Khoa học tự nhiên 9 bài 54 ảnh của một vật tạo bởi thấu kính

Khoa học tự nhiên 54: Ảnh vật tạo thấu kính Soạn Khoa học tự nhiên lớp 54 Bài 54: Ảnh vật tạo thấu kính VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh Khoa học tự nhiên 54: Ảnh vật tạo thấu kính Đây tài liệu nằm sách VNEN khoa học tự nhiên trang 127 Hy vọng với tài liệu giúp ích cho bạn học sinh ơn tập, củng cố kiến thức Mời bạn tham khảo tài liệu Khoa học tự nhiên 50: Dòng điện xoay chiều Khoa học tự nhiên 51: Truyền tải điện - Máy biến áp Khoa học tự nhiên 52: Tổng kết phần điện từ học Khoa học tự nhiên 53: Ảnh vật tạo gương A Hoạt động khởi động Hãy quan sát số thấu kính điểm giống nhau, khác chúng Bài làm: Giống nhau: Đều khối chất suốt, giới hạn hai mặt cong mặt cong mặt phẳng Khác nhau: Thấu kính lồi có phần dày phần rìa Thấu kính lõm có phần mỏng phần rìa Trả lời câu hỏi a) Điền từ thích hợp vào chỗ trống Thấu kính giới hạn Thấu kính lồi có phần .hơn phần rìa Thấu kính lõm có phần phần rìa b) Đặt thấu kính khơng khí, chiếu chùm sáng song song hẹp tới gặp thấu kính, ánh sáng phản xạ hay khúc xạ? Chùm sáng ló sau hai loại thấu kính giống hay khác nhau? Bài làm: a) Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cong mặt cong mặt phẳng Thấu kính lồi có phần dày phần rìa Thấu kính lõm có phần mỏng phần rìa b) Ánh sáng bị khúc xạ qua thấu kính Chùm ló sau hai loại thấu kính khác nhau, loại cho chum ló loe rộng ra, loại cho chùm tia ló hội tụ điểm B Hoạt động hình thành kiến thức I Khái niệm thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì Dựa vào kết thí nghiệm, hồn thành kết luận Trong khơng khí, chiếu chùm ánh sáng song song tới thấu kính chùm ló thấu kính lồi chùm thấu kính lõm chùm Bài làm: Trong khơng khí, chiếu chùm ánh sáng song song tới thấu kính chùm ló thấu kính lồi chùm hội tụ thấu kính lõm chùm phân kì II Trục, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự độ tụ thấu kính Điền thơng tin thấu kính vào hình 54.3 Bài làm: O: Quang tâm F, Fn: Tiêu điểm vật chính, tiêu điểm vật phụ F', F'n: Tiêu điểm ảnh chính, tiêu điểm ảnh phụ III Đường tia sáng qua thấu kính Dựa vào kiến thức thu thập từ việc đọc thông tin khung trên, vẽ tiếp đường tia sáng qua thấu kính trường hợp hình 54.4 Bài làm: Hoàn thiện kết luận cách điền từ thích hợp vào đoạn văn a) Đối với TKHT: Tia tới song song với trục tia ló Tia tới qua tiêu điểm vật tia ló Tia tới qua quang tâm tia ló b) Đối với TKPK: Tia tới song song với trục đường kéo dài tia ló Tia tới có đường kéo dài qua tiêu điểm vật tia ló Tia tới qua quang tâm tia ló Bài làm: a) Đối với TKHT: Tia tới song song với trục tia ló qua tiêu điểm ảnh Tia tới qua tiêu điểm vật tia ló song song với trục Tia tới qua quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới b) Đối với TKPK: Tia tới song song với trục đường kéo dài tia ló qua tiêu điểm ảnh Tia tới có đường kéo dài qua tiêu điểm vật tia ló song song với trục Tia tới qua quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới IV Sự tạo ảnh vật thấu kính Thí nghiệm Bố trí thí nghiệm: sgk trang 131 Bảng: Kết thí nghiệm nghiên cứu tạo ảnh vật qua TKHT Đặc điểm ảnh Lần thí nghiệm Khoảng cách từ vật tới thấu kính (d) d 2f Vật xa thấu kính (chùm tia tới chùm song song) Bảng: Kết thí nghiệm nghiên cứu tạo ảnh vật qua TKPK Đặc điểm ảnh Lần thí nghiệm Khoảng cách từ vật tới thấu kính (d) d 2f Vật xa thấu kính (chùm tia tới chùm song song) Thật hay ảo Chiều ảnh so với chiểu vật Độ lớn ảnh so với vật Bài làm: Bảng: Kết thí nghiệm nghiên cứu tạo ảnh vật qua TKHT Đặc điểm ảnh Lần thí nghiệm Khoảng cách từ vật tới thấu kính (d) Thật hay ảo Chiều ảnh so với chiểu Độ lớn ảnh so với vật vật d 2f Thật Ngược chiều Nhỏ Vật xa thấu kính (chùm tia tới chùm song song) Thật Ngược chiều Nhỏ Bảng: Kết thí nghiệm nghiên cứu tạo ảnh vật qua TKPK Đặc điểm ảnh Lần nghiệm thí Khoảng cách từ vật tới thấu kính (d) Thật hay Chiều ảnh so với chiểu Độ lớn ảnh so với ảo vật vật d 2f Ảo Cùng chiều Nhỏ Vật xa thấu kính (chùm tia tới chùm song Ảo song) Cùng chiều Nhỏ Trả lời câu hỏi a) Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật truyền vào mắt ta Ta nhìn thấy ảnh vật qua thấu kính A Ánh sáng từ vật truyền tới mắt ta B Ánh sáng từ ảnh truyền tới mắt ta C Ánh sáng từ vật chiếu tới thấu kính D Ánh sáng từ vật chiếu tới thấu kính khúc xạ truyền tới mắt ta b) Ảnh điểm sáng S tạo thấu kính giao điểm A chùm phản xạ từ thấu kính B chùm tia ló từ thấu kính C chùm tia ló từ thấu kính đường kéo dài phía trước thấu kính chùm ló D Chùm tia sáng tới thấu kính c) Nêu vẽ ảnh điểm sáng S đặt trước gương d) Đề xuất cách vẽ ảnh điểm sáng S đặt trước thấu kính e) Vẽ ảnh S trường hợp sau Bài làm: a) D b) C c) Áp dụng định luật phản xạ để vẽ ảnh điểm sáng qua gương d) Vẽ ảnh điểm sáng S đặt trước thấu kính Bước 1: Từ điểm sáng S vẽ hai tia tới tới thấu kính (thường tia song song với trục chính, tia qua quang tâm trường hợp điểm sáng nằm ngồi trục chính) Bước 2: Vẽ tia ló tương ứng theo tính chất thấu kính Giao điểm tia ló đường kéo dài tia ló ảnh điểm sáng cần tìm e) Vẽ ảnh nhận xét đặc điểm ảnh vật AB Đối với thấu kính mỏng, để ảnh đồng dạng với vật (ảnh rõ nét) vật phải có dạng phẳng, nhỏ, đặt vng góc với trục biểu diễn tượng trưng mũi tên AB liền nét cho vật thật đứt nét cho vật ảo Do đó, trường hợp này, ảnh A'B' vật vng góc với trục Mũi tên A'B' liền nét cho ảnh thật đứt nét cho ảnh ảo Điểm sáng nằm trục thấu kính điểm ảnh nằm trục Vẽ ảnh vật AB trường hợp sau: Bài làm: Đối chiếu kết thu từ thí nghiệm phép vẽ ảnh, hoàn thiện kết luận đặc điểm ảnh vật tạo thấu kính, ghi vào bảng 54.3 Hội tụ Phân kì Tính chất (thât, ảo) Độ lớn (so với vật) Chiều (so với vật) Bài làm: Hội tụ Phân kì Vật nằm khoảng d < f: ảnh ảo Tính chất (thât, ảo) Ln ảnh ảo Vật nằm khoảng d > f: ảnh thật Vật nằm khoảng d < 2f: Ảnh lớn vật Độ lớn (so với vật) Vật nằm d = 2f: Ảnh vật Luôn nhỏ vật Vật nằm khoảng d > 2f: Ảnh nhỏ vật Vật nằm khoảng d < f: ảnh chiều với vật Chiều (so với vật) Vật nằm khoảng d > f: ảnh ngược chiều với vật V Một số ứng dụng thấu kính Nêu ứng dụng loại thấu kính, ghi vào bàng 54.4 Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Bài làm: Ln chiều với vật Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Thay đổi chùm tia song song thành chùm hội tụ Dùng làm vật kính thị kính kính hiển vi kính thiên văn Dùng làm vật kính máy ảnh Dùng làm kính lúp Dùng làm kính chữa tật viễn thị, lão thị Thay đổi chùm tia song song thành chùm phân kì Dùng làm kính chữa tật viễn thị Sử dụng lỗ nhìn cánh cửa vào nhà C Hoạt động luyện tập 1: Ghép nội dung cột bên trái với nội dung tương ứng cột bên phải a) 1f Tia sáng truyền tới quang tâm TKHT TKPK Tiêu điểm ảnh thấu kính coi Khi đổi chiều truyền sáng qua thấu kính Tiêu điểm ảnh (F') tiêu điểm vật (F) thấu kính Độ tụ thấu kính tính b) vị trí tiêu điểm ảnh tiêu điểm vật đổi chỗ cho c) truyền thẳng d) ảnh điểm sáng vô cực e) đối xứng qua quang tâm thấu kính Bài làm: c d b e a Chọn câu A Ảnh vật qua thấu kính ln có độ lớn khác vật B Thấu kính hội tụ ln tạo chùm tia ló hội tụ C Thấu kính phân kì ln tạo ảnh ảo nhỏ vật thật D Ảnh thật vật thật qua thấu kính chiều với vật Bài làm: Đáp án: C Tìm loại thấu kính dùng trường hợp sau nêu rõ dùng loại thấu kính (hình 54.8) Bài làm: Quan sát vật - ảnh trường hợp dựa vào tính chất tạo ảnh loại thấu kính để đưa kết luận sau: a) TKHT vì: Ảnh thật, ngược chiều lớn vật b) TKPK ảnh ảo, chiều nhỏ vật c) TKHT ảnh thật, ngược chiều nhỏ vật d) TKHT ảnh ảo, chiều lớn vật Tìm loại thấu kính dùng trường hợp sau nêu rõ dùng loại thấu kính Hãy trình bày cách để xác định quang tâm O, tiêu điểm F F' thấu kính (hình 54.9) Bài làm: Dựa vào tính chất vật - ảnh loại thấu kính, ta suy đốn loại thấu kính sử dụng trường hợp sau: a) TKHT ảnh thật, ngược chiều lớn vật b) TKPK ảnh ảo, chiều nhỏ vật c) TKHT ảnh ảo, chiều lớn vật Xác định quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự Nối AA’, giao đường với trục quang tâm O Cách tìm tiêu điểm vật tiêu điểm ảnh chính: Vẽ thấu kính sau xác định loại thấu kính quang tâm O Từ A kẻ tia tới song song với trục chính, cắt thấu kính điểm I Nối điểm tới I với ảnh A’, đường cắt trục tiêu điểm ảnh F’ Lấy điểm F đối xứng với F’ F tiêu điểm vật Đặt vật sáng AB có độ cao h, vng góc với trục TKHT có tiêu cự f, điểm A nằm trục chính, cách thấu kính khoảng d Ảnh A'B' vật AB có độ cao h' hứng cách thấu khính khoảng d' a) Chứng minh độ phóng đại ảnh b) Chứng minh mối liên hệ tiêu cự thấu kính, khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính tuân theo biểu thức: Bài làm: a) Xét có: (hai góc đối đỉnh) Hai tam giác ABO A'B'O hai tam giác đồng dạng Độ phóng đại ảnh b) Tương tự: Hai tam giác A'B'F' IOF' hai tam giác đồng dạng Áp dụng tính chất tỉ lệ thức: Đặt vật sáng AB cao 2cm, vng góc với trục TKHT có tiêu cự 10cm, Điểm B nằm trục chính, cách thấu kính 15cm a) Vẽ ảnh A'B' AB theo tỉ lệ xích tùy chọn b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính chiều cao ảnh A'B' c) Nếu dịch chuyển vật AB xa thấu kính thêm 10 cm chiều cao ảnh A'B' thay đổi nào? Ảnh A'B' có hứng không? d) Nếu dịch chuyển vật AB lại gần thấu kính thêm 10 cm chiều cao ảnh thay đổi nào? Ảnh A'B' có hứng không? Bài làm: Áp dụng 5: a) b) Khoảng cách từ ảnh tới thấu kính là: Chiều cao ảnh là: c) Nếu dịch chuyển vật AB xa thấu kính thêm 10 cm ảnh giảm Ảnh hứng , nên ảnh nhỏ vật, tức chiều cao d) Nếu dịch chuyển vật AB lại gần thấu kính thêm 10 cm d = 5cm < f = 10cm nên tạo ảnh ảo, không hứng Dễ thấy hai tam giác B'BI B'OF' hai tam giác đồng dạng, đó: Lại có hai tam giác A'B'O ABO đồng dạng: Đặt vật sáng AB có độ cao h, vng góc với trục TKPK có tiêu cự f, điểm A nằm trục chính, cách thấu kính khoảng d Ảnh A'B' vật AB có độ cao h' cách thấu kính khoảng d' a) Chứng minh độ phóng đại ảnh b) Chứng minh mối liên hệ tiêu cự thấu kính, khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính tuân theo biểu thức: Bài làm: a) Tam giác ABO đồng dạng với tam giác A’B’O nên: b) Tam giác IOF’ đồng dạng với tam giác B'A’F’ nên: Đặt vật sáng AB cao 2cm, vuông góc với trục TKPK có tiêu cự 10cm Điểm B nằm trục chính, cách thấu kính 15cm a) Vẽ ảnh A'B' AB theo tỉ lệ xích tùy chọn b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính chiều cao ảnh A'B' c) Nếu dịch chuyển vật AB xa thấu kính thêm 10 cm chiều cao ảnh A'B' thay đổi nào? Ảnh A'B' có hứng khơng? Bài làm: Áp dụng 7: a) b) Khoảng cách từ ảnh tới thấu kính là: Chiều cao ảnh là: c) Nếu dịch chuyển vật AB xa thấu kính thêm 10 cm ảnh khơng hứng chiều cao ảnh giảm d) Nếu dịch chuyển vật AB lại gần thấu kính thêm 10 cm ảnh không hứng chiều cao ảnh tăng lên Đặt vật sáng AB cao cm vng góc với trục thấu kính A nằm trục Ảnh A'B' AB qua thấu kính ngược chiều với AB có chiều dài 1/2 lần vật a) Thấu kính sử dụng loại thấu kính nào? Tại sao? b) Ảnh A'B' cách thấu kính 12 cm Tính tiêu cự thấu kính? c) Dịch chuyển vật AB theo phương vng góc với trục chính, lại gần thấu kính ảnh thật AB thấu kính dịch chuyển nào? Độ cao ảnh thay đổi nào? Bài làm: a) Thấu kính sử dụng TKHT, có thấu kính hội tụ cho ảnh ngược chiều với vật b) Khoảng cách từ vật đến thấu kính là: 10 Đặt vật sáng AB cao cm vng góc với trục thấu kính A nằm trục Ảnh A'B' AB qua thấu kính chiều với AB có chiều dài 1/2 lần vật a) Thấu kính sử dụng loại thấu kính nào? Tại sao? b) Ảnh A'B' cách thấu kính 12 cm Tính tiêu cự thấu kính? c) Dịch chuyển vật AB theo phương vng góc với trục chính, lại gần thấu kính ảnh thật AB thấu kính dịch chuyển nào? Độ cao ảnh thay đổi nào? Bài làm: a) Vì ảnh tạo chiều, nhỏ vật nên ảnh ảo, đó, thấu kính sử dụng thấu kính phân kì b) Khoảng cách từ vật đến thấu kính là: c) Dịch chuyển vật AB theo phương vng góc với trục chính, lại gần thấu kính ảnh ảo AB qua thấu kính dịch chuyển lại gần thấu kính độ cao ảnh tăng lên D Hoạt động vận dụng Có thấu kính mà khơng thể xác định bề dày phần phần rìa Làm để biết thấu kính thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì? Bài làm: Dùng đèn pin chiếu chùm sáng song song tới thấu kính, quan sát chùm tia ló kết luận loại thấu kính Tìm hiểu xem kính người già đeo đọc sách, kính số bạn lớp đeo loại thấu kính nào? Bài làm: Kính mà người già đeo đọc sách thấu kính hội tụ Kính mà số bạn lớp đeo thấu kính phân kì Tìm hiểu xem thấu kính sử dụng lỗ nhìn (M) cánh cửa vào nhà thấu kính hội tụ hay phân kì? Bài làm: Thấu kính sử dụng thấu kính phân kì Một hơm trời nắng, bạn Nam dùng thấu kính hứng tia nắng lên tờ giấy đặt sân nhà, phút sau tờ giấy bốc cháy Bạn Nam dùng loại thấu kính nào? Tại Nam chọn loại thấu kính đó? Bài làm: Bạn Nam dùng thấu kính hội tụ, tia sáng mặt trời chiếu từ xa coi chùm tia song song, chiếu đến thấu kính hội tụ hội tụ điểm Điểm vị trí tờ giấy, sau nhận đủ nhiệt, tờ giấy bốc cháy Đặt nến trước thấu kính hội tụ, đặt bìa phía sau thấu kính để hứng ảnh nến rõ nét Nếu dùng miếng giấy che kín nửa thấu kính vị trí đặt bìa kích thước ảnh nến có thay đổi không? Tại sao? Bài làm: Dùng miếng giấy che kín nửa thấu kính vị trí kích thước ảnh khơng thay đổi độ sáng yếu E.Hoạt động tìm tịi mở rộng Sử dụng quy ước dấu: vật thật d > 0, vật ảo d < 0, ảnh thật d' > 0, ảnh ảo d' < TKHT có tiêu cự f > 0, TKPK có tiêu cự f < a) Chứng minh biểu thức: (*) áp dụng cho hai loại thấu kính b) Từ biểu thức (*) tìm biểu thức tính d biểu thức tính d' Bài làm: c) Dựa vào phần C Đối với thấu kính hội tụ: (*) thỏa mãn Đối với thấu kính phân kì, áp dụng quy ước dấu, ta có: hay hay (f, d, d' tuân theo quy ước) Vậy (*) áp dụng cho thấu kính hội tụ thấu kính phân kì b) Từ (*), ta có: Các bọt khí mơi trường nước, lịng chất thủy tinh, thấu kính lồi khơng phải thấu kính hội tụ mà thấu kính phân kì Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải thích điểu Bài làm: Xem lại định luật khúc xạ ánh sáng để biết góc khúc xạ tia sáng truyền từ khơng khí vào nước nhỏ góc tới Xem hình để hiểu bọt khí thấu kính phân kì (Chùm tia ló loe rộng ra) Đọc thông tin sách Hướng dẫn học, quan sát hình 55.2 để tìm hiểu hoạt động mắt Dự đoán xem, cự li quan sát vật khác phận mắt phải làm việc để mắt nhìn thấy vật? Bài làm: Do khoảng cách từ thể thuỷ tinh đến võng mạc không đổi nên cự li quan sát vật khác thể thuỷ tinh mắt phải làm việc (phồng dẹt) thay đổi tiêu cự để mắt nhìn thấy vật C Hoạt động luyện tập Một người cao 1,6 m chụp ảnh đứng cách vật kính máy ảnh m Phim đặt cách vật kính cm Hỏi ảnh người phim cao cm? Bài làm: Tỉ lệ khoảng cách từ ảnh đến vật kính khoảng cách từ vật đến vật kính là: Do ảnh người phim có kích thước là: B Hoạt động hình thành kiến thức I Tác dụng nhiệt ánh sáng Tiến hành thí nghiệm ghi kết thí nghiệm vào bảng Nhiệt độ Lúc đầu Sau phút Ống màu trắng Ống màu đen Độ tăng nhiệt độ ống màu tối so với độ tăng nhiệt độ ống màu sáng Sau phút Sau phút [ ] lớn [ ] nhỏ [ ] Với điều kiện chiếu sáng khả hấp thụ lượng ánh sáng vật có màu tối [ ] lớn vật màu sáng [ ] nhỏ vật màu sáng [ ] vật màu sáng Bài làm: Nhiệt độ Lúc đầu Sau phút Sau phút Sau phút Ống màu trắng 35 40 47 55 Ống màu đen 35 38 42 48 Độ tăng nhiệt độ ống màu tối so với độ tăng nhiệt độ ống màu sáng lớn Với điều kiện chiếu sáng khả hấp thụ lượng ánh sáng vật có màu tối lớn vật màu sáng Soạn 54: Ảnh vật tạo thấu kính - sách VNEN khoa học tự nhiên trang 127 VnDoc hướng dẫn trả lời giải đáp câu hỏi học, cách làm chi tiết, dễ hiểu, hi vọng bạn học sinh nắm tốt kiến thức học Như VnDoc giới thiệu bạn tài liệuKhoa học tự nhiên 54: Ảnh vật tạo thấu kính Các bạn học sinh cịn tham khảo đề thi học kì lớp 9, đề thi học kì lớp mơn Tốn, Văn, Anh, Lý, Địa, Sinh mà sưu tầm chọn lọc Với đề thilớp giúp bạn rèn luyện thêm kỹ giải đề làm tốt Chúc bạn ôn thi tốt ... 2f: Ảnh vật Luôn nhỏ vật Vật nằm khoảng d > 2f: Ảnh nhỏ vật Vật nằm khoảng d < f: ảnh chiều với vật Chiều (so với vật) Vật nằm khoảng d > f: ảnh ngược chiều với vật V Một số ứng dụng thấu kính. .. kì tạo ảnh ảo nhỏ vật thật D Ảnh thật vật thật qua thấu kính chiều với vật Bài làm: Đáp án: C Tìm loại thấu kính dùng trường hợp sau nêu rõ dùng loại thấu kính (hình 54. 8) Bài làm: Quan sát vật. .. thấu kính, ghi vào bàng 54. 4 Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Bài làm: Ln chiều với vật Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Thay đổi chùm tia song song thành chùm hội tụ Dùng làm vật kính