Câu 5: Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, ban đầu đặt cách thấu kính một khoảng bằng hai lần tiêu cự (2f). Thấu kính sẽ cho ảnh ảo trong trường hợp n[r]
Trang 1Tiết 45: ÔN TẬP
A Kiến thức cơ bản.
1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
a) Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Tia sáng truyền từ môi trường không khí sang môi trường nước
bị gãy khúc
Trên hình vẽ, quy ước gọi:
- SI là tia tới
- IK là tia khúc xạ
- I là điểm tới
- NN’ vuông góc với mặt phân cách
là pháp tuyến tại điểm tới
- Góc SIN là góc tới, kí hiệu là i
- Góc KIN' là góc khúc xạ, kí hiệu là r
- Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN’ là mặt phẳng tới
b) Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí
- Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
- Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới
c) Sự thay đổi góc khúc xạ theo góc tới
Khi tia sáng đi từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại
2 Thấu kính hội tụ - Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
a) Đặc điểm của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ được làm bằng vật liệu trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng) Phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa
Mỗi thấu kính đều có trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự Trên hình vẽ ta quy ước gọi:
(Δ) là trục chính
O là quang tâm
F và F’ lần lượt là tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh
Trang 2Khoảng cách OF = OF’ = f gọi là tiêu cự của thấu kính.
b) Đường truyền của một số tia sáng qua thấu kính hội tụ
- Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính
- Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt:
+ Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng
+ Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F’
+ Tia tới qua tiêu điểm vật F cho tia ló song song với trục chính
c) Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
- Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự
- Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật
d) Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
* Cách dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính hội tụ
- Từ S ta dựng hai tia (trong ba tia đặc biệt) đến thấu kính, sau đó
vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính
- Nếu hai tia ló cắt nhau thực sự thì giao điểm cắt nhau đó chính
là ảnh thật S’ của S, nếu hai tia ló không cắt nhau thực sự mà có đường kéo dài của chúng cắt nhau, thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo S’ của S qua thấu kính
Trang 3* Dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính hội tụ
Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A’ của A
2 Thấu kính phân kì - Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
a) Đặc điểm của thấu kính phân kì
- Thấu kính phân kì được làm bằng vật liệu trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng) Phần rìa ngoài dày hơn phần chính giữa
Trang 4- Mỗi thấu kính đều có trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự Trên hình vẽ ta quy ước gọi:
(Δ) là trục chính
O là quang tâm
F và F’ lần lượt là tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh
Khoảng cách OF = OF’ = f gọi là tiêu cự của thấu kính
b) Đường truyền của một số tia sáng qua thấu kính phân kì
- Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kì cho chùm tia ló có đường kéo dài cắt nhau tại tiêu điểm của thấu kính
- Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt:
+ Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng
+ Tia tới song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài
đi qua tiêu điểm ảnh F’
+ Tia tới hướng tới tiêu điểm vật F cho tia ló song song với trục chính
c) Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
- Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh
ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính
- Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự
d) Ảnh của vật qua thấu kính phân kì
* Cách dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính phân kì
Từ S ta dựng hai tia (trong ba tia đặc biệt) đến thấu kính, sau
đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính Hai tia ló không cắt nhau thực
sự mà có đường kéo dài của chúng cắt nhau, giao điểm cắt nhau
đó chính là ảnh ảo S’ của S
Trang 5* Cách dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính phân kì Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính
B HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI MỘT SỐ CÂU HỎI
Bài 1 (trang 151 SGK): Chiếu một tia sáng từ không khí vào
nước, chếch 30o so với mặt nước
a Có hiện tượng gì xảy ra đối với tia sáng khi truyền qua mặt nước? Hiện tượng đó gọi là hiện tượng gì?
b Góc tới bằng bao nhiêu độ? Góc khúc xạ lớn hơn hay nhỏ hơn
60o?
Giải:
a Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa nước và không khí Đó là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
b Góc tới bằng: i = 90o – 30o = 60o
Tia sáng đi từ không khí vào nước nên góc khúc xạ r < i = 60o
Bài 2 (trang 151 SGK): Nêu hai đặc điểm của thấu kính để có
thể nhận biết đó là thấu kính hội tụ
Giải:
- Thấu kính hội tụ tác dụng hội tụ chùm tia tới song song tại một điểm hoặc thấu kính hội tụ cho ảnh thật của một vật ở rất xa tại tiêu điểm của nó
- Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa
Bài 3 (trang 151 SGK): Chiếu vào thấu kính hội tụ một tia sáng
song song với trục chính Hãy vẽ tia sáng ló ra sau thấu kính
Giải: Đường đi của tia sáng được thể hiện như hình vẽ dưới:
Trang 6Bài 5 (trang 151 SGK): Thấu kính có phần giữa mỏng hơn phần
rìa là thấu kinh gì?
Giải:
Thấu kính phân kì
Bài 6 (trang 151 SGK): Nếu ảnh của tất cả các vật đặt trước
một thấu kính đều là ảnh ảo thì thấu kính đó là thấu kính gì?
Giải: Thấu kính phân kì
Bài 17 (trang 151 SGK): Bạn Lan chiếu một tia sáng đi từ
không khí vào nước rồi đo góc tới và góc khúc xạ Hãy chỉ ra cặp
số liệu nào có thể là kết quả mà bạn Lan thu được
A Góc tới bằng 40o30'; góc khúc xạ bằng 60o
B Góc tới bằng 60o; góc khúc xạ bằng 40o30'
C Góc tới bằng 90o; góc khúc xạ bằng 0o
D Góc tới bằng 0o; góc khúc xạ bằng 90o
Giải:
Chọn câu B Góc tới bằng 60o; góc khúc xạ bằng 40o30' (vì khi ánh sáng đi từ không khí vào nước thì góc tới lớn hơn góc khúc xạ)
Bài 18 (trang 152 SGK): Đặt một vật sáng có dạng chữ L
vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, song song với mặt thấu kính, cách thấu kính 30 cm thấu kính có tiêu cự 15 cm
Ta sẽ thu được ảnh như thế nào?
A Ảnh thật, cách thấu kính 60 cm
B Ảnh thật, cách thấu kính 30 cm
C Ảnh ảo, cách thấu kính 60 cm
D Ảnh ảo, cách thấu kính 30 cm
Giải:
Chọn câu B
Vật AB cách thấu kính d = 30cm, vật ngoài khoảng OF nên cho ảnh thật ngược chiều với vật
Trang 7Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
ΔABO và ΔA’B’O; ΔA’B’F’ và ΔOIF’
Từ hệ thức đồng dạng được:
Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)
↔ dd' – df = d'f (1)
Chia cả hai vế của (1) cho tích d.d’.f ta được:
(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh thật) Thay d = 30cm, f = 15cm ta tính được: OA’ = d’ = 30cm
Bài 22 (trang 152 SGK): Một vật sáng AB có dạng mũi tên
được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 20 cm Thấu kính có tiêu cự 20 cm
a Hãy vẽ ảnh của vật AB cho bởi thấu kính
b Đó là ảnh thật hay ảnh ảo?
c Ảnh cách thấu kính bao nhiêu centimet?
Giải:
a Hình vẽ:
b Ảnh ảo
c Do A trùng F nên BO, AI là hai đường chéo
của hình chữ nhật ABIO B' là giao điểm của
hai đường chéo BO, AI
=> A'B' là đường trung bình ΔABO
Nên OA' = 1/2.OA = 1/2.20= 10 (cm)
C BÀI TẬP - CÂU HỎI TỰ LUYỆN
Câu 1: Trong hình vẽ, biết PQ là mặt phân cách giữa không khí
và thủy tinh I là điểm tới, IN là pháp tuyến Cách vẽ nào biểu diễn hiện tượng khúc xạ của tia sáng đi từ thủy tinh ra không khí
là đúng?
Trang 8Câu 2: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, phát biểu nào sau
đây không đúng?
A Khi góc tới tăng thì góc khúc xạ cũng tăng
B Khi góc tới giảm thì góc khúc xạ giảm
C Khi góc tới tăng thì góc khúc xạ giảm
D Khi góc tới bằng 0° thì góc khúc xạ cũng bằng 0°
Câu 3: Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu
kính phân kì Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính có độ cao như thế nào?
A Lớn hơn vật B Nhỏ hơn vật
C Bằng vật D Bằng một nửa vật
Câu 4: Chiếu một chùm tia sáng song song với trục chính vào
thấu kính phân kì, chùm tia ló có đặc điểm nào sau đây? Chọn câu trả lời đúng nhất
A Chùm tia ló cũng là chùm song song
B Chùm tia ló là chùm hội tụ
C Chùm tia ló là chùm phân kì
D Chùm tia ló là chùm phân kì, đường kéo dài của các tia ló cắt nhau tại tiêu điểm của thấu kính
Câu 5: Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một
thấu kính hội tụ, ban đầu đặt cách thấu kính một khoảng bằng hai lần tiêu cự (2f) Thấu kính sẽ cho ảnh ảo trong trường hợp nào sau đây?
Từ vị trí ban đầu
A dịch vật một khoảng f/2 lại gần thấu kính
B dịch vật một khoảng f/2 ra xa thấu kính
C dịch thấu kính một khoảng 3f/2 lại gần vật
Trang 9D dịch thấu kính một khoảng 3f/2 ra xa vật.
Câu 6: Chọn cách vẽ đúng trên hình sau.
A Hình A và B B Hình B
C Hình B và C D Hình C
Câu 7: Một vật sáng đặt vuông góc với trục chính của một thấu
kính hội tụ tiêu cự f = 12(cm) cho một ảnh thật cách thấu kính 36(cm) Vật sáng đặt cách thấu kính là
A d = 36(cm) B d = 30(cm) C d = 24(cm) D d = 18(cm)
Câu 8: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính
hội tụ, cách thấu kính 16 cm, A nằm trên trục chính Tiêu cự của thấu kính là 12 cm
a) Vẽ ảnh của AB
b) Ảnh cao gấp mấy lần vật? Vị trí của ảnh như thế nào?
Câu 9: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính và cách
thấu kính hội tụ d = 10(cm) cho một ảnh thật cao gấp 2 vật Hỏi ảnh hiện cách thấu kính bao xa?
Câu 10: Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một
thấu kính hội tụ, A nằm trên trục chính, ta thu được ảnh A1B1 rõ nét trên màn cách thấu kính 15cm Sau đó giữ nguyên vị trí thấu kính, dịch chuyển vật dọc theo trục chính lại gần thấu kính một đoạn a, thì thấy phải dời màn ảnh đi một đoạn b = 5cm mới thu được ảnh rõ nét A2B2 trên màn Biết A2B2 = 2A1B1 Tính khoảng cách a và tiêu cự của thấu kính
Câu 11: Một ly đựng đầy nước hình trụ cao 20 cm có đường kính
20 cm Một người đặt mắt gần miệng ly nhìn theo phương AM thì vừa vặn thấy tâm O của đáy ly
a) Vẽ đường đi của tia sáng phát
ra từ O và truyền tới mắt người quan sát
b) Tính góc hợp bởi phương của tia tới
với phương của tia khúc xạ
* CHÚC CÁC EM HỌC TỐT VÀ KHỎE MẠNH MỌI THẮC MẮC LIÊN HỆ CÔ NHÉ !