Bài tập thấu kính

Đối với môn Vật lý chưa có ebook thống nhất như đối với môn Toán và môn Hóa học trong 1 quyển sổ tay mà được tách ra theo từng năm.

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : 1 BÀI TẬP THẤU KÍNH I. Mục tiêu : - Vận dụng và khắc sâu các kiến thức đã học ở bài 5 trong quá trình giải bài tập. - Nắm được cách vẽ và hình thành kó năng dựng ảnh qua thấu kính. - Hình thành kó năng xây dựng sơ đồ tạo ảnh qua dụng cụ quang học cũng như quang hệ. Hiểu được các ứng dụng của các dụng cụ quang học trong thực tiễn đời sống xã hội II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề III. Thiết bò , đồ dùng dạy học : IV. Tiến Trình Giảng dạy Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển 1. Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) 1. Trả lời câu hỏi SGk 2. Làm bài tập 1,2,3,4,5 SGK Kiểm tra và đánh giá 2. Nghiên cứu bài mới Bài 1. D = 5 điốp ⇒ cm20m2,0 5 1 D 1 f ==== a. AB = 2 cm , d = 30 cm >0 GV hướng dẩn : AB là vật thật ⇒ d >0 So sánh d và f ⇒ đoán trước vò trí ảnh Hướng dẫn học sinh chia tỉ lệ trên hình vẽ cho chính xác Xác đònh vò trí của tiêu điểm chính xáùc trên hình Xác đònh vò trí của vật chính xác trên hình GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -1 /9 o o o F’ F O A A’ B B’ TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Ta có : cm42.2AB2'B'A 2 30 60 d 'd AB 'B'A 0cm60 10 600 2030 20.30 fd f.d 'd f.d fd d 1 f 1 'd 1 f 1 'd 1 d 1 −=−=−=⇒ −=−=−== 〉== − = − = − =−=⇒=+ k: có Ta A’B’ là ảnh thật ,cách thấu kính 60 cm ngược chiều với vật và có chiều cao là 4 cm b. AB = 2 cm , d = 10 cm > 0 cm42.2AB2'B'A 02 10 20 d 'd AB 'B'A 0cm20 10 200 2010 20.10 fd f.d 'd f.d fd d 1 f 1 'd 1 f 1 'd 1 d 1 ===⇒ 〉= − −=−== 〈−= − = − = − = − =−=⇒=+ k: có Ta A’B’ là ảnh ảo ,cách thấu kính 20 cm cùng chiều với vật và có chiều cao là 4 cm Vẽû các tia đặt biệt Dùng công thứ ính lại kết quả và so sánh với kết quả trên hình vẽ GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -2 /9 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Bài 2. : a. Vì chùm tia tới hội tụ sau thấu kính ( vật ảo ) và chùm tia ló song song với trục chính nên ⇒thấu kính phân kì . b. Điểm hội tụ của chùm tia tới là một điểm ảo cách L 25 cm ⇒ f = 25 cm ⇒ D = f/2 = 12,5 cm c. AB = 2 cm , d = 40 cm > 0 ( ) ( ) cm,.AB'B'A .d 'd AB 'B'A cm, . fd f.d 'd f.d fd df'df'dd 770 13 10 2 13 5 13 5 0 13 5 4013 200 k: có Ta 03815 13 200 65 1000 2540 2540 111111 ≈===⇒ 〉= − −=−== 〈−≈−= − = −− − = − = − =−=⇒=+ A’B’ là ảnh ảo ,cách thấu kính 15,38 cm cùng chiều với vật và có chiều cao là 0,77 cm GV hướng dẫn : Giải thích từ chùm tia tới hội tụ sau thấu kính ( vật ảo ) và chùm tia ló song song với trục chính Bài 3. Sơ đồ tạo ảnh 22 d' 2d11 d' 1d BA)(LBA)(LAB 2 2 1 1  →→ → → với f 1 = 20cm, f 2 = 25cm, d 1 = 30 cm, a+ 10cm (khoảng cách giữa L 1 và L 2 ). Ta có 60cm 1 f 1 d 1 f 1 d ' 1 d = − = Trả lới GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -3 /9 o o F’ F O A A’ B B’ o o o F F’ O A A’ B B’ F’ 2 a O 1 A A 1 B 1 F’ 1 F 1 F 2 A 2 (L 2 ) (L 1 ) B 2 O 2 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Độ phóng đại của A 1 B 1 : cm 4 AB k 1 B 1 A rasuy 2, 1 d ' 1 d 1 k ==−== . Khoảng cách từ A 1 B 1 tới L 2 : d 2 = a – d’ 1 = -50 cm. ⇒ A 1 B 1 là vật ảo đối với L 2 . nh cuối cùng A 2 B 2 cách L 2 là : cm 3 50 2 f 2 d 2 f 2 d ' 2 d = − = . Độ phóng đại k 2 = 3 1 2 d ' 2 d - = Suy ra A 2 B 2 = cm. 3 4 1 B 1 Ak = b) Khi hai thấu kính ghép sát nhau : a = 0 công thức đối với thấu kính L 1 : 1 f 1 ' 1 d 1 1 d 1 =+ Đối với thấu kính L 2 : 2 1 2 1 2 1 f ' d d =+ Trong đó d 2 = a – d’ 1 = -d’ 1 (vì a = 0). Cộng hai phương trình (1) và (2), ta được : 2 1 1 1 2 1 1 1 ff ' d d +=+ Vậy hai thấu kính ghép sát nhau tương đương một thấu kính có tiêu cự f sao cho : 2 f 1 f 2 f 1 f f hay 2 f 1 1 f 1 f 1 + =+= hay về độ tụ ta có : D = D 1 + D 2 p dụng vào bài tập này ta có cm 9 100 45 500 2520 20.25 21 21 f == + = + = ff f.f Với d = d 1 = 30cm, ta có : cm 17,6 17 300 9 370 9 3000 9 100 30 9 100 30. f - d df d' ==             =       −       == CHÚ Ý CÔNG THỨC : a = d’ 1 + d 2 là công thức đại số áp dụng cho tất cả các trường hợp GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -4 /9 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Độ phóng đại k = 0 17 10 30 17 300 d d' -  −=−= Độ lớn của ảnh A’B’ = 7 20 ABk = cm. ⇒ A’B’ là ảnh thật ,cách thấu kính 17,6 cm ngược chiều với vật và có chiều cao là cm 7 20 Bài 4. Sơ đồ tạo ảnh 22 d' 2d1 d' 1d S)(LS)(LS 2 2 1 1  → → → → cm,m, D cmm, D f 5050 2 11 fvà 5050 2 11 : Với 2 2 1 1 =−= − ====== d 1 = 70 cm, a= 20 cm (khoảng cách giữa L 1 và L 2 ). Ta có 075cm1 20 3500 5070 5070 1 f 1 d 1 f 1 d ' 1 d  == − = − = . Khoảng cách từ S 1 tới L 2 :d 2 = a – d’ 1 = 20 -175 = - 155 cm. < 0 ⇒ S 1 là vật ảo đối với L 2 . nh cuối cùng S 2 cách L 2 là : ( ) ( ) cm873 105- 7750 50--155- 50-155.- 2 f 2 d 2 f 2 d ' 2 d , −=== − = < 0 ⇒ nh cuối cùng là ảnh ảo cách L 1 một khoảng 73,8 cm . 50 100030 50 50 20' )( 50 .50 1 1 1 1 1 1 1 11 11 − + −= − −=−= − = − = d d d d da cm d d fd fd 2 1 d d' : oó Ta nh cho bởi hệ cách L 2 là Chú ý : d 2 < 0 ( vì S 1 là vật ảo đối với L 2 ) GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -5 /9 S 2 F’ 2 a O 1 S S 1 F’ 1 F 1 F 2 (L 2 ) (L 1 ) O 2 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 ( ) ( ) ( ) ( ) 350020 10003050 250050100030 10003050 50 50 100030 50 50 100030 1 1 11 1 1 1 1 1 22 22 − + = −+−− + = −−         − + − −         − + − = − = d d dd d d d d d fd fd 2 2 d' d' Coi đây như hàm số phụ thuộc vào d 1 Lập bảng xét dấu : D 1 175 cm Tử số - - Mẫu số + - d’ 2 - + Ta thấy khi d’ 1 > 175 cm thì d’ 2 >0 nghóa là ảnh cho bởi hệ là ảnh thật • Bài tập áp dụng 1. Một thấu kính L có tiêu cự f =20cm. Đặt vật AB = 1cm vuông góc với trục chính và cách thấu kính một đoạn d. Hãy nói rõ vò trí, tính chất và độ lớn của ảnh khi d = 30 cm và d = 10 cm. 2. Đặt thêm một thấu kính L’ có tiếu cự f’ = 25 cm và cùng trục, cách L khoảng a = 15 cm. Vật AB đặt trứơc hệ hai thấu kính, cách L một khoảng d = 30 cm. Xác đònh vò trí, tính chất và độ lớn của ảnh cho bởi hệ. Vẽ chùm tia sáng từ vật tới ảnh cuối cùng Giải 1. Vò trí tính chất và độ lớn ảnh: Vò trí ảnh : GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -6 /9 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 vật. với chiều cùng và cm 2 cao Ảnh : (cm) B'A' ảo. ảnh :0d' (cm) 20-10 1020 d' :(cm) 10d Với vật. với chiều ngược và cm 2 cao ảnh ; (cm) -2B'A' thật ảnh :0d' (cm) 20-30 3020 d' :(cm) 30 d Với B'A' : ảnh lớn Độ 2 2010 20 20 2030 20 60 1 20 20' 20 20. ' = − −= <−= × = = = − −= >= × = = × − −=×−= − = − = d AB d d d d fd fd d 2 . Vò trí – tính chất và độ lớn ảnh qua hệ (L, L’) : Sơ đồ tạo ảnh qua hệ hai thấu kính : (cm) 8 5 AB 8 5 B'A' 1655 16 275 . 30 60 2 d 2 d' 1 d 1 d' AB B'A' k 17,19(cm) 16 275 80- 1375- 2555 2555 f' 2 d f' 2 d A'O' 2 d' (cm) 556015 1 d'a 1 AO' (cm) 60 2030 2030 f 1 d f 1 d 1 OA 1 d' (cm) 30OA 1 d B'A' 2 d' L' 2 d 1 B 1 A 1 d' L 1 d AB −=−=⇒ −=−= − ===+ ≈== −− ×− = − ==+ −=−=−==+ = − × = − ==+ ==+ →→→→ 0 8 55 2. 2  d Nhận xét công thức thấu kính : f 1 ' 1 d 1 1 d 1 =+ GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -7 /9 F’ 2 a O 1 A A 1 B 1 F’ 1 F 1 F 2 A 2 (L 2 ) (L 1 ) B 2 O 2 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Công thức này có tính đối xứng với d 1 và d’ 1 , nghóa là nếu ta đổi vò trí của d 1 với d’ 1 với nhau thì công thức không có gỉ thay đổi : điều này có nghóa là khi vật cách thấu kính là d 1 cho ảnh cách thấu kính là d’ 1 , thì khi vật cách thấu kính là d 2 = d’ 1 , ảnh sẽ cách thấu kính là d’ 2 = d 1 (hình 6.1) 4f. d haydfd raSuy 4df. d rasuy ta trên thức công từ : luận Biện- d f : kínhthấu của cự Tiêu d 4d rasuy thức công vào Thay d d d trình phương hệcó Ta 2 2 2 2 ' 1 ' 11 ≥≥ =− − = = − =+ + = − =      =− =+ 4 . 4 . 1 , 111 : 2 , 2 2 2 2' 11 ' 11 1 l d l flfdd ld d ld drasuy ld d Vậy thí nghiệm chỉ xảy ra như trong bài tập, nếu khoảnh cách d giữa vật và màn ảnh phải lớn hơn bốn lần tiêu cự của thấu kính. Đặc biệt nếu d = 4f, ta suy ra l = 0 ; nghóa là chỉ có một vò trí của thấu kính cho ảnh hiện lên màn E. b) p dụng bằng số với d = 120 cm, l = 30cm, ta có tiêu cữ thấu kính là f = 28,1 cm. 3. Củng cố bài giảng Dặn dò của Yêu cầu nhắc lại : Nhấn mạnh các nội dung quan trọng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK HS tư lưc GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -8 /9 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 học sinh (5’) Chuẩn bò bài mới” Kính lúp “ GV : ĐỖ HIẾU THẢO    VẬT LÝ PB 11: BTTK -9 /9 . nghóa là khi vật cách thấu kính là d 1 cho ảnh cách thấu kính là d’ 1 , thì khi vật cách thấu kính là d 2 = d’ 1 , ảnh sẽ cách thấu kính là d’ 2 = d 1 (hình. ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : 1 BÀI TẬP THẤU KÍNH I. Mục tiêu : - Vận dụng và khắc sâu các kiến thức đã học ở bài 5 trong quá trình giải bài tập. - Nắm được cách