giáo án BDHSG môn vật lý phần thấu kính

A ' 1A Bài 1: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, sao cho điểm B nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng BO = a.. Giữ vật c

A

' 1A

Bài 1: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, sao cho

điểm B nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng BO = a Nhận thấyrằng nếu dịch vật đi một khoảng b = 5cm lại gần hoặc ra xa thấu kính thì đều được ảnh có độ caobằng ba lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật Không dùng côngthức thấu kính, hãy xác định khoảng cách a và vị trí tiêu điểm của thấu kính

HD

kính hội tụ, sao cho điểm B nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng BO = a Nhận thấy rằng nếu dịch vật đi một khoảng b = 5 cm lại gần hoặc ra xa thấu kính thì đều được ảnh có độ cao bằng ba lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật Không dùng công thức thấu kính, hãy xác định khoảng cách a và vị trí tiêu điểm của thấu kính.

Kí hiệu vị trí của vật khi lại gần thấu kính là 1 1

B A

và khi ra xa thấu kính là 2 2

B A Vẽ đường đicác tia sáng để tạo ảnh của vật ứng với các vị trí đặt vật nói trên Ta được các ảnh

Xét hai tam giác đồng dạng 1 1

, ta có:

' 2

OB =4f

và

' 1

OB =2f

Thay các giá trị này vào (1) và (2) ta được:

1

2fOB

Điểm B nằm cách đều B1 và B2 một khoảng là 5cm Thay f = 15cm vào

1

2fOB

3

=

ta được OB1 =10cm

Vậy vị trí ban đầu OB = a = 10 + 5 = 15cm Điểm B trùng với tiêu điểm trước của thấu kính

Bài 2: Cho hai điểm M và N ở ngay trên trục chính của một thấu kính hội tụ, một vật phẳng

nhỏ có chiều cao h = 1 cm vuông góc với trục chính Nếu đặt vật ở M thì thấu kính cho ảnh thậtcao h1 = 4/3 cm; nếu đặt vật ở N thì thấu kính cho ảnh thật cao h2 = 4 cm

a M hay N ở gần thấu kính hơn? Giải thích?

b Nếu đặt vật ở tại I là trung điểm của MN thì thấu kính sẽ cho ảnh cao bao nhiêu?

f

1 1 1

1

2 3

h

x D

- Từ A vẽ tia tới AD song song với trục chính, tia ló là DF’ Các ảnh A’, B’, C’ đều nằm trên DF’ kéo dài

- Từ A vẽ tia AFA1 qua tiêu điểm vật của TK, tia ló tương ứng là A1x // với trục chính Tia ló cắt DF’ kéo dài tại A’ Hạ A’M’ vuông góc với trục chính, A’M’ là ảnh của AM qua TK

- Theo hình vẽ: OA1 = M’A’ = h1 ;

OB1 = N’B’ = h2 ; OC1 = I’C’ = h3

- Ta có:

1OAMA

=

hh =

=

hh =

- Theo bài ra, h2> h1 nên từ (2) và (4) ta có: MF > NF, nghĩa là N ở gần TK hơn M

b Ảnh của vật IC là I’C’ có độ cao là I’C’ = h3

I O

- Ta có :

1OCIC

=

IF OF ⇒ 3

hh =

IF f

(5) ⇒ 3

hf

IF = h (6)

của S tạo bởi thấu kính S, S’ cách trục chính

Bài 4 Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính,

điểm A nằm trên trục chính, cho ảnh thật 1 1

A B = 3AB

1 Vẽ hình và tính khoảng cách từ vật tới thấu kính

2 Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính đến vị trí thứ 2 sao cho thu được ảnh thật

2 2

1

A B = AB

2

a) Hỏi phải dịch chuyển thấu kính theo chiều nào một đoạn bằng bao nhiêu?

b) Khi dịch chuyển thấu kính từ vị trí thứ 1 đến vị trí thứ 2 thì ảnh đã di chuyển được quãngđường bằng bao nhiêu trong quá trình trên?

HD

1)

Vẽ hình đúng (H.1)

b) Cho hai thấu kính L1, L2 có trục chính trùng nhau, cách nhau 40 cm Vật AB được đặt

vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, trước L1 (theo thứ tự 1 2

AB→ →L L

) Khi ABdịch chuyển dọc theo trục chính sao cho AB luôn vuông góc với trục chính thì ảnh A’B’ của nó

Đặt AA’ = L, suy ra

' '

'

.OFOF

Bài 6:(Học sinh được sử dụng công thức thấu kính)

1 Theo thứ tự có 3 điểm A, B, C nằm trên quang trục chính xy của một thấu kính, cho AB =24cm, AC = 30cm Biết rằng, nếu đặt điểm sáng tại A thì ta thu được ảnh thật của nó tạo bởi thấukính ở C; nếu đặt điểm sáng tại B thì ta thu được ảnh ảo của nó tạo bởi thấu kính cũng ở C Hãyxác định loại thấu kính và nó đặt ở khoảng nào (có giải thích); tính khoảng cách từ thấu kính đếnđiểm A và điểm B

2 Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấukính 12cm Dịch chuyển thấu kính theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính với vậntốc 5cm/s Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng giữ cốđịnh?

HD

1) Để thu ảnh thật ở C, thấu kính là thấu kính hội tụ

và hai điểm A và C nàm ở hai bên thấu kính

Đặt điểm sáng ở B thu được ảnh ảo ở C, chứng tỏ hai điểm B và C nằm một bên thấu kính và điểm B phải gần thấu kính hơn

Vậy thấu kính phải đặt trong khoảng AB

S1 O1

O

F’ H

I K

Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển được một quãng đường OO1, nên ảnh của nguồn sáng

dịch chuyển quãng đường S1S2

Vận tốc của thấu kính là v, vận tốc của ảnh là v1 thì:

Bài 7 a) Cho AB là trục chính của thấu kính, S là điểm sáng,

S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính (hình 5) Hỏi thấu kính loại gì?

Trình bày cách xác định quang tâm và các tiêu điểm chính của

thấu kính

b) Hai điểm sáng S1và S2 nằm trên trục chính và ở hai bên thấu kính, cách thấu kính lần lượt là 6

cm và 12 cm Khi đó ảnh của S1 và S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau Vẽ hình, giải thích sự tạoảnh và từ hình vẽ, hãy tính tiêu cự của thấu kính

- Từ S kẻ tia SI//AB cắt thấu kính tại I.

Kẻ S’I cắt AB tại F’, lấy F đối xứng với F’

qua O F và F’ là hai tiêu điểm của thấu kính

b)

- Hai ảnh của S1 và S2 tạo bởi thấu kính phải có một ảnh thật và một ảnh ảo trùng nhau tại S

Vì S1O < S2O suy ra S1nằm trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo S2 nằm

ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật Hai ảnh trùng nhau tại S (hình vẽ)

*Tìm tiêu cự: Sử dụng tính chất đồng dạng của tam giác, ta có:

Bài 8: Hai vật phẳng nhỏ A1B1 và A2B2 giống nhau và đặt cách nhau 45

Hai ảnh của hai vật ở cùng một vị trí Ảnh của A1B1 là ảnh thật, ảnh của

A2B2 là ảnh ảo và dài gấp hai lần ảnh của A1B1 Hãy:

a) Vẽ ảnh của A1B1 và A2B2 trên cùng một hình vẽ

b) Xác định khoảng cách từ A1B1 đến quang tâm của thấu kính

S H

1

1 1

' '

OA B

A

B A

2

2 2

' '

OA B

A

B A

cm

OA1 = 30 , 2 = 15

⇒

Bài 9

Cho xy là trục chính của một thấu kính, S là nguồn

F và F’ là hai tiêu điểm của thấu kính, với FH < F’H Tại thời

điểm ban đầu, cho biết SH = 5cm, HF = 10cm, KF’ = 40cm

1 Xác định tiêu cự của thấu kính.

2 Hệ đang ở vị trí như thời điểm ban đầu Giữ thấu kính cố định, dịch chuyển nguồn sáng S theo

phương song song với xy, chiều ra xa thấu kính với tốc độ bằng 15cm/s thì tốc độ trung bình củaảnh tạo bởi thấu kính trong 1s đầu tiên bằng bao nhiêu?

- Do

OI / /KS'

F’

' 1S

H H’

I I

- Vậy tiêu cự thấu kính là 20 cm

*Trường hợp cố định S, tịnh tiến thấu kính:

- Gọi: O’ là vị trí quang tâm của thấu kính sau khi dịch chuyển 1s

*Trường hợp thấu kính cố định, dịch chuyển nguồn sáng S:

- Do đường SI không đổi nên IF’ không đổi Do đó khi dịch chuyển S theo phương song song vớitrục chính đến vị trí S1 thì ảnh tương ứng dịch chuyển từ vị trí S’ đến vị trí S1’ theo phương IF’ như hình vẽ trên

+ H’ và K’ tương ứng là chân đường

đường vuông góc hạ từ S1 và S1’ xuống

trục chính thấu kính

10

Bài 10: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính O ta thu được ảnh A’B’

ngược chiều, cao gấp 4 lần vật Đưa vật về gần thấu kính thêm 4cm hoặc 6cm ta quan sát được hai ảnh có độ cao bằng nhau

1 Tìm tiêu cự của thấu kính và vị trí ban đầu của vật

2 Cố định AB ở vị trí ban đầu, di chuyển O trên trục chính của nó ra xa AB Nhận xét về chiềuchuyển động của A’B’ Nếu O di chuyển với tốc độ 3cm/s thì sau bao lâu kể từ lúc di chuyển O,ảnh A’B’ di chuyển cùng chiều với O ?

HD

1 Vẽ hình, lập công thức tìm số phóng đại ta thu được:

54

sau đó A’B’sẽ rời xa AB

Sau khoảng thời gian

40 25

53

thì A’B’ dịch chuyển cùng chiều với O

Bài 11: Hai vật sáng có dạng mũi tên A1B1 và A2B2 cao bằng nhau đặt song song, cùng chiều với nhau và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, điểm A1 và A2 ở trên trục chính cách nhau 45cm Thấu kính hội tụ được đặt trong khoảng giữa hai vật sao cho hai ảnh của hai vật ở cùng một vị trí trên trục chính Biết ảnh A’1B’1 của vật A1B1 là ảnh thật, ảnh A’2B’2 của vật A2B2 làảnh ảo và cao gấp hai lần ảnh A’1B’1

a) Hãy vẽ ảnh của vật A1B1 và A2B2 trên cùng một hình vẽ

b) Vận dụng kiến thức hình học,tính khoảng cách từ mỗi vật đến quang tâm và tiêu cự của thấukính

A2 A1

B1

B2

A’1

A’2 B’1

B’2 O

1 Thấu kính này là thấu kính gì? Tại sao? Vẽ hình.

2. Từ hình vẽ đó hãy tính khoảng cách từ S’ tới thấu kính

S S N S

I S

'

''

''

S

O S N S

I S

'

''

'

O S f O S f O S

O S O

S

O S O

S

+

=

⇔+

=

−

'

'.'

''

'

1 1

(1)

K S

−

='

'.2

(2)

Mà S1O + S2O=16cm (3)

Thay (1), (2) vào (3) tìm được S'O =12cm

Bài 13: Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách

thấu kính 12cm Thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1m/s theo phương vuông góc trục chính thấukính Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng được giữ cốđịnh

HD

Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm truc phụ OI song song với tia tới SK Vị trí

ban đầu của thấu kính là O

Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển một quãng đường OO , nên ảnh của nguồn sáng dịch1chuyển quãng đường S1S2

OI S S

O S SK

1

1//

(1)

H O S S

O S SK H

2

1 2

(2)Xét tứ giác OO1HI có OI//O1H và OO1//IH ⇒OO1HI nên là hình bình hành, suy ra

H O

OI = 1 (3)

SO S

S

OO S

S OO S

S

O S S S

O S

1 1

2 1

1 2

1 1 2

1 2 1

1

12

12//

SO

O S IK

I S SK

(*)8

8// 1 1 = 1 −

F S IK

I S OK F

I

(**)

88

812

1

1 = − = =

⇒ S O S O

cm O

S1 =12.2=24

⇒ (5)

Từ (4) và (5) 3

12412

122

Ký hiệu vận tốc của thấu kính là v , vận tốc của ảnh là v thì 1

s m v v t

v

t v S

S

OO

/333

1

1 1

Hãy nêu cách vẽ, khi một tia sáng phát ra từ S phản xạ 3 lần trên G1 - G2- G1 rồi đi qua A

b Cho 1 vật sáng AB được đặt vương góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (điểm A nằm

trên trục chính), cho ảnh thật A1B1cao 1,2cm Khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm của thấukính là 20cm Dịch chuyển vật đi một đoạn 15cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A2B2cao 2,4cm

+ Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước khi dịch chuyển

+ Tìm độ cao của vật

G1 A  G2

S HD

+ Vẽ S1 đối xứng với S qua G1

+ Vẽ S2 đối xứng với S1 qua G2

+ Vẽ S3 đối xứng với S2 qua G1

Nối S3 với A, cắt G1 tại I3 Nối I3với S2 cắt G2 tại I2 Nối I2 với S1, cắt G1 tại I1

Đường gấp khúc SI1I2I3a là tia sáng cần dựng

b Vẽ được hình (1điểm)

B2

3r r

+ Tương tự: Sau khi dịch chuyển đến vị trí mới

Xét 2 cặp tam giác đồng dạng: OAB OA2B2và FOI FA2B2

+ Giải hệ phưong trình (1) và (2) ta có: h = 0,6cm và d = 30cm

Bài 15: Một nguồn sáng điểm S đặt tại tiêu điểm của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 10cm

Trên một màn đặt sau thấu kính một khoảng l = 20cm, người ta thu được một vòng tròn sáng bán

kính 3r Hỏi phải dịch chuyển nguồn sáng S bao nhiêu và theo chiều nào để vòng tròn sáng trên màn có bán kính r ? (Cho phép sử dụng trực tiếp công thức thấu kính)

Gọi R là bán kính của thấu kính Khi nguồn sáng S đặt tại tiêu điểm của thấu kính thì chùm sáng

ló ra khỏi thấu kính là chùm song song và vòng tròn sáng trên màn có bán kính 3r = R

HD

Nếu đưa nguồn sáng ra xa thấu kính thì chùm sáng ló ra khỏi thấu kính là chùm sáng hội tụ, điểmhội tụ (chính là ảnh S’ của S qua thấu kính) sẽ tiến lại gần màn và bán kính vòng tròn sáng trên màn nhỏ dần

f d

f OF OA

OF OF

OF OA

1

2 , 1

OA OF

OF OF

OA OF OA

20 )

15 (

20

20 4

, 2

Có hai vị trí của S có thể tạo trên màn một vòng tròn sáng có bán kính r

Vậy để thu được vòng tròn sáng trên màn có bán kính r thì ta phải dịch chuyển nguồn sáng S ra

xa thấu kính thêm một đoạn: S1O – f = 15 - 10 = 5cm

Vậy để thu được vòng tròn sáng trên màn có bán kính r thì ta phải dịch chuyển nguồn sáng S ra

xa thấu kính thêm một đoạn: S2O – f = 30 - 10 = 20cm

Bài 16:Cho quang hệ gồm hai thấu kính O1 và O2 được đặt đồng trục chính Thấu kính O2 có tiêu

cự f2 = 9cm, vật sáng AB vuông góc với trục chính của quang hệ, trước thấu kính O1 và cách O1một khoảng d1 = 12 cm (A thuộc trục chính của quang hệ) Thấu kính O2 ở sau O1 Sau thấu kính

O2 đặt một màn ảnh E cố định vuông góc với trục chính của quang hệ, cách O1 một khoảng a =

60 cm Giữ vật AB, thấu kính O1 và màn ảnh E cố định, dịch thấu kính O2 dọc theo trục chínhcủa quang hệ trong khoảng giữa thấu kính O1 và màn người ta tìm được hai vị trí của thấu kính

O2 để ảnh của vật cho bởi quang hệ hiện rõ nét trên màn E Hai vị trí này cách nhau 24 cm

1 Tính tiêu cự của thấu kính O1

2 Tịnh tiến AB trước thấu kính O1, dọc theo trục chính của quang hệ Tìm khoảng

cách giữa hai thấu kính để ảnh của vật cho bới quang hệ có độ cao không phụ thuộc vào vị trícủa vật AB

HD

1, Gọi ảnh của AB tạo bởi O1 cách O2 một khoảng d2 khi đó :

9

92

2 2

249

24

24

2

2 2

2 2

2

2 2

+

=

−+

+

=

d

d d

d f

d

d f

249

9

2

2 2

−

=

d

= 36 (cm)+ Khi đó ảnh của AB cách thấu kính O1 là :

d1’ = a – d2 – d2’ = 60 – 12 – 36 = 12 (cm)

+ vậy tiêu cự của thấu kính O1 là :

61212

12.12' 1 1

' 1 1

+

=+

=

d d

a) Một vật sáng dạng đoạn thẳng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu

cự bằng 40 cm, A ở trên trục chính Dịch chuyển AB dọc theo trục chính sao cho AB luôn vuônggóc với trục chính Khi khoảng cách giữa AB và ảnh thật A’B’ của nó qua thấu kính là nhỏ nhấtthì vật cách thấu kính một khoảng bao nhiêu? Ảnh lúc đó cao gấp bao nhiêu lần vật?

b) Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 có trục chính trùng nhau, cách nhau 40 cm Vật AB được đặtvuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, trước L1 (theo thứ tự 1 2

AB→ →L L

) Khi ABdịch chuyển dọc theo trục chính (AB luôn vuông góc với trục chính) thì ảnh A’B’ của nó tạo bởi

hệ hai thấu kính có độ cao không đổi và gấp 3 lần độ cao của vật AB Tìm tiêu cự của hai thấukính

.OFOF

Cho thấu kính hội tụ như hình vẽ Trong đó ∆

là trục chính, O là quang tâm; F,F / là hai tiêu

điểm, A là điểm sáng Hãy vẽ đường đi tiếp tục

của các tia sáng AI,AO,AK qua thấu kính

20

Bài 18: Đặt vật sáng AB dạng mũi tên trước một thấu kính cho A’B’ =

45

AB, khi dịch chuyển

AB theo phương trục chính một khoảng 9cm thì cho ảnh A”B” =

54

AB Biết AB vuông góc vớitrục chính của thấu kính A nằm trên trục chính của thấu kính và tiêu cự f > 15cm

a) Thấu kính trên là thấu kính gì? Vì sao?

b) Hãy tìm tiêu cự của thấu kính

S F

F' S' I

S F S'

Bài 19: Cho một thấu kính hội tụ và một điểm sáng S như hình 4 Trong đó F và F' là hai tiêu

điểm của thấu kính

a) Vẽ ảnh S' của S qua thấu kính

a) Vẽ ảnh S' của S qua thấu kính: Dùng 2 tia nào đó, nên dùng tia qua quang tâm và

tia song song với trục chính

b) Khi S đến gần thấu kính theo phương song song với trục chính thì tia ló qua F'

không thay đổi, nên ảnh chỉ có thể nằm trên tia này

Nhưngkhi S càng gầnthấu kính thìtia qua quangtâm cắt tia quaF' càng ra xathấu kính Vì vậy, trong khi S đến gần thấu kính nhưng chưa tới vị trí ngang tiêu điểm thì

S' chuyển động ngày càng xa thấu kính và chuyển động theo tia IS' như hình vẽ

Cho đến khi S ngang với tiêu điểm thì hai tia trên không cắt nhau nên không tạo

ảnh (nói cách khác là ảnh ở xa vô cùng)

Khi S vào phía trong tiêu điểm thì đường kéo dài của hai tia trên cắt nhau trước

thấu kính Vậy khi đó cho ảnh ảo Mặt khác khi S càng gần thấu kính thì điểm cắt (tức là

ảnh ảo) cũng càng gần thấu kính và chuyển động trên đường kéo của tia IS'

Khi S sát với thấu kính thì S' cũng vừa tiến sát đến thấu kính

c) Tất cả các tia xuất phát từ S, qua thấu kính thì đều đến hội tụ tại S' Nếu che

khuất một nửa thấu kính thì chỉ có một nửa số tia đến được S'

Vì vậy vị trí S' vẫn giữ nguyên nhưng độ sáng của nó giảm đi một nửa

Bài 20: Để đo tiêu cự f của một thấu kính hội tụ, hai bạn Thái và Bình thực hiện theo các cách

sau:

- Cách của Thái: Cố định thấu kính trên giá Ban đầu đặt vật sáng mỏng AB và màn ảnh vuông

góc với trục chính và sát thấu kính Sau đó di chuyển đồng thời vật và màn ảnh ra xa dần thấukính sao cho khoảng cách từ vật và màn đến thấu kính luôn bằng nhau cho đến khi thu được ảnh

rõ nét của vật trên màn Đo khoảng cách L từ vật đến màn khi đó, từ đó xác định f theo L.

- Cách của Bình: Đặt vật sáng AB và màn ảnh cố định trên giá và vuông góc với trục chính Dịch thấu kính đến vị trí O1 sao cho thu được ảnh rõ nét của vật trên màn rồi đo độ cao h1 của ảnh

Tiếp đó dịch thấu kính đến vị trí O2 để lại có ảnh rõ nét trên màn và đo tiếp chiều cao h2 của ảnh

Đo khoảng cách a = O1O2, từ đó tính được tiêu cự f.

1 Với cách của Thái, hãy lập biểu thức tính tiêu cự f của thấu kính theo L và nhận xét chiều

cao của ảnh và vật khi đó

2 Với cách của Bình:

a Để có thể thực hiện được phép đo tiêu cự theo cách này thì điều kiện về khoảng cách D

giữa vật AB và màn ảnh phải thỏa mãn điều kiện gì?

b Kết quả đo của Bình cho h1 = 1cm, h2 = 4cm Hãy tính chiều cao h của vật AB.

3 Thực tế cả hai bạn đều chỉ có một chiếc thước có giới hạn đo không vượt quá 20cm và được chia độ tới milimet, biết thấu kính có tiêu cự cỡ từ 10cm đến 15cm; vật sáng cao 2cm Em

hãy giúp các bạn đo tiêu cự của thấu kính này với chiếc thước đó một cách phù hợp?

+ Khi di chuyển đồng thời vật và màn sao cho AO = A ’ O cho đến khi có ảnh rõ nét thì ta có: L =AA’ =

AO + A’O = 2.AO Thay vào (*) ta được:

Vậy với cách làm của Thái có thể xác định được tiêu cự f của thấu kính.

Điều kiện về khoảng cách vật – màn theo cách của Bình

Ta thấy tiêu cự của thấu kính 10cm < f < 15cm nên:

+ Cách của Thái không sử dụng được do khoảng L phải ≥ 40cm vượt quá giới hạn đo của thước

+ Cách của Bình có thể sử dụng được nếu ban đầu đặt vật cách màn khoảng D ≥ 4f Sau đó thay đổi vịtrí thấu kính để xác định 2 vị trí cho ảnh rõ nét trên màn với khoảng cách giữa 2 vị trí đó thỏa mãn a ≤20cm Từ đó tính tiêu cự của thấu kính

Tuy nhiên do không biết giá trị của tiêu cự nên để chắc chắn đo được ta không nên đặt cố định ngay vịtrí màn và vật mà tiến hành như sau:

- Ban đầu thực hiện theo cách của Thái để tìm khoảng cách L rồi dịch màn và vật ra xa nhau thêm mộtkhoảng nhỏ (khoảng 5cm chẳng hạn) đảm bảo khoảng cách từ ảnh và vật tới thấu kính hơn kém nhau

không quá 20cm Sau đó cố định lại vị trí màn và vật.

- Di chuyển thấu kính trong khoảng này để xác định các vị trí TK cho ảnh rõ nét trên màn Đo khoảngcách a giữa các vị trí này và chiều cao ảnh h1, h2 ứng với mỗi vị trí

Từ kết quả đo, sử dụng công thức theo cách của Bình để tính f

h h

=

−

Bài 21: Vật sáng là đoạn thẳng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ

có f=20 cm (điểm A nằm trên trục chính) cho ảnh thật A1B1 cao 1,2cm Dịch chuyển vật đi một

đoạn 15cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4cm

a/ Xác định khoảng cách từ vật thật đến thấu kính trước khi dịch chuyển

1

OA OA

'1

1

OA OA

'1

= d f

f

−

(4)

Từ (3) và (4) => h

4,2 = OA

a/ Biết AB= 12cm Xác định khoảng cách d1 và chiều cao của ảnh

b/ +Dịch chuyển AB trên trục chính của thấu kính, sao cho tạo một ảnh ảo nằm cùng phía và cùng vị trí với ảnh thật nói trên (A1

Ta có -AB=h; A1B1=h’

1; -OA=d1; OA1=d’

1; OF=f

1 , , ,

1 1 , 1

1 , 1 1 ' 1

d

d fd

1= d’

2=35

Xét các tam giác đồng dạng Suy ra:

' 2

2 ' 2 2

d fd

=+

a/ A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Tại sao?

b/ Xác định quang tâm O, tiêu điểm F,F’của thấu

kính đó

c/ Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính , f là

tiêu cự của thấu kính Giả sử chiều cao h’ của ảnh

lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật sáng Hãy thiết

lập công thức nêu lên mối liên hệ giữa d và f trong

trường hợp này

Hướng dẫn:

a/ Ảnh A'B' là ảnh ảo Vì A'B' cùng chiều và lớn hơn

vật

b/ Xác định quang tâm O, tiêu điểm F ,F' của thấu kính:

+ Vẽ B'B cắt trục chính (∆ ) tại O thì O là quang tâm

+ Vẽ thấu kính hội tụ vuông góc với trục chính và đi qua O

+ Vẽ tia tới BI song song với trục chính Nối B' I và kéo dài, cắt trục chính tại điểm F' Tiêu điểm F đối xứng với F' qua quang tâm O

c/ Thiết lập công thức liên hệ giữa d và f

trong trường hợp chiều cao h' của ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật sáng

Theo hình vẽ ta có:

OA AB

OA OA

OA f