Đang tải... (xem toàn văn)
chính của thấu kính, cách thấu kính 20cm. Hãy xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh.. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm[r]
(1)BÀI TẬP THẤU KÍNH A.LÍ THUYẾT
1 Thấu kính: 1.Định nghĩa
Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cầu mặt phẳng mặt cầu.
2.Phân loại thấu kính Có hai cách phân loại:
Về phương diện quang học, thấu kính chia làm hai loại
Thấu kính hội tụ:Làm hội tụ chùm tia sáng tới Thấu kính phân kì:Làm phân kì chùm tia sáng tới
Về phương diện hình học :
Thấu kính mép mỏng:Phần rìa mỏng phần
Thấu kính mép dày:Phần mỏng phần rìa
Chú ý: Gọi chiết suất tỉ đổi chất làm thấu kính với mơi trường chứa n, tk
moitruong n n
n Nếu n>1,thấu kính mép mỏng thấu kính hội tụ, thấu kính mép dày thấu kính phân kỳ. Nếu n<1,thấu kính mép mỏng thấu kính phân kì, thấu kính mép dày thấu kính hội tụ 2 Đường tia sáng qua thấu kính:
a/ Đường tia sáng qua thấu kính: a/ Các tia đặc biệt :
+ Tia qua quang tâm O truyền thẳng
(2)+ Tia qua tiêu điểm chính( có đường kéo dài qua tiêu điểm F) cho tia ló song song trục
+ Tia tới song song trục cho tia ló qua tiêu điểm F/ (hoặc đường kéo dài qua F/ )
b/ Tia tới bất kỳ:
- Vẽ tiêu diện vng góc trục tiêu điểm ảnh F/
- Vẽ trục phụ song song với tia tới SI,cắt tiêu diện tiêu điểm phụ F1 - Vẽ tia ló qua tiêu điểm phụ F1 (hoặc đường kéo dài qua tiêu điểm phụ)
b Vẽ ảnh vật cho thấu kính:
a/ Vật điểm sáng nằm ngồi trục chính: Vẽ hai ba tia đặc biệt
b/ Vật điểm sáng nằm trục chính: Dùng tia tia theo trục
hongthamvp@gmail.com 2 O
F/ O F/
O
F/ O F
/
O F/ F
1
O F1
F
S
O F
S/
O S/
F/
S
O F/ F
1
S S/ O
(3)c/ Vật đoạn thẳng AB vng góc trục chính,A trục vẽ ảnh B/ B sau hạ đường vng góc xuống trục ta có ảnh A/B/.
c/ Tính chất ảnh(chỉ xét cho vật thật)
Ảnh thật Ảnh ảo
-Chùm tia ló hội tụ
-Ảnh hứng
-Ảnh có kích thước ngược chiều với vật, khác bên thấu kính
-Ảnh điểm sáng khác bên thấu kính, khác bên trục với vật
-Chùm tia ló phân kì
-Ảnh khơng hứng màn,muốn nhìn phải nhìn qua thấu kính
-Ảnh có kích thước chiều vật, bên thấu kính với vật
Ảnh điểm sáng bên thấu kính, bên trục với vật
d/ Vị trí vật ảnh:
a/ Với thấu kính hội tụ: Xét vật sáng đoạn thẳng nhỏ AB vng góc trục
+ Vật thật khoảng tiêu cự cho ảnh thật ,ngược chiều với vật
+ Vật thật khoảng tiêu cự cho ảnh ảo ,cùng chiều với vật,lớn vật
+ Vật thật tiêu diện cho ảnh vô cực ,ta không hứng ảnh
b/ Với thấu kính phân kỳ: O
F A
B
B/
A/
O F/
A
B B/
A/
O F
A
B
B/
A/
O A
B B/
A/
O A
B
(4)+ Vật thật đoạn thẳng nhỏ AB vng góc trục ln cho ảnh ảo, chiều, nhỏ vật
Lưu ý: Vật thật ,ảnh thật vẽ nét liền, ảnh ảo vẽ nét đứt Tia sáng vẽ nét liền, có dấu mũi tên chiều truyền tia sáng
Bảng tổng kết hình vẽ:
Bảng tổng kết tính chất vật ảnh qua thấu kính I.Bảng tổng kết chi tiết (CO=C’O=2OF)
1.Với thấu kính hội tụ
STT Vị trí vật Vị trí ảnh Tính chất ảnh
1 Vật thật C Ảnh thật C’ Ảnh vật, ngược chiều vật Vật thật từ ∞ đến C Ảnh thật F’C’ Ảnh nhỏ hơn, ngược chiều vật Vật thật từ C đến F Ảnh thật từ C’ đến ∞ Ảnh lớn hơn, ngược chiều vật
4 Vật thật F Ảnh thật ∞
5 Vật thật từ F đến O Ảnh ảo trước thấu kính Ảnh lớn hơn, chiều vật 2.Với thấu kính phân kì
STT Vị trí vật Vị trí ảnh Tính chất ảnh
1 Vật thật từ ∞ đến O Ảnh ảo F’O’ Ảnh nhỏ hơn, chiều vật
II Bảng tổng kết hình vẽ
1 Thấu kính hội tụ
Cách nhớ:
-Với thấu kính hội tụ, vật thật cho ảnh ảo khoảng OF, cịn lại cho ảnh thật, ảnh thật ngược chiều, cịn ảo chiều
-Về độ lớn ảnh:dễ dàng thấy độ lớn ảnh tăng dần đến ∞ giảm 2.Thấu kính phân kì
hongthamvp@gmail.com 4
O F/
A
B B/
(5)-Vật thật cho ảnh ảo chiều nhỏ vật
Chú ý khác để phân biệt thấu kính hội tụ thấu kính phân kì
Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì
-Làm hội tụ chùm tia sáng tới -Độ tụ tiêu cự dương
-Nếu vật thật cho ảnh thật(ảnh hứng màn, ngược chiều vật,khác bên thấu kính so với vật)
-Nếu vật thật cho ảnh ảo lớn vật
-Làm phân kì chùm tia sáng tới -Độ tụ tiêu cự âm
-Nếu vật thật cho ảnh ảo nhỏ vật
3 Tiêu cự Mặt phẳng tiêu diện: - Tiêu cự: | f | = OF.
Quy ước: Thấu kính hội tụ f > 0, thấu kính phân kỳ f < 0. - Mặt phẳng tiêu diện:
a.Tiêu diện ảnh
Mặt phẳng vng góc với trục tiêu điểm ảnh gọi tiêu diện ảnh
b.Tiêu diện vật
Mặt phẳng vng góc với trục tiêu điểm vật gọi tiêu diện vật
Nhận xét: Tiêu diện vật tiêu diện ảnh đối xứng qua trục chính.
c.Tiêu điểm phụ
(6)4 Các cơng thức thấu kính: a Tiêu cự - Độ tụ
- Tiêu cự trị số đại số f khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm với quy ước: f > với thấu kính hội tụ
f < với thấu kính phân kì. (|f| = OF = OF’)
- Khả hội tụ hay phân kì chùm tia sáng thấu kính đặc trưng độ tụ D xác định :
) 1 )( ( R R n n f D mt tk
(f : mét (m); D: điốp (dp))
(R > : mặt lồi./ R < : mặt lõm /R = : mặt phẳng ) f : mét (m); D: điốp (dp))
b Cơng thức thấu kính
* Cơng thức vị trí ảnh - vật:
1 1
'
d d f
d > vật thật d < vật ảo d’ > ảnh thật d' < ảnh ảo
c Công thức hệ số phóng đại ảnh:
' d k
d
; k A B' '
AB
(k > 0: ảnh, vật chiều; k < 0: ảnh, vật ngược chiều.) ( | k | > 1: ảnh cao vật, | k | < 1: ảnh thấp vật ) d Hệ quả:
' d f d d f ; ' ' d f d d f ' ' d d f d d ; '
f f d
k
f d f
5.Chú ý
- Tỉ lệ diện tích vật ảnh:
- Nếu vật AB hai vị trí cho hai ảnh khác A1B1 A2B2 thì: (AB)2 = (A1B1)2.(A2B2)2
- Điều kiện để vật thật qua thấu kính cho ảnh thật là: L 4.f
- Vật AB đặt cách khoảng L, có hai vị trí thấu kính cách l cho AB qua thấu kính cho ảnh rõ nét tiêu cự thấu kính tính theo cơng thức:
- Nếu có thấu kính ghép sát cơng thức tính độ tụ tương đương là:
B.BÀI TẬP
(7)DẠNG TỐN VẼ ĐỐI VỚI THẤU KÍNH Phương pháp:
- Cần tia sáng để vẽ ảnh vật.
- Vật nằm tia tới, ảnh nằm tia ló ( đường kéo dài tia ló) - Nhớ tia sáng đặc biệt
- Nhớ tính chất ảnh vật qua thấu kính
- Nếu đề cho S S’, trục S S’ cắt quang tâm O trục chính.
- Dựa vào vị trí S,S’ so với trục ta kết luận S’ ảnh thật hay ảo, thấu kính hội tụ hay phân kì.
- Nếu đề cho vật AB ảnh A’B’, tiến hành nối AB A’B’ chúng cắt quang tâm O, Ox vng góc với AB trục thấu kính.
- Xác định tiêu điểm F: Từ S AB vẽ tia SI song song trục chính, giao trục chính với IS’ F.
Bài Vẽ ảnh vật qua thấu kính hội tụ phân kì trường hợp sau: - Vật có vị trí: d > 2f - Vật có vị trí: d = f
- Vật có vị trí: d = 2f - Vật có vị trí: < d < f - Vật có vị trí: f < d < 2f
Bài Vẽ ảnh điểm sáng S trường hợp sau:
Bài Trong hình xy trục O quang tâm, A vật, A’là ảnh Xác định: tính chất ảnh, loại thấu kính, vị trí tiêu điểm chính?
Bài Xác định loại thấu kính, O tiêu điểm chính?
Bài 5:Trong hình sau , xy trục thấu kính.S điểm vật thật, S’ điểm ảnh Với trường hợp
hãy xác định:
a.S’ ảnh b.TK thuộc loại nào? C.Các tiêu điểm phép vẽ
Bài 6: Trong hình sau , xy trục thấu kính AB vật thật A’B’ ảnh.Hãy xác định:
a.A’B’ ảnh b.TK thuộc loại nào? C.Các tiêu điểm phép vẽ F O F'
S F S O F' F' S O F
y O
x A A'
y x
A
' A
y x
A '
A
y
(8)Bài 7:
Cho AB vật sáng, A’B’ ảnh AB.Hãy xác định: a.Tính chất vật, ảnh, tính chất thấu kính?
b.Bằng phép vẽ đường tia sáng, xác định quang tâm tiêu điểm thấu kính?
_
DẠNG TÍNH TIÊU CỰ VÀ ĐỘ TỤ
Phương pháp: - Áp dụng công thức: ( 1)( 1 )
2 R
R n
n f D
mt tk
- Chú ý giá trị đại số bán kính mặt cầu: R > mặt cầu lồi; R < lõm, R = : mặt phẳng ) f : mét (m); D: điốp (dp)
Bài Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5
a) Tìm tiêu cự thấu kính đặt khơng khí Nếu: - Hai mặt lồi có bán kính 10cm, 30 cm
- Mặt lồi có bán kính 10cm, mặt lõm có bán kính 30cm
ĐA: a)15 cm; 30 cm b)60 cm; 120 cm b) Tính lại tiêu cự thấu kính chúng dìm vào nứơc có chiết suất n’= 4/3?
Bài Một thấu kính có dạng phẳng cầu, làm thủy tinh có chiết suất n= 1,5 Đặt khơng khí Một chùm tia sáng tới song song với trục cho chùm tia ló hội tụ điểm phía sau thấu kính, cách thấu kính 12 cm
a) Thấu kính thuộc loại lồi hay lõm? (lồi) b) Tính bán kính mặt cầu? (R=6cm)
Bài Một thấu kính hai mặt lồi Khi đặt khơng khí có độ tụ D1 ,khi đặt chất lỏng có chiết suất n’= 1,68 thấu kính lại có độ tụ D
2 = -(D1/5) a) Tính chiết suất n thấu kính?
b) Cho D1 =2,5 dp biết mặt có bán kính cong gấp lần bán kính cong mặt Tính bán kính cong hai mặt này? ĐA: 1,5; 25cm; 100 cm
Bài Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Khi đặt khơng khí có độ tụ dp Dìm thấu kính vào chất lỏng có chiết suất n’ thấu kính có tiêu cự f’ = -1m Tìm chiết suất thấu kính?
ĐA: 1,67
hongthamvp@gmail.com A
B
B’ A’
(9)Bài Cho thấu kính thuỷ tinh hai mặt lồi với bán kính cong 30cm 20cm Hãy tính độ tụ tiêu cự thấu kính đặt khơng khí, nước có chiết suất n2=4/3 chất lỏng có chiết suất n3=1,64 Cho biết chiết suất thuỷ tinh n1 = 1,5
Bài Một thấu kính thuỷ tinh (chiết suất n =1,5) đặt khơng khí có độ tụ điơp Khi nhúng thấu kính vào chất lỏng trở thành thấu kính phân kì có tiêu cự 1m Tính chiết suất chất lỏng ĐS:(n=1,6)
Bài 7: Một thấu kính hai mặt lồi bán kính R, đặt khơng khí có tiêu cự f =30cm Nhúng chìm thấu kính vào bể nước, cho trục thẳng đứng, cho chùm sáng song song rọi thẳng đứng từ xuống thấy điểm hội tụ cách thấu kính 80cm Tính R, cho biết chiết suất nước 4/3 ĐS:n=5/3, R=40cm
DẠNG XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT ẢNH - MỐI QUAN HỆ ẢNH VÀ VẬT I.BÀI TOÁN THUẬN:
Xác định ảnh vật sáng cho bới thấu kính Xác định d / , k, chiều ảnh so với chiều của
vật
+ Dạng đề toán:
Cho biết tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ vật thật đến thấu kính d, xác định vị trí, tính chất ảnh số phóng đại ảnh k.
+ Phân tích đề để xác định phương pháp giải tốn:
- Xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh số phóng đại ảnh xác định d / , k Từ giá trị d / , k
để suy tính chất ảnh chiều ảnh - Giải hệ hai phương trình:
/ d f d
d f
/ d k
d
Chú ý:-Thay số ý đơn vị, dấu f,d.
- Áp dụng cơng thức xác định vị trí ảnh, độ phóng đại d dd ff
'
'
; k dd f f d f fd
' '
Bài 1: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục
chính thấu kính, cách thấu kính 30cm Hãy xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh số phóng đại ảnh Vẽ hình tỷ lệ ĐS: d / = 15cm ; k = ─ ½
Bài 2: Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự 10cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục
(10)Bài Vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Xác định tính chất ảnh vật qua thấu kính vẽ hình trường hợp sau:
a) Vật cách thấu kính 30 cm b) Vật cách thấu kính 20 cm c) Vật cách thấu kính 10 cm
Bài Vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ cách thấu kính 10 cm Nhìn
qua thấu kính thấy ảnh chiều cao gấp lần vật Xác định tiêu cự thấu kính, vẽ hình? ĐA: 15 cm
Bài 5 : Người ta dung thấu kính hội tụ để thu ảnh nến ảnh Hỏi phải đặt
ngọn nến cách thấu kính cách thấu kính để thu ảnh nến cao gấp lần nến Biết tiêu cự thấu kính 10cm, nến vng góc với trục chính, vẽ hình?
ĐA: 12cm; 60 cm
Bài Đặt thấu kính cách trang sách 20 cm, nhìn qua thấu kính thấy ảnh dịng chữ chiều với dòng chữ cao nửa dịng chữ thật Tìm tiêu cự thấu kính , suy thấu kính loại gì?
Bài Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f
a) Xác định vị trí vật để ảnh tạo thấu kính ảnh thật
b) Chứng tỏ khoảng cách vật thật ảnh thật có giá trị cực tiểu Tính khoảng cách cực tiểu Xác định vị trí vật lúc đó?
II BÀI TỐN NGƯỢC:
(là tốn cho kết d /, k f, k , xác định d,f d, d / )
a
Cho biết tiêu cự f thấu kính số phóng đại ảnh k, xác định khoảng cách từ vật thật đến thấu kính d, xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh.
Bài 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh cao gấp hai lần vật Xác định vị trí vật ảnh (d=30cm,10cm)
Bài Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính thấu kính cho ảnh cao nửa vật Xác định vị trí vật ảnh (d=30,60cm)
Bài Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh cao vật Xác định vị trí vật ảnh.
Bài Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 20cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh cao nửa vật Xác định vị trí vật ảnh (d=20, d’=10cm)
Bài 5: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 (cm) Vật sáng AB cao 2m cho ảnh A’B’ cao (cm) Xác định vị trí vật?
Bài Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm Xác định vị trí vật thật để ảnh qua thấu kính lớn gấp vật? Vẽ hình?
b Cho biết tiêu cự f thấu kính khoảng cách vật ảnh l , xác định khoảng cách từ vật thật đến thấu kính d, xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh.
Chú ý:
Gọi OA khoảng cách từ vật đến thấu kính, OA’ là
hongthamvp@gmail.com 10 A
B
F
F /A /
B / O
(11)khoảng cách từ ảnh đến thấu kính Như vậy: + Vật thật:d=OA
+Ảnh thật:d=OA’. +Ảnh ảo:d=-OA;
Các trường hợp xảy vật sáng:
a Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh thật d > 0, d / > 0:
b Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh ảo, d > 0, d / < 0:
l=OA’-OA = -d’-d =-(d+d’)
c Thấu kính phân kỳ, vật sáng cho ảnh ảo, d > 0, d / > 0:
Tổng quát cho trường hợp, khoảng cách vật ảnh
Tùy trường hợp giả thiết tốn để lựa chọn cơng thức phù hợp.
Bài 1 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh cách vật 25cm Xác định vị trí vật ảnh.(d=5,10,15cm)
Bài 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh cách vật 25cm Xác định vị trí vật ảnh.
Bài 3: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục chính thấu kính cho ảnh chiều vật cách vật 25cm Xác định vị trí vật ảnh.
Bài 4 : Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 30cm Vật sáng AB đoạn thẳng đặt vng góc trục
chính thấu kính cho ảnh cách vật 25cm Xác định vị trí vật ảnh (d=42,6cm)
l = OA+OA =’ d + d /
O A
B B/
A/
d / d
O F/
A
B B/
A/
d /’ d l =OA-OA’= d / + d
(12)Bài Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục thấu kính hội tụ (tiêu cự 20cm) có ảnh cách
vật 90cm Xác định vị trí vật, vị trí tính chất ảnh
Bài6 Một điểm sáng nằm trục thấu kính phân kỳ(tiêu cự 15cm) cho ảnh cách vật 7,5cm Xác định tính chất, vị trí vật, vị trí tính chất ảnh
Bài Một vật sáng AB =4mm đặt thẳng góc với trục thấu kính hội tụ (có tiêu cự 40cm),
cho ảnh cách vật 36cm Xác định vị trí, tính chất độ lớn ảnh, vị trí vật
Bài Vật sáng AB đặt vơng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f =10cm, cho ảnh thật lớn
hơn vật cách vật 45cm
a) Xác định vị trí vật, ảnh Vẽ hình
b) Vật cố định Thấu kính dịch chuyển xa vật Hỏi ảnh dịch chuyển theo chiều nào?
Bài Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f =-25cm cho ảnh cách vật 56,25cm Xác định vị trí, tính chất của vật ảnh Tính độ phóng đại trường hợp
c Cho khoảng cách vật ảnh L, xác định mối liên hệ L f để có vị trí đặt thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét màn.
Bài 1: Một ảnh đặt song song với vật sáng AB cách AB đoạn L Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt khoảng vật cho AB vng góc với trục thấu kính.Tìm mối liên hệ L & f để
a có vị trí TK cho ảnh rõ nét màn. b có vị trí TK cho ảnh rõ nét màn. a khơng có vị trí TK cho ảnh rõ nét màn.
Bài Vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính phẳng lồi thuỷ tinh chiết suất n=1,5, bán kính mặt lồi 10cm, cho ảnh rõ nét đặt cách vật khoảng L
a) Xác định khoảng cách ngắn L (L=80cm)
b) Xác định vị trí thấu kính trường hợp L=90cm So sánh độ phóng đại ảnh thu trường hợp này? (d=30,60cm; k1.k2=1)
Bài 3: Một vật sáng AB cho ảnh thật qua thấu kính hội tụ L, ảnh hứng E đặt cách vật khoảng 1,8m, ảnh thu cao 1/5 vật
a) Tính tiêu cự thấu kính
b) Giữa nguyên vị trí AB E Dịch chuyển thấu kính khoảng AB Có vị trí khác thấu kính để ảnh lại xuất E không?
d Cho khoảng cách vật ảnh L, cho biết khoảng cách hai vị trí đặt thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét l Tìm tiêu cự f.
phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ ( phương pháp Bessel)
Bài Một ảnh đặt song song với vật sáng AB cách AB đoạn L = 72cm Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt khoảng vật cho AB vng góc với trục thấu
(13)kính, người ta tìm hai vị trí TKcho ảnh rõ nét Hai vị trí cách l = 48cm Tính tiêu cự thấu kính.
_
DẠNG DỜI VẬT, DỜI THẤU KÍNH THEO PHƯƠNG CỦA TRỤC CHÍNH
A.LÍ THUYẾT
- Khi thấu kính giữ cố định ảnh vật di chuyển chiều. - Khi di chuyển vật ảnh d d’ liên hệ với bởi:
- d = d2 - d1 d = d1 – d2 đó:
- ' '
1
' 1
1
1 1
d d d d d d
f
-f d f d f
f d
d k
'
1
' 1
- k dd f fd f fd
'
2
' 2
(14)B.BÀI TẬP
Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính ảnh ảo nửa vật Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục 100 cm Ảnh vật ảnh ảo cao 1/3 vật Xác định chiều dời vật, vị trí ban đầu vật tiêu cự thấu kính?
ĐA: 100 cm; 100cm
Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính A1B1 ảnh thật Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục lại gần thấu kính cm thu ảnh vật A2B2 ảnh thật cách A1B1 đoạn 30 cm Biết ảnh sau ảnh trước có chiều dài lập theo tỉ số 35
1
2
B A
B A
a Xác định loại thấu kính, chiều dịch chuyển ảnh?
b Xác định tiêu cự thấu kính? ĐA: 15 cm
Bài 3:
Bài 4:
(15)Bài 5:
Bài 6:
Bài 7.Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính hội tụ Qua thấu kính cho ảnh thật A1B1 Nếu tịnh tiến vật dọc trục lại gần thấu kính thêm đoạn 30 cm lại thu ảnh A2B2 ảnh thật cách vật AB khoảng cũ Biết ảnh lúc sau lần ảnh lúc đầu
a Tìm tiêu cự thấu kính vị trí ban đầu? ĐA: 20cm; 60 cm b để ảnh cao vật phải dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu khoảng bao nhiêu, theo
chiều nào? ĐA: 20 cm; 60 cm
Bài Đặt vật phẳng nhỏ AB vng góc với trục thấu kính phẳng lồi thuỷ tinh, chiết suất n1=1,5, ta thu ảnh thật nằm cách thấu kính 5cm Khi nhúng vật thấu kính nước chiết suất n2=4/3, ta thu ảnh thật, cách vị trí ảnh cũ 25cm xa thấu kính Khoảng cách vật thấu kính giữ khơng đổi Tính bán kính mặt cầu thấu kính tiêu cự đặt khơng khí nhúng nước Tính khoảng cách từ vật đến thấu kính
Bài9 Một thấu kính hội tụ cho ảnh thật S’ điểm sáng S đặt trục chính. -Khi dời S gần thấu kính 5cm ảnh dời 10cm
-Khi dời S xa thấu kính 40cm ảnh dời 8cm (kể từ vị trí đầu tiên)
Tính tiêu cự thấu kính?
Bài 10 A, B, C điểm thẳng hàng Đặt vật A, thấu kính B ảnh thật C với độ phóng đại |k1|=3 Dịch thấu kính xa vật đoạn l = 64cm ảnh vật C với độ phóng đại |k2| =1/3 Tính f đoạn AC
DẠNG 5:THẤU KÍNH VỚI MÀN CHẮN SÁNG
Câu1:Thấu kính hội tụ tiêu cự 12cm Điểm sáng S nằm trục cách vật 90 cm.Đặt sau thấu
kính.Xác định vị trí S so với thấu kính để: a.Trên thu ảnh điểm S
(16)+Có bán kính gấp đơi bán kính đường rìa +Có bán kính nửa bán kính đường rìa
C
©u Mét TKHT có tiêu cự f = 25cm Điểm sáng A trục cách thấu kính 39cm; chắn E trùng với tiêu diện ảnh
a Tính bán kính r vệt sáng màn; Biết bán kính cña thÊu kÝnh R = 3cm
b Cho điểm sáng A dịch chuyển phía thấu kính Hỏi bán kính vệt sáng thay đổi nh nào? c Điểm sáng A cố định Khi thấu kính dịch chun từ A đến bán kính vệt sáng thay đổi nh nào?
Câu Điểm sáng A trục thấu kính hội tụ Bên đặt chắn vng góc với trục thấu kính Màn cách A đoạn khơng đổi a=64cm Dịch thấu kính từ A đến ta thấy thấu kính cách 24cm bán kính vệt sáng có giá trị nhỏ Tính tiêu cự thấu kính ĐS:(f=25cm) Câu ảnh thật S’ điểm sáng S cho TKHT có tiêu cự f =10cm đợc hứng E vng góc với trục S’ cách trục h’ =1,5cm; cách thấu kính d’ =15cm
a Tìm khoảng cách từ S đến thấu kính đến trục (d’=30cm, h=3cm) b Thấu kính đờng trịn bán kính R = 6cm
Dùng chắn nửa hình trịn bán kính r=R Hỏi phải đặt chắn cách thấu kính đoạn để S’ biến E (>30cm)
c S cố định Hỏi phải tịnh tiến thấu kính phía cách S để lại thấy S’ Câu Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm Tại F có điểm sáng S Sau thấu kính đặt (E) tiêu diện
a) Vẽ đờng chùm tia sáng Vệt sáng tren có dạng (như hỡnh dạng TK)
b) Thấu kính giữ cố định Di chuyển S trục xa thấu kính Kích thớc vệt sáng thay đổi (Nhỏ dần)
c) Từ F điểm sang S chuyển động xa thấu kính khơng vận tốc đầu với gia tốc a = 4m/s2 Sau bao lâu, diện tích vệt sáng 1/36 diện tích ban đầu (t=0,5s)
DẠNG 6:ẢNH CỦA MỘT VẬT ĐẶT GIỮA HAI THẤU KÍNH, ẢNH CỦA HAI VẬT ĐẶT HAI BÊN THẤU KÍNH
Câu Hai điểm sáng S1, S2 cách l =24cm Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 9cm đợc đặt khoảng S1S2 có trục trùng với S1S2
Xác định vị trí thấu kính để ảnh hai điểm sáng cho thấu kính trùng
Câu Có hai thấu kính đợc đặt đồng trục Các tiêu cự lần lợt f1=15cm f2=-15cm Vật AB đợc đặt trục vng góc với trục khoảng hai thấu kính Cho O1O2=l=40cm
Xác định vị trí vật để: a) Hai ảnh có vị trí trùng
b) Hai ảnh có độ lớn A
Câu Hai thâú kính hội tụ có tiêu cự lần lợt f1=10cm f2=12cm đợc đặt đồng trục, quang tâm cách đoạn l=30cm khoảng hai quang tâm, có điểm sáng A ảnh A tạo hai thấu kính ảnh thật, cách khoảng A1A2=126cm.Xác định vị trí A
Câu4 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f =24cm Hai điểm sáng S1, S2 đặt trục thấu kính hai bên thấu kính, cho khoảng cách d1, d2 từ chúng đến thấu kính thỗ mãn d1=4d2
Xác định khoảng d1 d2 hai trờng hợp sau: a) ảnh hai điểm sáng trùng
b) ảnh hai điểm sáng cách 84cm bên thấu kính
(17)
-DẠNG HỆ THẤU KÍNH GHÉP SÁT
Bài Một thấu kính mỏng phẳng lồi O1 tiêu cự f1=60cm ghép sát với thấu kính phẳng lồi O2 tiêu cự f2=30cm, mặt phẳng hai thấu kính sát trục hai thấu kính trùng Thấu kính O1 có đường kính đương rìa lớn gấp đơi đường kính đường rìa thấu kính O2 Điểm sáng S nằm trục hệ trước O1
1 CMR qua hệ hai thấu kính thu hai ảnh S
2 Tìm điều kiện vị trí S để hai ảnh thật, để hai ảnh ảo
3 Bây hai thấu kính ghép sát quang tâm chúng lệch 0,6cm Điểm sáng S nằm trục TKO1 trước O1 khoảng 90cm Xác định vị trí hai ảnh S cho hệ hai thấu kính
Bài Một TK mẳng, phẳng lõm làm thuỷ tinh, chiết suất n=1,5 Mặt lõm có bán kính R=10cm TK đặt cho trục thẳng đứng mặt lõm hướng lên Một điểm sang S đặt trục phía TK cách khoảng d
1 Biết ảnh S’ S cho TK nằm cách TK khoảng12cm Tính d
2 Giữ cố định S TK Đổ lớp chất lỏng vào mặt lõm Bây ảnh cuối S nằm cách TK 20cm Tính chiết suất n’ chất lỏng, biết n’ <2
Bài 3: Có hai thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm ghép sát Xác định vị trí vật cho hai ảnh vật cho thấu kính ghép có độ lớn Tính độ phóng đại ảnh
_ DẠNG 8: HỆ THẤU KÍNH GHÉP XA NHAU
1 XÁC ĐỊNH ẢNH CUỐI CÙNG TẠO BỞI HỆ
A.LÍ THUY ẾT
Bài tốn bản:
Cho hai thấu kính L1 L2 có tiêu cự f1 f2 đặt đồng trục cách khoảng L Một vật sáng AB đặt vng góc trục ( A trục chính) trước thấu kính L1 cách O1 khoảng d1 Hãy xác định ảnh cuối A’B’ AB qua hệ thấu kính
PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Sơ đồ tạo ảnh:
AB A1B1 A’B’
Vật AB thấu kính L1 cho ảnh A1B1 , ảnh trở thành vật thấu kính L2 L2 cho ảnh cuối A’B’
CÁC CÔNG THỨC:
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA ẢNH A’B’.
(18)d1’ = O1A 1 = 1 1 f d d f
Đối với L2:
d2 = O2A 1= L- d1’ d2’ = O2A ' =
2 1 f d d f
Neáu d’2 > => ảnh A’B’ ảnh thật Nếu d’2 < => ảnh A’B’ ảnh ảo
XÁC ĐỊNH CHIỀU VAØ ĐỘ CAO CỦA ẢNH A’B’
Độ phóng đại ảnh qua hệ thấu kính: k = AB B A AB B
A' ' 1
= 2 1 1 ' ' ' ' d d d d B A B A
Nếu k> => ảnh A’B’ chiều với vật AB Nếu k< => ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB.
k = AB AB
=> A’B’ = k AB
B.
BÀI TẬP
Bài 1:Cho hệ gồm hai thấu kính hội tu L1 L2 có tiêu cự f1 = 30 cm f2=20 cm đặt đồng trục cách L= 60 cm Vật sáng AB = cm đặt vng gốc với trục ( A trục chính) trước L1 cách O khoảng d1 Hãy xác định vị trí, tính chất, chiều độ cao ảnh cuối A’B’ qua hệ thấu kính vẽ ảnh với :
a) d1 = 45 cm b) d1 = 75 cm ĐS: a.d’’=12cm; 2,4cm b .d’’=-20cm; 4cm Bài 2:Một vật sáng AB cao cm đặt vng góc trục hệ gồm hai thấu kính L1 L2 đồng trục cách L1 khoảng cách d1= 30 cm Thấu kính L1 thấu kính hội tụ có tiêu cự f1= 20 cm, thấu kính L2 thấu kính phân kỳ có tiêu cự f2= -30 cm, hai thấu kính cách L= 40 cm Hãy xác định vị trí , tính chất,chiều độ cao ảnh cuối A’B’ qua hệ thấu kính trên.Vẽ ảnh
ĐS: d2’ = 60 cm >0 => ảnh A’B’ ảnh thaät
k = -6 <0 => ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB A’B’= AB= cm
Bài 3:Một hệ đồng trục gồm thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1= 40 cm có thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự f2 =-20 cm dặt cách L = 60 cm Một vật sáng AB cao cm đặt vng góc trục trước thấu kính L1 cách L1 khoảng d1 = 60 cm Hãy xác định vị trí , tính chất, chiều độ cao ảnh cuối A’B’ cho hệ
ĐS: d2’ = -30 cm < => ảnh A’B’ ảnh ảo k = > => ảnh A’B’ chiều với vật AB A’B’= AB= cm
Bài 4:Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính hội tụ L1 L2 có tiêu cự f1= 10 cm f2= 20 cm đặt cách khoảng L= 75 cm Vật sáng AB cao cm đặt vng góc trục ( A trục chính) phía trước L1 cách L1 khoảng d1= 30 cm Hãy xác định vị trí , tính chất, chiều độ cao ảnh cuối A’B’ cho hệ
(19)ÑS: d2’ = 30 cm > => ảnh A’B’ ảnh thật
k = 14 > => ảnh A’B’ chiều với vật AB A’B’= cm
2: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA VẬT, ĐIỀU KIỆN CỦA d1 ĐỂ ẢNH A’B’ THỎA MÃN NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐÃ CHO.
A.LÍ THUYÊT
Bước 1: Sơ đồ tạo ảnh (*)
Bước 2: Sử dụng công thức nêu dạng d1’ =
1 1 f d d f
d2 = L – d1’=
1 1 1) ( f d L f d f L
d2’=
2 2 f d d f
1
1 1 ) ( ] ) [( f f L f d f f L L f d f L f (1)
k =
2 1 2 2 1 ) ( ' ' f f L f d f f L f f d d d d
(2)
Bước : Tùy theo đặc điểm ảnh cho mà xác định vị trí vật (d1 ) dùng bảng xét dấu d2 theo d1
B.BÀI TẬP
Bài 1: Một hệ gồm hai thấu kính hội tụ O1 O2 đồng trục cách
L =50 cm có tiêu cự f1=20 cm f2= 10 cm Vật sáng AB đặt vng góc trục cách O1 khoảng d1 Xác định d1 để hệ cho:
a Ảnh A’B’ thật cách O2 20 cm
Ảnh A’B’ ảo cách O2 10 cm Đđs: a d1= 60 cm b.d1= 36 cm b
Bài 2: Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự f1= 24 cm
f2= -12 cm đặt cách 48 cm Vật sáng AB đặt trước O1 vng góc trục cách O1 khoảng d1 Xác định d1 để:
a Hệ cho ảnh A’B’ cuối ảnh thật b Hệ cho ảnh A’B’ thật cao gấp lần vaät AB
ĐS: d1=44cm; Bài 3: Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự f1=20 cm f2 = -10 cm đặt cách L= 10 cm Vật sáng AB đặt cách O1 vng góc trục cách O1 khoảng d1 Chứng tỏ độ phóng đại ảnh cho hệ khơng phụ thuộc vào d1’ k=1/2
Bài giải
Bài 4: Một hệ đồng trục gồm thấu kính hội tụ có tiêu cự f1=30 cm thấu kính phần kỳ có tiêu cự f2 = -30 cm đặt cách khoảng L= 60 cm Một vật sáng AB đặt vng góc trục trước O1 cách O1 khoảng d1 Xác định d1 để:
(20)b Hệ cho ảnh chiều, ngược chiều với vật AB c Hệ cho ảnh chiều vật
Một hệ đồng trục gồm thấu kính phân kỳ O1 có tiêu cự f1=-30 cm thấu kính hội tụ có tiêu cự f2 = 40 cm đặt cách khoảng L= cm Vật sáng AB đặt vng góc trục cách O1 khoảng d1 , qua hệ cho ảnh A’B’ ảnh ảo cách O2 40 cm Xác định vị trí AB so với O độ phóng đại ảnh qua hệ
ÑS: d1 = 30 cm , k =
Bài 5: Quang hệ gồm thấu kính hội tụ O1( f1=30 cm) thấu kính phần kỳ O2 (f2= -30 cm) đặt đồng trục cách khoảng L= 30 cm Một vật AB đặt vng góc trục trước O1 khoảng d1’
1 Với d1 = 45 cm Hãy xác định ảnh A’B’ qua hệ
2 Xác định d1 để ảnh AB qua hệ ảnh thật lớn gấp lần vật
(ĐH Luật Hà Nội 98)
ÑS: d2’= -60 cm < => ảnh ảo ; k = => ảnh chiều vaät d1 = 75 cm, d2’ = 60 cm > ảnh thật
Bài 6: Cho thấu kính đồng trục O1, O2 đặt cách 10 cm có tiêu cự f1= 10 cm f2 = 40 cm Trước thấu kính O1 đặt vật phẳng AB vng góc với trục cách O1 khoảng d1
1 Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính O1 phải thỏa mãn điều kiện để ảnh AB qua hệ thấu kính ảnh ảo?
2 Xác định vị trí vật AB trước thấu kính O1 để ảnh qua hệ thấu kính ảnh ảo có độ cao gấp 20 lần vật AB
ÑS: 1.0 ≤ d1 < 7.5 cm
d1 =7 cm => d2’ =-200 cm : aûnh aûo
3: XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH L GIỮA HAI THẤU KÍNH VÀ LOẠI THẤU KÍNH (TÍNH TIÊU CỰ f) ĐỂ ẢNH THỎA NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐÃ CHO.
I Phương pháp giải:
Bước : Sơ đồ tạo ảnh (*)
Bước 2: Sử dụng công thức nêu dạng d1’ =
1 1 f d d f
d2 = L – d1’=
1 1 1 ) ( f d d f L f d
d2’=
2 2 f d d f
1 1 1 2 1 1 2
1 1 ) ( ) ] ) [( f f d f f L f d d f L f d f (3)
k =
2 1 1 2 1 ) ( ) ( ' ' f f d f f L f d f f d d d d
(4)
Bước 3: Tùy theo đặc điểm ảnh cho để xác định L, dùng bảng xét dấu
(21)Bài 1: Một hệ đồng trục gồm thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1= 40 cm thấu kính phân ky øO2 có tiêu cự f2 = -20 cm đặt cách khoảng L.Vật sáng AB đặt vng góc trục cách O1 khoảng d1=90 cm Xác định khoảng cách L thấu kính để ảnh A’B cuối cho hệ là:
1 Ảnh thật, ảnh ảo, ảnh vô cực
2 Ảnh thật ngược chiều cao gấp hai lần vật
Bài 2: Một hệ đồng trục gồm thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1=30 cm thấu kính phân ky øO2 có tiêu cự f2 = -10 cm đặt cách khoảng L Trước O1 khoảng d1 có vật sáng AB đặt vng góc với trục Xác định L để phóng đại ảnh khơng phụ thuộc vào vị trí vật AB so với O1
Bài 3: Cho hệ thấu kính L1, L2 trục chính, cách 7,5 cm Thấu kính L2 có tiêu cự f2 = 15 cm Một vật sáng AB đặt vng góc trục trước cách L1 15 cm Xác định giá trị f1 để:
1 Hệ cho ảnh cuối ảnh ảo
2 Hệ cho ảnh cuối ảnh ảo chiều với vật
3 Hệ cho ảnh cuối ảnh ảo chiều lớn gấp lần vật
Bài 4: Một hệ đồng trục gồm thấu kính phân kỳ O1 có tiêu cự
f1=-18 cm thấu kính hội tụ O2 có tiêu cự f2 = 24 cm đặt cách khoảng L.Vật sáng AB đặt vng góc trục cách O1 18 cm Xác định L để:
1 Hệ cho ảnh thật, ảnh ảo, ảnh vô cực Hệ cho ảnh cao gấp lần vật
3 Hệ cho ảnh ảo trùng vị trí vật ĐS:
1.Hệ cho ảnh thật :L>15 cm; ảnh ảo :0 ≤ L <15 cm, ảnh vô cực L= 15 cm Hệ cho ảnh thật cao gấp lần vật: L = 11 cm
3.Heä cho ảnh trùng vị trí vật: L 1,9 cm (ảnh aûo)
Bài 5:Một hệ đồng trục : L1 thấu kính hội tụ có tiêu cự f1=20 cm L2 thấu kính phân ky øcó tiêu cự f2 = -50 cm đặt cách khoảng L=50 cm Trước L1 khác phía với L2, đặt 1vật sáng AB đặt vng góc trục cách L1 đoạn d1=30cm
1.Xác định ảnh cuối A’B’ qua heä
2 Giữ AB L1 cố định Hỏi phần dịch chuyển L2 khoảng để ảnh AB qua hệ ln ảnh thật
ĐS:
