Bài 29 Thấu kính mỏng C1 trang 181 SGK Lí 11 Hãy gọi tên phân biệt ba loại thấu kính lồi và ba loại thấu kính lõm ở hình 29 1 Lời giải Ba loại thấu kính lồi ở hình 29 1a, là các thấu kính hội tụ Trong[.]
Bài 29: Thấu kính mỏng C1 trang 181 SGK Lí 11: Hãy gọi tên phân biệt ba loại thấu kính lồi ba loại thấu kính lõm hình 29.1 Lời giải: Ba loại thấu kính lồi hình 29.1a, thấu kính hội tụ Trong đó: - Ở hình (1) thấu kính hội tụ hai mặt lồi - Ở hình (2) thấu kính hội tụ mặt lồi phải, mặt phẳng - Ở hình (3) thấu kính hội tụ mặt lồi trái, mặt phẳng Ba loại thấu kính lõm hình 29.1b, thấu kính phân kì Trong đó: - Ở hình (1) thấu kính phân kì hai lõm - Ở hình (2) thấu kính phân kì mặt lõm, mặt phẳng - Ở hình (3) thấu kính phân kì mặt lồi, mặt lõm Bán kính mặt lồi lớn bán kính mặt lõm C2 trang 182 SGK Lí 11: Coi chùm tia song song xuất phát hay hội tụ điểm xa (vô cực), nêu mối quan hệ điểm với: – tiêu điểm ảnh; – tiêu điểm vật thấu kính hội tụ Lời giải: - Coi chùm tia song song xuất phát điểm xa (vô cực), tức chùm tia tới chùm song song chùm tia ló qua thấu kính qua (đối với thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài (đối với thấu kính phân kì) tiêu điểm ảnh tương ứng với trục song song với chùm tia tới thấu kính - Coi chùm tia song song hội tụ điểm xa (vơ cực), tức chùm tia ló chùm song song chùm tia tới thấu kính qua ( thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài ( thấu kính phân kì) tiêu điểm vật tương ứng với trục song song với chùm tia ló thấu kính C3 trang 184 SGK Lí 11: Vẽ đường truyền chùm tia sáng minh họa tính chất tiêu điểm vật thấu kính phân kì Lời giải: Đường truyền chùm tia sáng có đường kéo dài qua tiêu điểm vật F thấu kính phân kì cho chùm tia ló song song với trục hình 29.9a C4 trang 185 SGK Lí 11: Khi tạo ảnh ảo, thấu kính hội tụ cho chùm tia ló phân kì Kết có mâu thuẫn với tính chất thấu kính khơng? Giải thích Lời giải: Khi tạo ảnh ảo, thấu kính hội tụ cho chùm tia ló phân kì Kết khơng mâu thuẫn với tính chất thấu kính Vì: - Theo tính chất thấu kính hội tụ, chùm tia tới thấu kính, chùm tia ló qua thấu kính hội tụ chùm tia tới - Do ảnh tạo vật thật qua thấu kính cho ảnh thật (nằm sau thấu kính) hay ảnh ảo ảnh ảo phải xa thấu kính vật Như vậy, tạo ảnh ảo, thấu kính hội tụ cho chùm tia ló phân kì, hội tụ chùm tia tới C5 trang 187 SGK Lí 11: Dùng cơng thức xác định vị trí ảnh chứng tỏ rằng, giữ thấu kính cố định dời vật theo trục ảnh vật ln di chuyển chiều Lời giải: Cơng thức xác định vị trí thấu kính: 1 = + f d d' Thấu kính có f = const Nếu giữ thấu kính cố định dời vật dọc theo trục xa thấu kính d tăng => d’ giảm, tức ảnh di chuyển lại gần thấu kính => ảnh vật di chuyển chiều Ngược lại, dời vật dọc theo trục lại gần thấu kính d giảm => d’ tăng, tức ảnh di chuyển xa thấu kính => ảnh vật di chuyển chiều Tóm lại, giữ vật giữ thấu kính cố định dời vật dọc theo trục ảnh vật ln di chuyển chiều Bài trang 189 SGK Lí 11: Thấu kính gì? Kể loại thấu kính Lời giải: - Thấu kính khối đồng chất suốt (thuỷ tinh, nhựa…) giới hạn hai mặt cong mặt cong mặt phẳng - Có hai loại là: + Thấu kính hội tụ + Thấu kĩnh phân kì Bài trang 189 SGK Lí 11: Nêu tính chất quang học quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật Minh họa đường truyền tia sáng cho trường hợp Lời giải: Tính chất quang học quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật: - Mọi tia sáng tới qua quang tâm O truyền thẳng qua thấu kính Hình vẽ: - Mọi tia sáng tới song song với trục chùm tia ló qua tiêu điểm ảnh F’ (đối với thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài chùm tia ló qua tiêu điểm ảnh F’ (đối với thấu kính phân kì) Hình vẽ: - Mọi tia sáng tới qua tiêu điểm vật F (đối với thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài qua tiêu điểm vật F (đối với thấu kính phân kì) tia ló song song với trục Hình vẽ: Bài trang 189 SGK Lí 11: Tiêu cự, độ tụ thấu kính gì? Đơn vị tiêu cự độ tụ? Lời giải: – Tiêu cự f thấu kính đại lượng xác định khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm F thấu kính Qui ước: f = OF + Thấu kính hội tụ: f > 0; + Thấu kính phân kì: f < – Độ tụ D thấu kính đại lượng đặc trưng cho khả hội tụ chùm tia sáng mạnh Độ tụ tính nghịch đảo tiêu cự f D= f Thấu kính hội tụ: D > 0; Thấu kính phân kì: D < – Đơn vị hệ SI: f tính mét (m); D tính ốp (dp) Bài trang 189 SGK Lí 11: Chọn phát biểu với vật thật đặt trước thấu kính: A Thấu kính hội tụ ln tạo thành chùm tia ló hội tụ B Thấu kính phân kì ln tạo thành chùm tia ló phân kì C Ảnh vật tạo thấu kính khơng thể vật D Cả ba phát biểu A , B, C sai Lời giải: - A sai thấu kính hội tụ cho ảnh ảo chùm tia ló phân kỳ - B Thấu kính phân kỳ ln tạo chùm tia ló phân kỳ - C sai thấu kính cho ảnh bằng, nhỏ lớn vật Chọn đáp án B Bài trang 189 SGK Lí 11: Một vật sáng đặt trước thấu kính, trục Ảnh vật tạo thấu kính ba lần vật Dời vật lại gần thấu kính đoạn Ảnh vật vị trí ba lần vật kết luận loại thấu kính? A Thấu kính thấu kính hội tụ B Thấu kính thấu kính phân kì C Hai loại thấu kính phù hợp D Khơng thể kết luận giả thiết hai ảnh vơ lí Lời giải: Ta có, thấu kính phân kì ln tạo ảnh ảo nhỏ vật Do vậy, để tạo ảnh lớn vật theo đề thấu kinh thấu kính hội tụ Chọn đáp án A Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Tiếp theo tập Cho biết đoạn dời vật 12 cm Tiêu cự thấu kính bao nhiêu? A -8 cm B 18 cm C -20 cm D Một giá trị khác A, B, C Lời giải: Ta có vật AB ảnh A1B1 thật ngược chiều, nên k1 < 0; AB => A1B1 Với k1 = -3 ta có: − d '1 f f = = −3 = 3d1 = 4f (1) d1 f − d1 d1 − f Tương ứng với vị trí sau vật AB thật ảnh A2B2 ảo chiều nên k2 > Vật di chuyển lại gần nên d2 = d1 – 12 Với k2 = ta có: − d '2 f f = = 3d1 = 36 + 2f (2) d2 f − d2 f − d1 + 12 Từ (1) (2) ta có: 4f = 36 + 2f => f = 18cm Chọn đáp án B Bài trang 189 SGK Lí 11: Xét thấu kính hội tụ Lấy trục tiêu điểm I I’ cho OI = 2OF, OI’= 2OF’ (hình 29.17) Vẽ ảnh vật AB nhận xét đặc điểm ảnh trường hợp sau: – Vật thật đoạn OI – Vật thật I – Vật thật đoạn FI – Vật thật đoạn OF Lời giải: • Vật thật ngồi đoạn OI: hình 29.17a Ảnh thật, ngược chiều, nhỏ vật nằm khoảng OI’ • Vật thật I: hình 29.17b Ảnh thật, ngược chiều, vật nằm I’ • Vật thật đoạn FI: hình 29.17c Ảnh thật, ngược chiều, lớn vật nằm khoảng OI’ • Vật thật đoạn OF: hình 29.17d Ảnh ảo, chiều, lớn vật nằm khoảng OF Bài trang 189 SGK Lí 11: Người ta dùng thấu kính hội tụ 1dp để thu ảnh mặt trăng a) Vẽ ảnh b) Tính đường kính ảnh Cho góc trơng Mặt Trăng 33′ Lấy 1′ ≈ 3.10-4rad Lời giải: a) Vẽ ảnh: b) Đổi góc trơng = 33' = 33.3.10−4 rad = 9,9.10−3 rad Tiêu cự thấu kính là: f = Mà tan = 1 = = 1(m) = 100(cm) D A'B' f Đường kính ảnh A'B' = f.tan = f. = 100.9,9.10−3 = 0,99cm (vì α nhỏ nên tanα ≈ α) Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Vật sáng AB đặt song song với cách khoảng cố định a Một thấu kính hội tụ có trục qua điểm A vng góc với di chuyển vật a) Người ta nhận thấy có vị trí thấu kính tạo ảnh rõ nét vật màn, ảnh lớn vật Hãy chứng tỏ rằng, cịn vị trí thứ hai thấu kính khoảng cách vật cho ảnh rõ nét vật b) Đặt khoảng cách hai vị trí thấu kính Hãy lập cơng thức tiêu cự thấu kính f theo a Suy phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ Lời giải: a) Sơ đồ tạo ảnh: Ta có: 1 = + f d1 d1 ' Theo giả thiết: vật thật ảnh ⇒ ảnh thật lớn vật suy ra: a = d1 + d’1 d’1 > d1 > f > (2) Từ (1) (2) ta có: d1.d’1 = f.(d1 + d’1) = f.a (3) Theo định lý Vi-et đảo d1 d’1 nghiệm phương trình: X2 – a.X + f.a = (4) Điều kiện để có hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét (E) phương trình (4) phải có hai nghiệm X1 X2 Do ta phải có: Δ = a2 – 4fa ≥ f a Theo bất đẳng thức Cô-si: d d ' d d ' 1 ( d + d ') a f = 1 = 1 = ( d1.d1 ' ) 1 = d1 + d1 ' a a a 4 Vậy điều kiện Δ = a2 – 4fa ≥ a Trường hợp Δ = d1 = d1' = , vị trí thấu kính trùng => ln tồn hai vị trí thấu kính khoảng Vật - Màn cho ảnh rõ nét (ĐPCM) = d − d1 = b) Theo đề: Ta có: a + − (a − ) = a2 − = = a − 4f.a f = 4a 2 - Vậy muốn tìm tiêu cự thấu kính ta dùng thí nghiệm để tìm hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ Sau đó: – Đo khoảng cách vật – a – Đo khoảng cách hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét – Áp dụng công thức: f = a2 − 4a Bài 10 trang 190 SGK Lí 11: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm Vật sáng AB đặt trước thấu kính có ảnh A’B’ Tìm vị trí vật, cho biết khoảng cách vật-ảnh là: a) 125cm b) 45cm Lời giải: Sơ đồ tạo ảnh AB d → A’B’ d’ Cơng thức thấu kính: 1 20.d (1) + = d' = d d' f d − 20 Gọi khoảng cách từ vật tới ảnh L => |d’ + d| = L Vật thật => d > a) L = 125cm - Trường hợp 1: A’B’ ảnh thật => d’ > => L = d’ + d = 125cm (2) Từ (1) (2) ta có: 20d + d − 125 = = d − 125d + 2500 = d − 20 Giải phương trình lấy nghiệm d1 > ta được: d1 = 25cm d1 = 100cm - Trường hợp d’ + d = – 125cm (trường hợp ảnh A’B’ ảnh ảo) (3) Từ (1) (3) ta có: 20d + d + 125 = = d + 125d − 2500 = d − 20 Giải phương trình lấy nghiệm d1 > ta được: d1 = 17,54cm b) L = 45cm - Trường hợp d’ + d = - 45cm (2) Từ (1) (2) ta có: 20d + d + 45 = = d + 45d − 900 = d − 20 Giải phương trình lấy nghiệm d > ta được: d = 15 cm - Trường hợp d’ + d = 45cm (3) Từ (1) (3) ta có: 20d + d − 45 = = d − 45d + 900 = d − 20 Giải phương trình vơ nghiệm Đáp án: a) 17,54cm; 25cm; 100cm; b) 15cm Bài 11 trang 190 SGK Lí 11: Một thấu kính phân kì có độ tụ -5dp a) Tính tiêu cự thấu kính b) Nếu vật đặt cách kính 30cm ảnh đâu có số phóng đại bao nhiêu? Lời giải: a) Tính tiêu cự thấu kính: f= = −0,2m = −20cm D b) d = 30cm: 1 + = d d' f d' = d.f 30.(−20) = = −12cm d−f 30 + 20 => Ảnh ảo trước thấu kính cách thấu kính 12cm Số phóng đại ảnh: k= A1B1 d ' −12 = =− = 0,4 30 AB d Đáp án: a) f = -20cm; b) d’ = -12cm; k = 0,4 Bài 12 trang 190 SGK Lí 11: Trong hình 29.8, xy trục thấu kính (L), A vật điểm thật, A’ ảnh A tạo thấu kính, O quang tâm thấu kính Với trường hợp xác định a) A’ ảnh thật hay ảnh ảo b) Loại thấu kính c) Các tiêu điểm (bằng phép vẽ) Lời giải: ∗Trường hợp - hình 29.18a: – A vật thật; A’ A nằm bên trục xy thấu kính ⇒ A’ ảnh ảo A’ nằm xa trục thấu kính A ⇒ Thấu kính hội tụ – Vẽ: hình 29.18a + Nối AA’ cắt xy O O quang tâm thấu kính + Dựng thấu kính O vng góc với trục xy + Từ A vẽ tia AI // xy cắt thấu kính I Nối IA’ kéo dài cắt xy F F’ tiêu điểm ảnh thấu kính Tiêu điểm vật F lấy đối xứng với F’ qua quang tâm O ∗ Trường hợp - hình 29.18b: – A vật thật: A’ A nằm bên trục xy thấu kính ⇒ A’ ảnh ảo A’ nằm gần trục thấu kính A ⇒ thấu kính phân kì – Vẽ hình: + Nối AA’ cắt xy O O quang tâm thấu kính + Dựng thấu kính O vng góc với trục xy + Từ A vẽ tia AI // xy cắt thấu kính I Nối IA’ kéo dài cắt xy F’ Khi F’ tiêu điểm ảnh thấu kính Tiêu điểm vật F lấy đối xứng với F’ qua quang tâm O ... lớn vật Chọn đáp án B Bài trang 189 SGK Lí 11: Một vật sáng đặt trước thấu kính, trục Ảnh vật tạo thấu kính ba lần vật Dời vật lại gần thấu kính đoạn Ảnh vật vị trí ba lần vật kết luận loại thấu... kính => ảnh vật di chuyển chiều Tóm lại, giữ vật giữ thấu kính cố định dời vật dọc theo trục ảnh vật di chuyển chiều Bài trang 189 SGK Lí 11: Thấu kính gì? Kể loại thấu kính Lời giải: - Thấu... thiết hai ảnh vơ lí Lời giải: Ta có, thấu kính phân kì tạo ảnh ảo nhỏ vật Do vậy, để tạo ảnh lớn vật theo đề thấu kinh thấu kính hội tụ Chọn đáp án A Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11) : Tiếp theo tập