Hướng dẫn giải bài 10,11,12 trang 190 SGK Vật lý 11

Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính.. - Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ

Trang 1

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 TRANG 189,190 SGK

LÝ 11: THẤU KÍNH MỎNG

A Tóm tắt lý thuyết: Thấu kính mỏng

I Thấu kính Phân loại thấu kính

Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc

bởi một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 29.1)

Ta chỉ xét thấu kính mỏng cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng)

Theo hình dạng và tính chất, thấu kính gồm hai loại:

 Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ

 Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ

II Khảo sát thấu kính hội tụ

1 Quang tâm Tiêu điểm Tiêu diện

a) Quang tâm

Thấu kính mỏng có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu

Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà

mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính Có thể coi O là điểm chính giữa

thấu kính

O gọi là quang tâm của thấu kính (Hình 29.1)

- Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính là trục chính của thấu

kính

- Mọi đường thẳng khác đi qua quang tâm O là trục phụ

Trang 2

Mọi tia tới quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng

b) Tiêu điểm Tiêu diện

- Chiếu đến thấu kính hội tụ một chùm tia tới song song Chùm tia ló cắt nhau (hội tụ) tại

một điểm trên trục tương ứng với chùm tia tới Điểm này là tiêu điểm ảnh của thấu kính

Trên mỗi trục có một tiêu điểm ảnh:

+ Tiêu điểm ảnh chính được ký hiệu F' (Hình 29.2)

+ Tiêu điểm ảnh phụ được ký hiệu F'n

Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều hứng được trên màn Đó là tiêu điểm ảnh thật

- Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ còn có một điểm mà chùm tia tới xuất phát từ đó sẽ cho

chùm tia ló song song Đó là tiêu điểm vật của thấu kính

+ Tiêu điểm vật chính được kí hiệu là F

+ Tiêu điểm vật phụ được ký hiệu Fn (n = 1, 2, 3, ) (Hình 29.3)

Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục đối xứng với nhau ở hai bên quang tâm Vị trí

của chúng phụ thuộc chiều truyền ánh sáng

- Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện Mỗi thấu kính có hai tiêu diện: tiêu diện

ảnh và tiêu diện vật

Có thể coi tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính (Hình

29.4)

Trang 3

2 Tiêu cự Độ tụ

Để thiết lập các công thức về thấu kính, người ta đặt ra hai đại lượng quang học là tiêu cự và

độ tụ

Tiêu cự của thấu kính được định nghĩa như sau: f =

Ta quy ước f > 0 đối với thấu kính hội tụ, ứng với tiêu điểm ảnh F' thật (sau thấu kính)

Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi chùm tia sáng càng nhỏ Do đó

người ta định nghĩa độ tụ của thấu kính như sau:

D = (29.1)

Trong đó: f tính bằng mét (m); D tính bằng điôp (dp)

III Khảo sát thấu kính phân kỳ

Quang tâm của thấu kính phân kỳ có cùng tính chất như quang tâm của thấu kính hội tụ

(Hình 29.5)

Các tiêu điểm cũng như tiêu diện (ảnh và vật) của thấu kính phân kỳ cũng được xác định

tương tự như với thấu kính hội tụ (Hình 29.6 và 29.7) Điểm khác biệt là chúng đều ảo,được tạo bởi đường kéo dài của các tia sáng

Trang 4

Các công thức định nghĩa tiêu cự và độ tụ vẫn áp dụng được với thấu kính phân kỳ

Tiêu cự và độ tụ của thấu kính phân kỳ có giá trị âm (ứng với tiêu điểm ảnh F' ảo)

IV Sự tạo ảnh bởi thấu kính

1 Khái niệm ảnh và vật trong Quang học

Ta đã quan sát và dựng ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng, gương cầu và thấu kính

Chúng ta nhận thấy:

- Ảnh ảo chỉ có thể quan sát bằng mắt ở vị trí thu nhận được chùm tia phản xạ hoặc khúc xạ (Hình 29.8)

- Ảnh thật có thể hứng trên màn hình (Hình 29.9)

a) Để tổng quát hóa khái niệm ảnh, ta quy ước gọi chùm tia sáng truyền ra khỏi bề mặt sau

cùng của hệ quang học là chùm tia ló

- Ảnh điểm là điểm giao nhau của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng

- Một ảnh điểm là:

+ Ảnh thật nếu chùm tia ló là chùm hội tụ

+ Ảnh ảo nếu chùm tia ló là chùm phân kỳ

b) Tương tự, ta tổng quát hóa khái niệm vật Thông thường vật phát ra chùm tia tới là vật

thật

Trang 5

- Vật điểm là điểm giao nhau của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng

- Một vật điểm là:

+ Vật thật nếu chùm tia tới là chùm phân kỳ

+ Vật ảo nếu chùm tia tới là chùm hội tụ

2 Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính

a) Dựng ảnh (vẽ ảnh) có nghĩa là vẽ đường truyền của một chùm tia sáng biểu diễn sự tạo

ảnh của một vật điểm (điểm B ở Hình 29.10)

Các tia tới thường sử dụng để vẽ ảnh:

- Tia tới quang tâm O của thấu kính

- Tia tới song song với trục chính của thấu kính

- Tia tới qua tiêu điểm vật chính F (hay có đường kéo dài qua F)

b) Trường hợp phải vẽ một tia bất kỳ thì ta xác định trục phụ song song với tia tới Tia ló

tương ứng (hay đường kéo dài của nó) sẽ qua tiêu điểm ảnh phụ trên trục phụ đó (Hình

29.11)

 Đặc điểm của tia sáng truyền qua thấu kính:

- Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh thấu kính hội tụ, hoặc cho

tia ló kéo dài qua tiêu điểm ảnh thấu kính phân kì

- Tia tới qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng

- Tia tới qua tiêu điểm vật của thấu kính hội tụ hoặc kéo dài qua tiêu điểm vật của thấu kính phân kì, cho tia ló song song với trục chính

- Tia sáng bất kì cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục song song với tia đối với thấu kính hội tụ hoặc cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục song song

với tia tới đối với thấu kính phân kì

 Dựa vào đặc điểm các tia sáng truyền qua thấu kính để vẽ hình Để đường truyền của

Trang 6

tia sáng qua hệ hai thấu kính đồng trục ta coi tia ló qua thấu kính thứ nhất là tia tới qua thấu kính thứ hai

 Biết cách vẽ ảnh của một điểm sáng (nên chọn hai tia sáng đặc biệt)

- Dựng hai tia ló tới xuất phát từ điểm sáng (nên chọn hai tia sáng đặc biệt)

- Dựng hai tia ló tương ứng với hai tia tới

- Xác định vị trí giao điểm của hai tia ló hoặc giao điểm của đường kéo dài của hai tia ló.Đó là

vị trí ảnh của điểm sáng

 Biết cách vẽ ảnh của một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính:

- Dựng ảnh của điểm đầu mút của vật nằm ngoài trục chính

- Từ ảnh của điểm đầu mút, hạ đường vuông góc với trục chính của thấu kính Chân của

đường vuông góc này là ảnh của điểm của vật thuộc trục chính

V Các công thức về thấu kính

a) Để thiết lập các công thức tổng quát áp dụng cho mọi trường hợp, người ta đặt các giá trị đại số cho khoảng cách như sau:

= d với quy ước

= d' với quy ước

b) Ngoài ra, chiều và độ lớn của ảnh được xác định bởi tỉ số: = k

k được gọi là số phóng đại ảnh

- Nếu k >0: vật và ảnh cùng chiều

- Nếu k < 0: vật và ảnh ngược chiều

1 Công thức xác định vị trí ảnh

( 29.2)

2 Công thức xác định số phóng đại ảnh

k = - (29.3)

Trang 7

B Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 trang 189,190 sgk Lý 11: Thấu kính mỏng - Chương 7 - Mắt Các dụng cụ quang

Bài 1 trang 189 sgk vật lý 11

Thấu kính là gì ? Kể các loại thấu kính

Hướng dẫn giải:

Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc

bởi một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 29.1)

Ta chỉ xét thấu kính mỏng cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng)

Theo hình dạng và tính chất, thấu kính gồm hai loại:

 Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ

 Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ

Nêu tính chất quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật Minh họa bằng đường truyền của tia sáng cho mỗi trường hợp

1 Quang tâm Tiêu điểm Tiêu diện

a) Quang tâm

Thấu kính mỏng có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu

Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà

mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính Có thể coi O là điểm chính giữa

thấu kính

O gọi là quang tâm của thấu kính (Hình 29.1)

Trang 8

- Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính là trục chính của thấu

kính

- Mọi đường thẳng khác đi qua quang tâm O là trục phụ

Mọi tia tới quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng

b) Tiêu điểm Tiêu diện

- Chiếu đến thấu kính hội tụ một chùm tia tới song song Chùm tia ló cắt nhau (hội tụ) tại

một điểm trên trục tương ứng với chùm tia tới Điểm này là tiêu điểm ảnh của thấu kính

Trên mỗi trục có một tiêu điểm ảnh:

+ Tiêu điểm ảnh chính được ký hiệu F' (Hình 29.2)

+ Tiêu điểm ảnh phụ được ký hiệu F'n

Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều hứng được trên màn Đó là tiêu điểm ảnh thật

- Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ còn có một điểm mà chùm tia tới xuất phát từ đó sẽ cho

chùm tia ló song song Đó là tiêu điểm vật của thấu kính

+ Tiêu điểm vật chính được kí hiệu là F

+ Tiêu điểm vật phụ được ký hiệu Fn (n = 1, 2, 3, ) (Hình 29.3)

Trang 9

Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục đối xứng với nhau ở hai bên quang tâm Vị trí

của chúng phụ thuộc chiều truyền ánh sáng

- Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện Mỗi thấu kính có hai tiêu diện: tiêu diện

ảnh và tiêu diện vật

Có thể coi tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính (Hình

29.4)

Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì ? Đơn vị của tiêu cự và độ tụ ?

Tiêu cự Độ tụ

Tiêu cự của thấu kính được định nghĩa như sau: f = OF'

Ta quy ước f > 0 đối với thấu kính hội tụ, ứng với tiêu điểm ảnh F' thật (sau thấu kính)

Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi chùm tia sáng càng nhỏ Do đó

người ta định nghĩa độ tụ của thấu kính như sau:

D =1/f

Trong đó: f tính bằng mét (m); D tính bằng điôp (dp)

Trang 10

Chọn phát biểu đúng với vật đặt trước thấu kính

A Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ

B Thấu kính phân kì luôn tạo chùm tia ló phân kì

C Ảnh của vật tạo bởi thấu kính không thể bằng vật

D Cả ba phát biểu A, B, C đếu sai

Chọn B

Thấu kính phân kỳ luôn tạo chùm tia ló phân kỳ

Một vật sáng đặt trước một thấu kính, trên trục chính Ảnh của vật tạo bởi thấu kính bằng ba lần vật Dời vật lại gần thấu kính một đoạn Ảnh của vật ở vị trí mới vẫn bằng ba lần vật

Có thể kết luận gì về loại thấu kính ?

A Thấu kính hội tụ

B Thấu kính phân kỳ

C Hai loại thấu kính đều phù hợp

D Không thể kết luận được, vì giả thiết hai ảnh bằng nhau là vô lý

Chọn A Thấu kính là hội tụ Vì hai lần tạo ảnh phải là một thật và một ảo vì thế chỉ có thể là

thấu kính hội tụ

Tiếp câu 5

Cho biết đoạn dời vật là 12cm

Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu ?

A -8 cm

B 18 cm

Trang 11

C -20 cm

D Một giá trị khác A, B, C

Chọn B

+ Ở vị trí thứ nhất (ảnh thật, ngược chiều) ta có:

k = - = -3 => d' = 3d

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3d/4 (1)

+ Ở vị trí thứ hai (ảnh ảo, cùng chiều) ta có:

k = - - 3 => d'' = 3d - 36

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3(d -12)/2 (2)

+ Từ (1) và (2) ta suy ra d = 24; d' = 72, thế lại vào công thức vị trí ta có f = 18 cm

Xét thấu kính hội tụ Lấy trên trục chính các điểm I và I' sao cho OI = @OF, OI' = 2OF' (Hình

29.17) Vẽ ảnh của vật AB và nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp sau:

- Vật thật ở ngoài đoạn OI

- Vật thật tại I

- Vật thật trong đoạn FI

- Vật thật trong đoạn OF

- Vật thật ở ngoài OI: ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật

- Vật thật ở tại I: ảnh thật, ngược chiều, bằng vật

- Vật thật ở trong FI: ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật

- Vật thật ở trong OF: ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật

Trang 12

Người ta dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ 1 dp để thu ảnh của Mặt trăng

a) Vẽ ảnh

b) Tính đường kính của ảnh Cho góc trông Mặt Trăng là 33' Lấy 1' ≈ 3.10-4 rad

a) (Hình 8)

b) A'B' ≈ fα ≈ 100.33.3.10-4 ≈ 0,99 cm ≈ 1cm

Vật sáng AB được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định a Một thấu kính

hội tụ có trục chính qua điểm A và vuông góc với màn, được di chuyển giữa vật và màn

a) Người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn

vật Hãy chứng tỏ rằng, có một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng giữa vật và màn

cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn

b) Đặt l là khoảng cách giữa hai vị trí trên của thấu kính Hãy lập công thức của tiêu cự thấu kính f theo a và l Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Trang 13

(Hình 9)

a) Dùng tính thuận nghịch

b) f =

Đo a và l, tính f

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh

A'B' Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật - ảnh là:

a) 125 cm

b) 45 cm

Khoảng cách vật - ảnh AA' = |d + d'|

a) d + d' = ± 125 ta có:

d1 = 100 cm; d2 = 25 cm; d3 ≈ 17,54 cm

b) d + d' = ± 45; ta có: d = 15 cm

Một thấu kính phân kỳ có độ tụ - 5dp

Trang 14

a) Tính tiêu cự của kính

b) Nếu vật cách kính 30 cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bao nhiêu ?

a) f = = - 0,20m = -20 cm

k = -

Trong hình 29.18, xy là trục chính của thấu kính L, A là vật điểm thật, A' là ảnh của A tạo bởi thấu kính

Với mỗi trường hợp, hãy xác định:

a) A' là ảnh hật hay ảnh ảo

b) Loại thấu kính

c) Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ)

a) ; : ảnh ảo;

b) thấu kính hội tụ; : thấu kính phân kỳ

c) và :

Trang 15

+ Nối AA' để tìm O

+ Vẽ thấu kính Dùng tia AI song song với xy để tìm F' và F

Trang 16

Website Hoc247.vn cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông

minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và

các trường chuyên danh tiếng

- Luyên thi ĐH, THPT QG với đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

- H2 khóa nền tảng kiến thức luyên thi 6 môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- H99 khóa kỹ năng làm bài và luyện đề thi thử: Toán,Tiếng Anh, Tư Nhiên, Ngữ Văn+ Xã Hội

- Mang lớp học đến tận nhà, phụ huynh không phải đưa đón con và có thể học cùng con

- Lớp học qua mạng, tương tác trực tiếp với giáo viên, huấn luyện viên

- Học phí tiết kiệm, lịch học linh hoạt, thoải mái lựa chọn

- Mỗi lớp chỉ từ 5 đến 10 HS giúp tương tác dễ dàng, được hỗ trợ kịp thời và đảm bảo chất lượng học tập Các chương trình VCLASS:

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 6 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần

Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt

thành tích cao HSG Quốc Gia

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

- Hoc Toán Nâng Cao/Toán Chuyên/Toán Tiếng Anh: Cung cấp chương trình VClass Toán Nâng Cao, Toán Chuyên và Toán Tiếng Anh danh cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9

III Uber Toán Học

- Gia sư Toán giỏi đến từ ĐHSP, KHTN, BK, Ngoại Thương, Du hoc Sinh, Giáo viên Toán và Giảng viên ĐH Day kèm Toán mọi câp độ từ Tiểu học đến ĐH hay các chương trình Toán Tiếng Anh, Tú tài quốc tế IB,…

- Học sinh có thể lựa chọn bất kỳ GV nào mình yêu thích, có thành tích, chuyên môn giỏi và phù hợp nhất

- Nguồn học liệu có kiểm duyệt giúp HS và PH có thể đánh giá năng lực khách quan qua các bài kiểm tra độc lập

- Tiết kiệm chi phí và thời gian hoc linh động hơn giải pháp mời gia sư đến nhà

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Online như Học ở lớp Offline

Học Toán Gia Sư 1 Kèm 1 Online

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	1,75 MB