a) Người ta nhận thấy có một vị trí của thấu kính tạo ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, còn một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng cách giữa vật v[r]
(1)Giải tập trang 189 SGK Vật lý lớp 11: Thấu kính mỏng
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Thấu kính gì? Kể loại thấu kính?
Lời giải:
Thấu kính khối đồng chất suốt, giới hạn hai mặt cầu mặt cầu mặt phẳng
Có hai loại thấu kính phân kì thấu kính hội tụ
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Nêu tính chất quang học của 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 29.4a
* Mọi tia sáng tới song song với trục tia ló qua tiêu điểm ảnh F' ( thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài qua tiêu điểm ảnh F' ( thấu kính phân kì) Hình 29.4a
* 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 29.4b
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 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
(2)- Độ tụ D thấu kính đại lượng đặc trưng cho khả hội tụ chùm ti sáng mạnh Độ tụ tính nghịch đảo tiêu cự f
Thấu kính hội tụ: D > 0; Tháu kính phân kì : D <
- Đơn vị hệ SI:
f tính mét (m); D tính ốp (dp)
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 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:
* Trường hợp thấu kính hội tụ:
Nếu vật tiêu điểm sáng S nằm trục khoảng tiêu điểm vật F thấu kính quang tâm O, tức d < f thì:
- Tạo ảnh S' ảnh ảo nằm trước thấu kính => chùm tia ló chùm phân kì hình 29.5a > câu A sai
* Trường hợp thấu kính phân kì:
(3)- Tạo ảnh S' ảnh thật sau thấu kính => chùm tia ló chùm hội tụ hình 29.5b => câu B sai
* Nếu vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cách thấu kính khoảng d = 2f thì:
- Tạo ảnh A'B' ảnh thật nằm sau thấu kính, cách thấu kính khoảng d' = 2f có kích thước A'B'=AB hình 29.5c
- Câu C sai
- Cả ba phát biểu A, B, C sai
Đáp án: D
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Một vật sáng đặt trước thấu kính, trên 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:
Ảnh vật tạo thấu kính ahi trường hợp lớn ba lần vật
Một trường hợp ảnh thật trường hợp lại ảnh ảo
Một thấu kính mà tạo ảnh ảo lớn gấp ba lần vật thấu kính hội tụ
(4)Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Tiếp câu 29.5.
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 A1 B1 thật, nên k1<0
Tương ứng với vị trí sau vật AB thật ảnh A2 B2 ảo nên k2>0
Đáp án: B
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Xét thấu kính hội tụ Lấy trên trục tiêu điểm I I' cho OI = 2OF, OI'= 2OF' (hình 29.6) Vẽ ảnh vật AB nhận xét đặc điểm ảnh mỗi trường hợp sau:
- Vật thật đoạn OI
(5)- Vật thật đoạn FI
- Vật thật đoạn OF
Lời giải:
* Vật thật ngồi đoạn OI: hình 29.6a
Ảnh thật, ngược chiều, nhỏ vật nằm khoảng OI'
* Vật thật I: hình 29.6b
ảnh thật, ngược chiều, vật nằm I'
* Vật thật đoạn FI: hình 29.6c
ảnh thật,ngược chiều, lớn vật nằm khoảng OI'
* Vật thật đoạn OF: hình 29.6d
Ảnh ảo, chiều, lớn vật nằm khoảng OF
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 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: hình 29.7
Mặt trăng xa, coi d =∞=>d'=f=> Ảnh Mặt Trăng qua thấu kính tiêu diện ảnh thấu kính
(6)Đáp án: D=1cm
Bài (trang 189 SGK Vật Lý 11): Vật sang AB đặt song song với cách khoảng cố định a.Một thất kính hội tụ có trục qua điểm A vng góc với di chuyển giữa vật màn.
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 tạo ảnh rõ nét vật
b) Đặt l khoảng cách hai vị trí thấu kính Hãy lập biểu thức tiêu cự thấu kính f theo a l Suy phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ
Lời giải:
a) Sơ đồ tạo ảnh:
Theo giả thiết: vật thật ảnh màn=> ảnh thật lớn vật suy ra:
a=d1+d1' d1'>d1>f>0 (2)
Từ (1) (2) ta có: d1.d1'=f(d1+d1' )=f.a (3)
Như d1 d1' nghiệm phương trình : X2-aX+fa=0 (4)
(7)Bài 10 (trang 190 SGK Vật Lý 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:
=> ln tồn hai vị trí thấu kính khoảng Vật-Màn cho ảnh rõ nét (ĐPCM)
b) Theo đề: I=d2-d1=√∆
(8)* Phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ là:
-Đo khoảng cách vật - a
-Đo khoảng cách l hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét
-Áp dụng công thức:
Sơ đồ tạo ảnh:
a) L=125cm
* Trường hợp 1:
d'+d=125cm (2)
=> d1=17,54cm (nhận);d2=-142,5cm(loại)
* Trường hợp 2:
d'+d=125cm (3)
Từ (1) (3) ta có: d2-125d+2500=0
d3=25cm(nhận);d4=100cm(nhận)
(9)* Trường hợp
d'+d=-45cm (2)
Từ (1) (2) ta có:
* Trường hợp
d'+d=45cm (3)
Từ (1) (3) ta có: d2-45d+900=0=>vơ nghiệm
Đáp án: a)17,54cm; 25cm; 100cm; b)15cm
Bài 11 (trang 190 SGK Vật Lý 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:
b) d=30cm:
(10)Số phóng đại ảnh:
Đáp án: a) f=-20cm; b)d'=-12cm; k=0,4
Bài 12 (trang 190 SGK Vật Lý 11): Trong hình 29.8, xy trục chính của 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'là ảnh thật hay ảnh ảo
b) Loại thấu kính
c) Các tiêu điểm chính(bằng phép vẽ)
Lời giải:
*Trường hợp 1-hình 29.8,1a:
- 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 29.8,1a
- 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 29.8a
- Nối AA' cắt xy quang tâm O
- Từ O vẽ thấu kính vng góc với xy
- Từ A vẽ tia song song với xy cắt thấu kính I
-Nối IA' cắt xy tiêu điểm ảnh F^+
- Lấy đối xứng F' qua O ta tiêu điểm vật F
(11)- 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: tương tự trường hợp I, ta hình 29.8.2a