Hệ thống các bài tập hay và khó về hệ thấu kính ghép đồng trục

SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ Đề tài: HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP HAY VÀ KHĨ VỀ HỆ THẤU KÍNH GHÉP ĐỒNG TRỤC Người hướng dẫn: ThS Trần Bá Nam Người thực hiện: Hồ Thị Diệu Hiền Đà Nẵng, tháng 5/2013 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Vật lý tạo điều kiện giúp đỡ em suốt khóa học Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Trần Bá Nam, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt q trình học tập hồn thành khóa luận Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 05 năm 2013 Sinh Viên Hồ Thị Diệu Hiền SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Bài tập vật lý trường phổ thơng có ý nghĩa quan trọng việc củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức lý thuyết rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp hướng nghiệp cho học sinh thông qua hoạt động giải tập, tư học sinh phát triển, lực làm việc tự lực học sinh nâng cao, tính kiên trì học sinh phát triển Quang học ngành học tượng liên quan tới ánh sáng, định luật quang học dụng cụ quang học sử dụng nhiều đời sống Những kiến thức Quang hình học có ý nghĩa lớn đời sống kỹ thuật cơng nghệ.Vì việc nghiên cứu xây dựng hệ thống tập quang hình học hay khó dạy học vật lí nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư sáng tạo, lực giải vấn đề, đồng thời học sinh có khả áp dụng tốt vào thực tiễn Trong thực mục tiêu giáo dục nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi coi nhiệm vụ trọng tâm Trong kỳ thi học sinh giỏi THPT, quốc gia quốc tế ,học sinh thường gặp nhiều khó khăn lúng túng giải tập thấu kính, đặc biệt phần “Hệ quang học ghép đồng trục “ Chính lý em mạnh dạn chọn đề tài “Hệ thống tập hay khó hệ Thấu kính ghép đồng trục”.Hệ thống tập giúp giáo viên dễ dàng lựa chọn tập nâng cao cho học sinh giỏi với mức độ tư duy.Và thơng qua hệ thống tập phát huy vai trò người giáo viên tổ chứ,kiểm tra định hướng ,hoạt động học tập học sinh theo chiến lược hợp lý có hiệu 2.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU  Hệ thống lý thuyết tập hay khó chuyên đề “Hệ quang học ghép đồng trục” THPT,thông qua tập nhằm khắc sâu kiến thức kích thích tư cho em ,góp phần nâng cao hiệu giảng dạy trường phổ thông SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam 3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Sưu tầm ,chọn lọc sách vở, tập có liên quan đến đề tài  Đọc tra cứu tài liệu quang hình học  Trên sở lý thuyết hệ thống-phân loại tập hay khó hệ quang học đồng trục.Sau hướng dẫn giải chi tiết tập  Cuối đưa kết luận chung cho đề tài 4.GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp đaih học,đề tài cần quan tâm nghiên cứu số vấn đề sau:  Nghiên cứu tổng quan lý thuyết quang hình học  Xây dựng hệ thống tập hay khó “Hệ quang học ghép đồng trục” đảm bảo tính khoa học sư phạm khả thi cho dạy học bồi dưỡng tư logic  Hướng dẫn giải chi tiết tập SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I :CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC 1.1 Các định luật truyền thẳng ánh sáng : 1.1.1 Định luật : “ Trong môi trường suốt,đồng tính đẳng hướng ánh sáng truyền theo đường thẳng” 1.1.2 Hệ : - Điểm sáng : vật sáng có kích thước nhỏ so với khoảng cách từ điểm quan sát đến - Tia sáng : đường truyền ánh sáng.Trong môi trường suốt đồng tính tia sáng đường thẳng - Chùm sáng gồm vô số tia sáng ( cịn gọi chùm tia sáng hay chùm tia).Có ba loại chùm tia sáng : 1.1a 1.1b 1.1c Hình 1.1 Lưu ý : Tia sáng khái niệm tốn học (hình học) dùng để mơ tả truyền ánh sáng mà - Ảnh thật - ảnh ảo ,vật thật - vật ảo + Ảnh A’ gọi ảnh thật A tia ló cắt tai điểm + Ảnh A’ gọi ảnh ảo A đường kéo dài tia ló đồng qui điểm +Vật A gọi vật thật chùm tia sáng xuất phát từ A chùm tia sáng phân kì +Vật A gọi vật ảo chùm tia tới chùm hội tụ có đường kéo dài cắt A SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam 1.2.Định luật tính độc lập ánh sáng 1.2.1 Định luật : “ Tác dụng chùm tia sáng khác độc lập với nhau,nghĩa tác dụng chùm sáng không phụ thuộc vào có mặt hay khơng chùm sáng khác nhau.” 1.2.2 Giới hạn định luật : Định luật với tia sáng có cường độ không lớn tia sáng phát từ nguồn sáng thông thường Đối với tia sáng có cường độ lớn tia laser định luật khơng cịn nữa” 1.3.Ngun lý thuận nghịch chiều truyền ánh sáng Nếu ABC đường truyển ánh sáng ánh sáng theo chiều A  B  C C  B  A Hình 1.2 1.4.Sự phản xạ ánh sáng 1.4.1 Hiện tượng phản xạ ánh sáng : tượng tia sáng bị đổi hướng ,trở lại môi trường cũ gặp bề mặt nhẵn 1.4.2 Định luật phản xạ ánh sáng - Tia phản xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ góc tới ( i = i’) 1.5.Sự khúc xạ ánh sáng Hình 1.3 1.5.1.Hiện tượng khúc xạ ánh sáng -Hiện tượng khúc xạ ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt ,tia sáng đổi phương đột ngột mặt phân cách tượng khúc xạ ánh sáng 1.5.2.Định luật khúc xạ ánh sáng - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyên so với tia tới SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam Đối với cặp mơi trường suốt định tỉ số - sin góc tới (sin i) với sin góc khúc xạ (sin r) ln ln số.Số không đổi phụ thuộc vào chất hai môi trường gọi chiết suất tỉ đối môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) môi trường chứa tia tới ( mơi trường 1) ,kí hiệu n21 : sin i  n21 sin r - Nếu n21 > r < i , mơi trường chiết quang mơi trường - Nếu n21 < r > i ,môi trường chiết quang mơi trường - Nếu i = r = 0,tia sáng vng góc với mặt phân cách truyền Hìnhthẳng 1.4 1.5.3.Chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối - Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất chân khơng.Ta c có n  v - Chiết suất tuyệt đối khơng khí xấp xỉ 1.Có thể coi chiết suất chất khơng khí chiết suất tuyệt đối - Giữa chiết suất tỉ đối n21 môi trường môi trường chiết suất tuyệt đối n2 n1 chúng có hệ thức : n21  - Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng mơi trường : - n2 n1 n2 v1  n1 v2 Chiết suất tuyệt đối môi trường ln lớn 1.6 Hiện tượng phản xạ tồn phần Xét tia sáng từ mơi trường có chiết suất n1 sang mơi trường có chiết suất n2.( n1 > n2) +Nếu n1 < n2 r < i, nghĩa tia tới cho tia khúc xạ SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam +Nếu n1 > n2 r >i, tia tới cho tia khúc xạ tia phản xạ.Cho góc tới i tăng dần đạt tới giá trị igh góc khúc xạ r   tia khúc xạ nằm trùng với mặt phân cách hai môi trường.Khi i > igh tồn tia sáng tới bị phản xạ khơng cịn tia khúc xạ nữa.Hiện tượng gọi tượng phản xạ toàn phần - Khi bắt đầu có tượng phản xạ tồn phần r    sin r  góc tới góc giới hạn phản xạ tồn phần igh tính theo cơng thức : sin igh  - Nếu mơi trường khơng khí n2 = : sin igh  Hình 1.5 n2  n21 n1 n1 igh (1) (2) (n1 > n2) r SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam CHƯƠNG II : CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC 2.1.Gương phẳng : a, Định nghĩa : Gương phẳng phần mặt phẳng (nhẵn) phản xạ hồn tồn ánh sáng chiếu tới b,Sự tạo ảnh gương phẳng : Hình 2.1 : (a) : Vật thật cho ảnh ảo (b) : Vật ảo cho ảnh thật SH = HS’  Vật thật (trước gương) cho ảnh ảo (sau gương) Vật ảo (sau gương) cho ảnh thật trước gương  Dù vật thật hay vật ảo, ảnh luôn đối xứng với vật qua mặt gương có kích thước vật  Khi phương tia tới không đổi, quay gương phẳng quanh trục vng góc với mặt phẳng tới góc  tia phản xạ quay góc  chiều quay gương  Thị trường gương phẳng góc tạo tia sáng vị trí mép mép với ảnh (là nơi người ta nhìn thấy ảnh vậtl) GP d, Công thức : AB   A' B ' - Đặt : d  OA; d '  OA ' - Ta có : d’ = - d - Độ phóng đại k = A' B ' d'   1 d AB  Vật thật: d > 0; vật ảo d <  ảnh thật d > 0; ảnh ảo d < Hình 2.2 10 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam TK AB   A' B' d d '  (1) G TK AB   A1 B1  A2 B2 d1 d d '  d '  (2) b) Bước 2: Áp dụng công thức sau: df L 1  '  d'  d d fL d  fL Theo sơ đồ (1) ta có cơng thức: Độ phóng đại ảnh A’B’: k   Theo sơ đồ (2) ta có : d1  l  d1' ; d2  l  d1' ; f d'  L d d  fL dfG 1  '   d'  d1 d1 fG d  fG d f 1  '   d2'  L d2 d2 f L d2  f L Độ phóng đại ảnh qua hệ : k '  A2 B2 d 2' d1'  d d1 AB Bài tập : Cho thấu kính hội tụ (O) có tiêu cự f = 12 cm gương phẳng (G) đặt vng góc với trục (O) cách (O) khoảng a = 24cm cho mặt phản xạ gương hướng vào (O).Một vật phẳng nhỏ AB đặt trục thấu kính , thấu kính gương a, Khoảng cách từ vật đến gương 4cm.Chứng minh tìm hai vị trí đặt (M) để thu ảnh rõ nét vật Xác định vị trí tỉ số độ lớn hai ảnh tương ứng vật AB b, Xác định vị trí vật AB cho hai ảnh có tỉ số độ lớn 3.Vẽ ảnh vật trường hợp Giải : AB  A1B1  A2 B2 a, Sơ đồ tạo ảnh : A ' B '  d d1 d (O ) d ' (G ) (O ) d '  d '  -Xét tạo ảnh liên tiếp : 93 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam  d1  4cm '  d1  d1  4cm +Với A1B1 :  d2  l  d1'  24   28cm  +Với A2B2 :  ' d2 f 28.12 d2  d  f  28  12  21cm  d  20cm  +Với A’B’ :  ' df 20.12 d  d  f  20  12  30cm  -Vì hai ảnh A2B2 A’ B’ hai ảnh thật nên đặt hai vị trí cách thấu kính 21 cm 30 cm ta thu ảnh rõ nét vật - Tỉ số độ lớn hai ảnh tương ứng :  d2'  d1'   21  4              d2  d1   28   + Với A2B2 : k    +Với A’B’ : k '   d' 30 3   d 20 Vậy có hai vị trí đặt để thu ảnh rõ nét màn, hai vị trí cách thấu kính 21 cm 30cm.Tỉ số độ lớn hai ảnh tương ứng  3 b, Vị trí vật AB để hai ảnh có tỉ số độ lớn : -Xét tạo ảnh liên tiếp ta có :  d1  x '  d1  d1   x +Với A1B1 :  d2  l  d1'  24  x  28cm  +Với A2B2 :  ' d2 f (24  x).12 (24  x).12 d2  d  f  24  x  12  x  12  d  24  x  +Với A’B’ :  ' df (24  x).12 (24  x).12 d  d  f  24  x  12  12  x  -Tỉ số độ lớn hai ảnh tương ứng : 94 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam  d2'  d1'   12          d2  d1   12  x  + Với A2B2 : k    +Với A’B’ : k '   d' 12  d x 12 -Để tỉ số độ lớn hai ảnh : 12  12    x  12 x 12  x  6cm; x  24cm + k  k'   11 12  12  12  x  12 x 12 12  12   x  12 x  12  x  6cm; x  24cm + k'  k   21 22  12  12  x  12 x  12 Vì AB vật thật nằm thấu kính hội tụ (O) gương phẳng (G) nên < x < 24, AB phải đặt vị trí cách gương phẳng 6cm Hình 4.47 Bài tập 2: Gương phẳng (G) đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ (O) ,có tiêu cự f = 6cm, cách thấu kính khoảng a , mặt phản xạ hunogws phía thấu kính.Điểm sáng S đặt trục (O) , trước gương cách gương 1cm.Ta thấy có hai vị trí cách 3cm đặt (E) để thu ảnh rõ nét S a, Vẽ ( giải thích đầy đủ ) hai ảnh S b, Xác định a khoảng cách từ (O) tới hai ảnh nói 95 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam c, Để giảm 1/5 khoảng cách hai ảnh, phải dịch chuyển điểm sáng bao nhiêu, theo chiều ? (G) (O) cố định Giải : a, Vẽ ảnh : Giải thích : + S qua thấu kính (O) cho ảnh thật S’ (thu E) + S qua gương G cho ảnh ảo S1 đối xứng với S qua gương D S1 trở thành vật thật thấu kính (O) , qua (O) cho ảnh thật S2 ( hứng E ) Như vậy, có hai vị trí đặt (E) để thu hai ảnh thật nói b, Xác định a khoảng cách từ S đến (O) : d = x = a -1 S  S1  S2 Sơ đồ tạo ảnh : S '  d d1 d (O ) d ' (G ) (O ) d '  d '  Xét tạo ảnh liên tiếp : d1  1cm ' d1  d1  1cm + Với S1 :  (1) d2  a  d1'  x   28cm  + Với S2 :  ' d2 f ( x  2).6 6( x  2) d  d  f  x    x   d  x  + Với S’ :  ' df 6x d  d  f  x   Hình 4.48 (2) (3) -Hai vị trí cách 3cm đặt (E) để thu ảnh rõ nét S nên : d '  d2'   6x 6( x  2)    x2 10x  x 6 x4  x1  0( L); x2  10cm( N )  a  x   10   11cm -Khoảng cách từ (O) đến hai ảnh nói : 96 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền d2'  6( x  2) 6(10  2)   12cm x4 10  d'  6x 6.10   15cm x  10  GVHD : Th.S Trần Bá Nam Vậy khoảng cách gương (G) (O) a = 11cm ; khoảng cách từ (O) đến hai ảnh 12 cm 15cm c, Khoảng dịch chuyển điểm sáng : - Khi giảm 1 khoảng cách hai ảnh khoảng cách hai ảnh cịn : 3-3 =2,4cm 5 - Gọi x1 khoảng cách từ S đến (O) để khoảng cách hai ảnh 2,4 cm :  d '  d2'  2,4cm Với d2 = a – x1 = 11 – x1 =; d '2  d'  d2 f (11  x1 ).6 (11  x1 )6   d2  f 11  x1   x1 x1 x1 (11  x1 )6 df     2,  x1  10, 2cm d  f x1  x1   x1  x  x1  x2  10,2 10  0,2cm Vì x1 > x2 nên S dịch chuyển 0,2 cm lại gần (O) Bài tập : Một gương cầu lõm (G) thấu kính hội tụ (L) tiêu cự f đặt cách khoảng 3f cho trục trùng mặt phản xạ gương hướng vào thấu kính Một vật phẳng nhỏ đặt trục, vng góc với trục,trong khoảng thấu kính gương a, Chứng minh hệ gương thấu kính ln cho hai ảnh vật.Xác định vị trí vật để : + Hai ảnh thật + Một ảnh thật, ảnh ảo b, Xác định vị trí vật để hai ảnh ảnh thật cách khoảng 2f.Tính tỉ số độ lớn hai ảnh vẽ hai ảnh 97 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam c, Xác định vị trí vật để hệ cho ảnh thật chiều với vật,lớn gấp lần vật Giải : a, Chứng minh hệ cho hai ảnh : (O ) (G ) (O ) AB  A1B1  A2 B2 -Hệ cho hai ảnh theo sơ đồ tạo ảnh sau : A ' B '  d d1 d d ' d '  d '  -Vị trí vật : Đặt x = O2A ( < x < 3f ) d  f  x  + Với ảnh A’B’ :  ' df (3 f  x) f (3 f  x) f d  d  f  f  x  f  f  x  (1) d1  x  + Với ảnh A1B1 :  ' d1 f xf d    d1  f x  f   xf xf  f ' d  l  d  f    x f x f   xf  f + Với ảnh A2B2 :  (2) f d f xf  f x  f d '     d2  f xf  f x2f f  x f  x 3f d’ + d’2 + 2f + 3f   + 3f -Để hai ảnh thật : ( d’ > )  ( d’2 > )  x = d1 < -Để ảnh thật ảnh ảo : 98 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền + Hoặc ( d’ > )  ( d’2 < )  GVHD : Th.S Trần Bá Nam 3f < x = d1 < 2f + Hoặc ( d’ < )  ( d’2 > )  2f < x = d1 < 3f b, Vị trí vật để hai ảnh thật cách khoảng 2f : Để hai ảnh thật : x < 3f (3) ' ' Để hai ảnh cách 2f : d  d2  f (4)  (3 f  x) f xf  f  2f 2f x x2f  xf x 2f  2 2f x 2f x Vì x < 3f 4f x  2f – x > , =2  x= 2f x  d2'   d1'   d  A2 B2 A2 B2 A1B1 AB Tỉ số độ lớn hai ảnh : k  ' '          AB A1B1 AB A' B'  d2   d1   d '   xf  f  x2f  k    xf  f  x f   xf    f    x  f    f  x     x  f    x  f   x  f  x         f  x     1 f  f  Vậy tỉ số dộ lớn hai ảnh k = Hình 4.49 c, Vị trí vật để hệ cho ảnh thật chiều gấp lần vật 99 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam Ta thấy : Ảnh A’B” thật ln ngược chiều với vật nên ảnh A2B2 ảnh  d'   d'  f f thật chiều với vật , k = +2 hay k = k1.k2 =       = 2d  f d  d1   d2  Vậy để hệ cho ảnh thật chiều gấp hai lần vật d  f Bài tập 4: Một gương cầu lõm thấu kính hội tụ tiêu cự f đặt đồng trục, cách khoảng l = 2f Vật phẳng, nhỏ AB đặt trục chính, vng góc với trục khoảng gương thấu kính a, Chứng tỏ hệ ln ln cho hai ảnh vật có ảnh thật, ngược chiều vật b, Định vị trí vật để hai ảnh thật cách khoảng l’ cho trước Giải: Tính chất ảnh Quang hệ tạo hai ảnh vật theo sơ đồ sau: ( L) (G ) ( L) A1' B1'  AB  A2 B2   A2' B2' d1 d2 d3 d '  d '  d '  Lần lượt khảo sát ảnh + Với A1’B1’: Đặt : OL A  x  d1  x   d1  f  d1'  d1 f fx  d1  f x  f '   f  d1  f d1  f   d1  Ta suy ra:  với  '  0  d1  f d1  f   d1  hay f  x  f hay  x  f Vậy ảnh A1’B1’ thật ảo tùy vị trí vật d  l  x  f  x  + Với A2B2:  ' 2 f  x f d2 f d  d  f  f x  100 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền Độ phóng đại ảnh : k2   GVHD : Th.S Trần Bá Nam d2' f  d2 x  f   f  x  f   fx ' d3  l  d  f  f x f x  Với A2’B2’:   d '  d3 f  x  d3  f Độ phóng đại ảnh : d3' f  x k3    d3 f Ta có:  f x A2' B2' A2' B2' A2 B2 f   k3k2    1  f x  f AB A2 B2 AB     Vậy ảnh A2’B2’ có d3’ = x > nên ảnh thật,có k= k2k3= -1 nên ngược chiều vật Vị trí vật Ảnh A2’B2’ luôn thật Để hai ảnh thật, cần ảnh A1’B1’ thật Ta phải có : d1'   d1  f   d1  x  f ' ' ' Ta cịn phải có: d3  d1  l (*) Theo kết câu a: d3' x  f x   1 d1' f f Vì d 3' f  x  f ta có: '  d1 Vậy điều kiện (*) trở thành: d1'  d3'  l '  fx  x  l' x f    x2  l '  f x  fl '  101 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền  Ta có:   l '  f  GVHD : Th.S Trần Bá Nam  fl '  l '2  f  2 f  l   x ' l '2  f 2 Ta ln tìm x để hai ảnh thật cách khoảng l’ cho trước Bài tập : Một bể chứa nước hình hộp chữ nhật,thành bể phía trước thủy tinh có bề dày khơng đáng kể,thành bể phía sau gương phẳng,khoảng cách hai thành bể a = 32 cm Đứng bể có vật phẳng sáng AB thẳng đứng.Đặt thấu kính hội tụ L trước bể ,cách bể khoảng l = 84 (cm) M để thu ảnh vật (hình vẽ ).Ta thấy có hai vị trí cách khoảng d = 2cm thu ảnh rõ nét vật màn,độ cao ảnh M (cm) 4,5 (cm).Tìm tiêu cự thấu kính,khoảng cách từ thấu kính đến thành bể phía trước độ cao vật.Cho biết chiếu suất nước 4/3 Giải : -Sơ đồ tạo ảnh : +Chùm sáng từ AB tới thành bể trước ( tia sáng truyền từ phải sang trái ) : ( BMSS ) ( L) AB   A1B1   A1' B1' +Chùm sáng từ AB tới gặp gương trước ( tia sáng truyền từ trái sang phải ): (G ) ( BMSS ) ( L) AB   Ax Bx   A2 B2   A2' B2' 102 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam Hình 4.50 - Xét ảnh A1' B1' : vật AB qua mặt song song (lớp nước BI) có bề dày , với BB1 = Ta có : a cho ảnh A1B1 a (  ) = 4cm A1B1 = AB Vật A1B1 qua thấu kính cho ảnh A1' B1' = 6cm n 1  '  d1 d1 f ; A1' B1' d'   A1B1 AB d1 (1) - Xét ảnh A2' B2' : vật AB qua mặt song song (lớp nước BH) có bề dày a tới gương sau phản xạ từ gương lại qua mặt song song HI có bề dày a, tới thấu kính L để có ảnh cuối A2' B2' = 4,5 cm.Vì ta xem Vật AB qua gương có ảnh AxBx đối xứng gương (HBx = HB = a ; AxBx = AB ),sau AxBx qua mặt song song có bề dày tổng cộng BxH + BH = a + 3a a = cho ảnh A2B2 với A2B2 = AxBx 2 = AB Bx B2  3a (1  )  12cm n Như vật A2B2 cách A1B1 khoảng : B1B2 = B1B + HB + HBx – BxB2  B1B2 = + 16 + 16 – 12 =24 cm Ta có : B1I = HI – H B1 = 32 – ( HB + BB1 ) = 32 – ( 16 + ) = 12 cm d1 = l + B1I = 84 + 12 = 96 cm - Do A2B2 cách thấu kính : d2 = d1 + B1B2 = 96 + 24 = 120 Theo đầu : d’2 = d’1 – a = d’1 – (2) (3) 103 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền Ta lại có : 1  '  d2 d2 f GVHD : Th.S Trần Bá Nam ; A2' B2' 4,5 d2'   A2 B2 AB d2 (4) Thay d1 vào (1) ,d2 vào (4) Từ (1) , (3) , (4) ta rút : 1 1  '   ' 96 d1 120 d1   120d1' (d1'  2)  120.96.(d1'  2)  96d1' (d1'  2)  120.96d1'  (120d1'  96d1'  120.96)(d1'  2) 120.96d1'   (24d1'  120.96)(d1'  2)  120.96d1'  24d1'2  2.24d1'  2.120.96   d1 32cm( N )   d ' 30cm( L )  ' Thay d’1 vào (1) ta rút : d1d1' 96.32 d1' 32 f    24 cm    AB  18cm ; ' d1  d1 96  32 d1 AB 96 Vậy : d1 = 96cm ; d’1= 32cm ; AB = 18cm ; f = 24cm 104 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam KẾT LUẬN Được giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Trần Bá Nam,sau trình sưu tầm, tuyển chọn giải tập hay – khó Quang hệ đồng trục ,khóa luận em thực nhiệm vụ đề sau :  Hệ thống kiến thức quang hình học quang hệ đồng trục  Sưu tầm, tuyển chọn, hệ thống-phân loại giải chi tiết tập hay khó hệ quang học đồng trục Qua trình thực em nhận thấy hệ thống tập phần đa dạng, phong phú đồng thời hay đề thi học sinh giỏi quốc gia quốc tế.Em hi vọng khóa luận tài liệu tham khảo hữu ích cho học sinh, sinh viên bạn đồng nghiệp nghiên cứu, giảng dạy chuyên sâu hệ quang học đồng trục Mặc dù em cố gắng nhiều trình thực đề tài khả tìm tịi tư liệu vốn kiến thức cịn hạn chế nên khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót.Em kính mong nhận xét, dạy thầy cô đóng góp ý kiến bạn để đề tài hoàn chỉnh 105 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 11 ( tập – Nguyễn Phú Đồng (chủ biên) – NXB tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh ) 2.Giải toán vật lý ( tập – Bùi Quang Hân –NXB Giáo dục) 3.Tuyển tập đề thi Olympic Vật lý 11 ( Bộ Giáo dục Đào tạo – NXB Giáo dục) Tuyển tập đề thi học sinh giỏi Vật lý 12( Bộ Giáo dục Đào tạo – NXB Giáo dục) 6.Tuyển tập toán nâng cao Vật lý 11 ( GS.TS Vũ Thanh Khiết – NXB Đại học quốc gia Hà Nội) 7.200 Bài tốn Quang hình ( GS.TS Vũ Thanh Khiết – NXB Đồng Nai ) 8.Đề thi tuyển sinh Đại học ( Bộ Giáo dục Đào tạo – NXB Giáo dục) 9.Tuyển tập toán Vật lý ( Lê Văn Thông – NXB trẻ) 10.Tuyển tập tập vật lý nâng cao THPT ( tập - Nguyễn Quốc Quýnh – NXB Trẻ ) 11.Các đề thi học sinh giỏi Vật lý (2001-2010) ( GS.TS Vũ Thanh Khiết – Vũ Đình Túy – NXB Giáo dục ) 12.Những tập Vật lý hay khó ( tập – GS.TS Vũ Thanh Khiết – NXB Quốc Gia Hà Nội) 106 SVTH: Hồ Thị Diệu Hiền GVHD : Th.S Trần Bá Nam 107 ... giải tập thấu kính, đặc biệt phần ? ?Hệ quang học ghép đồng trục “ Chính lý em mạnh dạn chọn đề tài ? ?Hệ thống tập hay khó hệ Thấu kính ghép đồng trục? ?? .Hệ thống tập giúp giáo viên dễ dàng lựa chọn tập. .. Nam Chương IV : HỆ THỐNG BÀI TẬP HAY VÀ KHÓ VỀ HỆ QUANG HỌC ĐỒNG TRỤC VẤN ĐỀ : HỆ THẤU KÍNH GHÉP THẤU KÍNH DẠNG : Vật đặt trước hệ thấu kính Dạng 1: Vật đặt trước hệ: 1) Phương pháp giải chung:... Khoảng cách hai thấu kính là: O1O2=15+20=35(cm) Bài tập : Hệ hai thấu kính hội tụ L1,L2 đặt đồng trục, cách a= 40cm Thấu kính L1 có đường kính vành ngồi D1 = 2cm, tiêu cự f1 = 10cm thấu kính L2