh A’B’ của vật AB

Hướng dẫn giải

Ta có OF  OI  AB (2)

A'B' A'B'A'F'

Từ (1) và (2) ta có OA  OF  OF  72  OA'  18

 72.OA’ – 1296 – OA’2 + 18.OA’ – 18.OA’ = 0

Ví dụ 4: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6cm Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cách vật 25cm, biết ảnh và vật ở

hai bên thấu kính Bằng kiến thức hình học hãy xác định vị trí vật và ảnh

Hướng dẫn giải

+ Vì vật sáng AB (vật thật) cho ảnh bên kia B

AB vuông góc với trục chính Bằng phép vẽ

xác định được ảnh A’B’ của AB như hình

Theo đề ra ta có: OF = OF’ = 6cm và AA’ = 25cm

Xét các tam giác đồng dạng ABO và A’B’O có OA  AB (1)

OA' A'B'

Xét các tam giác đồng dạng ABO và A’B’O có OF  OI  AB (2)

F'A' A'B

' A'B'

Bài l: Thấu kính hội tụ có các tiêu điểm F và F’ Đặt một vật phẳng nhỏ AB vuông góc

với trục chính của thấu kính sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm thấu kính một khoảng OA = a, qua thấu kính cho ảnh của AB cao gấp ba lần AB.

a) Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng qua thấu kính, hãy xác địnhnhững vị trí có thể đặt vật AB để thỏa mãn điều kiện của bài toán, từ đó hãydựng vật và dựng ảnh tương ứng với nó

b) Bằng các phép tính hình học, hãy tính khoảng cách a; cho biết tiêu cự của thấu kính f= 12cm

Bài 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f.

a) Điểm sáng S qua thấu kính cho ảnh thật S’ Gọi khoảng cách từ S đếnthấu kính là d, từ S’ đến thấu kính là d’, chứng minh công thức: 1fd1 d1'

b) Đặt một vật sáng phẳng AB trước thấu

kính sao cho điểm A nằm trên trục chính và AB B

nghiêng với trục chính một góc  = 60° như hình α

vẽ Biết OA = 60cm, AB = 8cm, f = 40cm Hãy A F O F’

dựng ảnh của vật AB qua thấu kính, nói rõ cách

dựng và hãy xác định độ lớn của ảnh

Bài 3: Cho hai vật phẳng nhỏ A1B1 và A2B2 giống nhau,

đặt cách nhau 45 cm, cùng vuông góc với một trục chính

của một thấu kính hội tụ như hình vẽ Hai ảnh của hai vật

cùng một vị trí Ảnh của A1B1 là ảnh thật, ảnh của A2B2

là ảnh ảo và cao gấp hai lần ảnh A1B1 Hình cho Câu 5

a) Vẽ ảnh của hai vật đó trên cùng một hình vẽ.

b) Xác định khoảng cách OA1 và OA2 ( O là quang

tâm của thấu kính)

Dạng 3: bài toán dịch chuyển vật, ảnh, thấu kính

Phương pháp:

Phương pháp chung để làm các dạng bài tập dạng này là xét 4 cặp tam giác

đồng dạng, từ đó lập được 4 phương trình Giải hệ 4 phương trình ta tìm được đại

lượng cần tìm Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp có những cách làm đơn giản

hơn Cần lưu ý là khi giải các dạng bài tập loại này thì việc chọn tia sáng hợp lí

sẽ giúp bài giải đơn giản hơn nhiều

Kiểu 1 Di chuyển dọc theo trục chính

+ Ta có hệ thức: 1fd1 d1'

+ Đối với mỗi thấu kính nhất định thì f không đổi nên khi d tăng thì d’ giảm và

ngược lại Nghĩa là khi dịch vật lại gần thấu kính thì ảnh dịch ra xa và ngược lại

+ Giả sử vị trí ban đầu của ảnh và vật là d1 và d1’ Gọi a và b là khoảng dịch

chuyển của vật và ảnh thì vị trí sau của vật và ảnh d 2

* Chú ý: Nếu đề không cho dùng công thức thì phải vẽ hình cho mỗi trường hợp

sau đó áp dụng hình học giải bình thường cho hai trường hợp trước khi dịch

chuyển và sau khi dịch chuyển

Ví dụ 1: Một điểm sáng S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ, tiêu cự f = l5cm

cho ảnh rõ nét trên màn M đặt vuông góc với trục chính của thấu kính Di chuyển

điểm sáng S về gần thấu kính đoạn 5cm so với vị trí cũ thì màn phải dịch

chuyển đi 22,5cm mới lại thu được ảnh rõ nét

a) Hỏi màn phải dịch chuyển ra xa hay lại gần thấu kính, vì sao ?

b) Xác định vị trí điểm sáng S và màn lúc đầu

Cho biết: 1fd1 d1' với d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

Hướng dẫn giải

a) Gọi d và d’ là khoảng cách từ điểm sáng S và màn đến thấu kính +

Ta có: 1f d1d1' không đổi (Trong đó d và d đều dương)

+ Khi S di chuyển về gần thấu kính tức d giảm thì d’ phải tăng Vậy màn phải ra

Ví dụ 2: Một vật sáng có dạng đoạn thẳng AB đặt trước một thấu kính hội tụ sao

cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính, ta thuđược một ảnh thật cao gấp hai lần vật Sau đó, giữ nguyên vị trí của vật AB và dichuyển thấu kính dọc theo trục chính ra xa AB một đoạn 15cm, thì thấy ảnh của

AB cũng di chuyển 15cm so với vị trí ảnh ban đầu Tính tiêu cự f của thấu kính vàkhoảng cách từ vật AB đến thấu kính lúc chưa di chuyển và sau khi dịch

chuyển Cho biết: 1

f  d1  d1' với d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; d’ làkhoảng cách từ ảnh đến thấu kính