CHUYEN DE QUANG LOP 9 1

Bài 7: Moät vaät saùng AB cao 10cm ñöôïc ñaët vuoâng goùc vôùi truïc chính cuûa moät thaáu kính phaân kì ôû taïi tieâu ñieåm (h 3.11)... Duøng maùy aûnh ñeå chuïp vaät naøy thì thaáy a[r]

Quang học 9 1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Là tượng tia sáng truyền từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác bị gãy khúc mặt phân cách hai môi trường

- Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang mơi trường suốt rắn, lỏng khác góc khúc xạ nhỏ góc tới

- góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ tăng (giảm)

- Khi góc tới góc khúc xạ 0, tia sáng không bị gãy khúc truyền qua môi trường

2./ Thấu kính hoi t ụ – Aûnh tạo thấu kính hoi t ụ : a./ Thấu kính hoi tụ :

- Thấu kính hoi tụ thường dùng có phần rìa mỏng phần

- Mỗi thấu kính hội tụ có tiêu điểm F F’, nằm phía thấu kính , cách quang tâm

- Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm gọi tiêu cự thấu kính - Chùm tia tới song song với trục thấu kính hoi tụ cho chùm tia ló hoi tụ - Đường truyền số tia sáng đặc biệt qua thấu kính hoi tụ:

+Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng

+Tia tới song song với trục cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm

+Tia tới qua tiêu điểm cho tia ló song song với trục b./ Aûnh tạo thấu kính hoi tụ:

- Vật thật tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật - Vật thật tiêu cự cho ảnh ảo chiều lớn vật - Vật ảo có ảnh thật chiều nhỏ vật

- Khi vật đặt tiêu điểm F ảnh xa vơ cực ta khơng hứng ảnh

- Vật đặt vng góc với trục thấu kính cho ảnh vng góc với trục thấu kính

3./ Thấu kính phân kì – nh tạo thấu kính phân kì : a./ Thấu kính phân kì:

- Thấu kính phân kì thường dùng có phần rìa dày phần

- Mỗi thấu kính hội tụ có tiêu điểm F F’, nằm phía thấu kính , cách quang tâm

- Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm gọi tiêu cự thấu kính

- Chùm tia tới song song với trục thấu kính phân kìï cho chùm tia ló phân kì - Đường truyền số tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì :

+Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng

+Tia tới song song với trục cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm

- Vật sáng đặt vị trí trước thấu kính phân kì cho ảnh ảo , chiều , nhỏ vật khoảng tiêu cự

- Vật ảo tiêu cự cho ảnh thật chiều lớn vật vật ảo tiêu cự cho ảnh ảo ngược chiều với vật

- Khi vật đặt xa TK ảnh ảo có vị trí cách TK khoảng tiêu cự

- Vật đặt vng góc với trục thấu kính cho ảnh vng góc với trục thấu kính

4

Mét sè KT cã liªn quan a Quang hÖ

+ Quang hÖ (hÖ quang häc)

Quang hệ dãy nhiều môi trờng suốt đồng tính, đặt nối tiếp ngăn cách mặt hình học xác định, thờng mặt phẳng, mặt cầu có tâm nằm đờng thẳng Quang hệ nh gọi quang hệ trc tõm

+ Đờng thẳng nối tâm gọi quang trơc hay trơc chÝnh cđa hƯ trùc t©m b Điểm sáng thật - điểm sáng ảo Vật thật vật ảo.

- Điểm sáng thật (A) ®iĨm s¸ng tháa m·n:

+ Đối với chiều truyền ánh sáng, đứng trớc quang hệ + Chùm sáng từ A đến quang hệ chùm phân kì

- Vật tạo điểm sáng thật gọi lµ vËt thËt

- Nếu tia sáng lẽ hội tụ A nhng bị quang hệ chắn lại, không hội tụ đợc A mà có đờng kéo dài chúng cắt A A đợc xem điểm sáng ảo

- Vật xác định từ điểm sáng ảo gọi vật ảo

* Cách vẽ đường truyền tia sáng qua TK với tia tới bất kì. B1: Vẽ tiêu diện (với TKPK tiêu diện ảo)

B2: Vẽ trục phụ song song với tia tới SI, cắt tiêu diện F’(tiêu điểm phụ) B3: Vẽ tia ló qua F1’ (hoặc có đường kéo dài qua F1’ trường hợp TKPK)

B i tà ậ p ph n quang hầ c.ọ

Bài : Hai điểm sáng S1 S2 nằm trục chính, hai bên thấu kính hội tụ, cách thấu kính cm 12 cm Khi ảnh S1 ảnh S2 tạo thấu kính trùng

a, Hãy vẽ hình giải thích tạo ảnh b, Từ hình vẽ tính tiêu c ca thu kớnh Điểm sáng thật

A A Điểm sáng ảo Quang hệ Quang hÖ

I

S

F O F F1’

S

I

Bài 2: Trên hình vẽ xy trục của thấu kính, AB vật sáng, A’B’ ảnh AB qua thấu kính Bằng cách vẽ xác định: Vị trí, tính chất, tiêu điểm thấu kính (lí lại vẽ nh vậy) A’B’ ảnh ? Vì ?

B i 3à : Trên hình vẽ ,() trục thấu kính hội tụ, AB ảnh vật AB ( AB ) a) AB ảnh thật hay ảnh ảo? Tại sao?

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

c) Gọi d khoảng cách từ vật đến thấu kính , f tiêu cự thấu kính Giả sửchiều cao h’ ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h vật sáng Hãy thiết lập công thức nêu lên mối liên hệ d f trờng hợp

B i 4à : Cho AB vật, A'B' ảnh qua thấu kính ảnh vật vng góc với trục thấu kính

a) Bằng phép vẽ xác định: Vị trí, tính chất, trục chính, quang tâm, tiêu điểm thấu kính

b) Hãy vẽ đờng tia sáng xuất phát từ A tới thấu kính Tia khúc xạ qua điểm M

B i 5à Cho thấu kính hội tụ có trục (), quang tâm O, tiêu điểm F, A’ ảnh điểm sáng A nh hình vẽ Hãy xác định vị trí điểm sáng A cách vẽ Nêu rõ cách vẽ

Bµi 6:

Trên hình 4a hình 4b: X1 X2 quang trục,AB vật sáng,A’B’ ảnh AB qua thấu kính L1,L2

a.Xác định thấu kính thuộc loại gì?

b.Mơ tả cách vẽ đường tia sáng vẽ để xác định vị trí thấu kính tiêu điểm nó? A’ A

A A’

B’ B X1 B’ B X2 Hình 4a Hình 4b

Bài 7: Một vật sáng AB cao 10cm đặt vng góc với trục thấu kính phân kì tiêu điểm (h 3.11) Cho biết thấu kính có tiêu cự f = 20cm

a Dựng ảnh A’B’ AB qua thấu kính cho

b Xác định khoảng cách từ ảnh đến thấu kính độ cao ảnh ?

A B'

B i à 8 Một vật cao 120cm đặt cách máy ảnh 3m Dùng máy ảnh để chụp vật thấy ảnh cao

2cm

a./ Hãy dựng ảnh vật phim ( khơng cần tỉ lệ ) b./ Tính khoảng cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh

B ià Một mắt có tiêu cự thuỷ tinh thể là2cm không điều tiết a./ Khoảng cách từ quang tâm đến màng lưới 1,5cm Mắt bị tật ? b./ Để ảnh vật lên màng lưới phải đeo kính ?

B ià 10 Một vật đặt cách kính lúp 6cm Cho biết tiêu cự kính lúp 10cm a./ Dựng ảnh vật qua kính lúp ( khơng cần tỉ lệ )

b./ Aûnh ảnh thật hay ảnh ảo ? Lớn hay nhỏ vật ?

Bài 11:Vật sáng AB qua thấu kính hội tư tiêu cự f cho ảnh thật A’B’ Gọi giao điểm thấu kính với trục quang tâm O thấu kính

Đặt OA = d : khoảng cách từ vật đến thấu kính ; OA’ = d’ : khoảng cách từ ảnh đến thấu kính ; OF = f : khoảng cách từ tiêu điểm đến thấu kính

a/ Chứng minh : A'B'

AB =

d' d

1

d'+

1 d=

1 f

Áp dụng AB = 2cm ; d = 30cm ; d’ = 150cm Tìm tiêu cự f độ lớn ảnh A’B’ b/ Từ vị trí ban đầu cách thấu kính 30cm, cho vật sáng AB tiến gần thấu kính thêm 10cm Hỏi ảnh A’B’ di chuyển khoảng nào?

Bài 12.Vật sáng AB đặt vuông góc với trục thấu kính hội tụ cho ảnh thật A’B’ cao 2cm Giữ thấu kính cố định, dời AB lại gần thấu kính đoạn 45cm ảnh thật A”B” cao 20cm Biết khoảng cách hai ảnh thật A’B’ A”B” 18cm Hãy xác định :

a/ Tiêu cự thấu kính b/ Vị trí ban đầu vật ( Khi giải tốn này, thí sinh sử dụng trực tiếp công thức : d'1+1

d= f

A'B'

AB =

d' d , d: khoảng cách từ vật đến thấu kính ; d’: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính ; f : tiêu cự thấu kính )

B i 13: à Khoảng cách từ thể thủy tinh đến lưới mắt 2cm (coi không đổi) Khi nhìn vật xa mắt khơng phải điều tiết tiêu điểm thể thủy tinh nằm lưới Hãy tính độ thay đổi tiêu cự thể thủy tinh chuyển từ trạng thái nhìn vật xa sang trạng thái nhìn vật cách mắt 84cm

Bài 14 Cho hệ TK – Gơng phẳng nh hình vẽ Chiếu vào TK tia sáng song song với trục TK Vẽ nêu NX đờng truyền chùm sáng

Bài 15: Trên hình vẽ tia (1) sau khúc xạ qua TK qua điểm A Hãy vẽ tiếp đờng truyền của tia (2) qua TK

F F’ O

(2)

Đáp án Bài

Vẽ hình : (HS vẽ hình dưới, cho điểm tối đa phần vẽ hình 0,5 đ)

Giải thích :

- Hai ảnh S1 S2 tạo thấu kính trùng nên phải có ảnh thật ảnh ảo - Vì S1O < S2O  S1 nằm khoảng tiêu cự cho ảnh ảo; S2 nằm khoảng tiêu cự cho ảnh thật

Tính tiêu cự f :

- Gọi S’ ảnh S1 S2 Ta có :

S I // ON1 

S S S I S O

S O S N S O

   

 

  

OI//NF' 

S O S I S O

S F' S N S O f

  

 

    

S O S O  

 = S O S O f

  

 f.S O = 6(S O + f)  (1)

- Vì S I // OM2 , tương tự ta có :

S F S O S M

S O S S S I

  

 

  



S O f S O  

 

  

S O

S O 12  f.S O = 12(S O - f)  (2) Từ (1) (2) ta có : f = (cm)

* C hú y : HS làm cách khác, theo bước:

a, Giải thích tạo ảnh (cho 0,5 đ)

b, Áp dụng cơng thức thấu kính (mà khơng chứng minh cơng thức) cho trường hợp:

+ Với S1 :

1 1

= -

f d (*)

+ Với S2 :

1 1

= +

f 12 d (**) (cho 0,25 đ) Từ (*) (**) tính : f = (cm) d’ = 24 (cm)

c, Áp dụng kết để vẽ hình (cho 0,25 đ) ( Như vậy, điểm tối đa của bài theo cách làm của ý này là 1,0 điểm) Bµi 2:

Nèi B víi B’ kéo dài cắt trục O => O quang tâm thấu kính Vì tia tới quang tâm truyền thẳng => dựng thấu kí

- T B vẽ đờng thẳng // với xy Cắt thấu kính I Nối B với I kéo dài cắt trục F -> F tiêu điểm ảnh thấu kính

M I

N

O F '

F S S

S '

V× tia tíi // víi trơc chÝnh cho tia ló qua tiêu điểm

- Từ B’ vẽ đờng thẳng // với xy, cắt thấu kính J, nối B với J kéo dài cắt xy F’ > tiêu điểm vật thu kớnh

Vì tia tới có phơng qua tiêu điểm cho tia ló // với trục

- AB ảnh ảo giao điểm cđa chïm kÐo dµi cđa tia lã n»m ë sau thấu kính Câu 3: a)ảnh A'B' ảnh ảo Vì A'B' chiều lớn vật

b) Xác định quang tâm O, tiêu điểm F ,F' thấu kính: + Vẽ B'B cắt trục ( ) O O quang tâm

+ VÏ thấu kính hội tụ vuông góc với trục ®i qua O

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

c) Thiết lập công thức liên hệ d f c) Thiết lập công thức liên hệ d f

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

Theo hình vẽ ta có:

OA'B'  OAB nªn A ' B '

AB =

OA'

OA (1)

F'A'B' F'OI nªn A ' B '

OI =

F ' A ' F ' O → A ' B '

OI =

f+OA' f

mµ OI=AB → ABA ' B '=f+OA'

f (2) ( 0,25 điểm ) Từ (1) (2) OA'

OA =

f+OA' f ⇒

OA'

OA =1+

OA'

f ⇒

OA =

1

OA'+

1

f (3) Vì A'B' = 1,5 AB nên từ (1) OA' = 1,5 OA (4)

ThÕ (4) vµo (3) ta cã: f= 3.OA=3d

VËy f=3d C©u 4:

+ AA' cắt BB' O => O quang tâm từ xác định: Trục chính, Tiêu điểm, vị trí thấu kính, tính chất ảnh

+ Do tia lã ®i qua M tia tíi xt phát từ A => tia ló phải qua A' (Vì tia tới xuất phát từ vật tia ló phải qua ảnh)

Câu 5

* V trí điểm Ađựơc xác định nh hình vẽ: * Cách vẽ: - Vẽ A’I song song với trục

- Tia tới từ A cho tia ló song song với trục , có đờng kéo dài qua tiêu điểm

- Tia tới từ A qua quang tâm O cho đờng kéo dài tia ló qua A’

=>Giao cđa tia tíi cã tia lã song song víi trơc tia tới qua quang tâm vị trí điểm sáng A

Câu 6: Loại gơng:

* ảnh S’ khác phía với S Vậy S’ ảnh thật gơng cầu loại gơng cầu lồi

* Vị trí tâm C: Là giao SS’ với MN ( tia sáng đến tâm C có tia phản xạ ngợc trở lại đờng kéo dài qua ảnh

* Vị trí đỉnh O: lấy S1 đối xứng với S’ qua MN + Nối SS1 cắt MN

A

B'

B

A'

( Tia sáng đến đỉnh gơng có tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục ) * Tiêu điểm F : Tia tới // trục phản xạ qua ảnh S’ cắt trục F Sự di chuyển ảnh S’:

a) S xa gơng đờng thng IS//MN

- S xa gơng dịch chuyển IS ảnh S dịch chuyển IS (0,5đ)

* Mà S dịch xa gơng góc α giảm (do SC thay đổi ) Vậy ảnh S’ dịch chuyển dần tiêu điểm, Khi S thật xa (Xa vơ ) S’ tới F

a) S dịch lại gn trờn ng SK

* S dịch chuyển SK ảnh S dịch chuyển KS

* S dịch chuyển lại gần F tăng (SC cắt KS S xa ) Vậy ảnh S dịch xa theo chiều KS’

* Khi S tíi F’ th× SC//KS’,S’ ë xa vô cực

* Khi S dịch chuyển F tới K ảnh ảo S dịch từ xa vô cực tới theo chiều SK Câu

a./ Dựng ảnh (h3.9.G)

- Aûnh A’B’ AB qua thấu kính ảnh ảo

b./ Xác định khoảng cách từ ảnh đến thấu kính độ cao vật Từ hình vẽ ta có :

Tam giác OA’B’ đồng dạng với tam giác OAB tam giác AA’B’ dồng dạng với tam giác

AOI Nên ta có : OA'

OA =

AA'

AO maø OA

’ = A A’ , vaø OA’ + A A’ = O F = f neân :

OA’ = O F/2 = f/2 = 10cm

A’B’ = 5cm

C©u a./ Dựng ảnh vật phim hình vẽ

- A’B’ ảnh AB : ảnh thật nhỏ vật

b./ Tính khoảng cách từ phim đến vật kính :

- Tam giác OA’B’ đồng dạng với tam giác OAB suy : OA’ = 5cm

C©u 10

a./ Do tiêu điểm mắt nằm sau lưới nên mắt mắt lão ( vật vô cực cho ảnh sau màng lưới )

b./ Aûnh cuûa vật qua kính lúp ảnh ảo

- Tam giác OA’B’ đồng dạng với tam giác OAB F’A’B’ đồng dạng với F’OI ta rút

OA’ = 5cm vaø A’B’ / AB = 2,5 laàn

Bài 11

a/ Chứng minh, tiêu cự thấu kính : Hai tam giác đồng dạng OA’B’ OAB : A'B' AB = OA' OA = d' d (1) Hai tam giác đồng dạng F’OI F’A’B’ :

A'B' OI = A'B' AB = F'A' F'O =

OA'−OF'

F'O

d' d=

d'

f −1 =>

1 d'+ d= f (2) A`p dụng (1) & (2) => A’B’ = 10cm ; f = d d'

d+d' = 25cm b/ Sự dịch chuyển ảnh A’B’ :

Khi vật sáng AB dịch chuyển 5cm (từ vị trí ban đầu đến tiêu điểm vật F) ảnh thật A’B’ di chuyển chiều từ vị trí ban đầu xa vơ cực

Khi vật sáng AB di chuyển 5cm (từ tiêu điểm vật F đến gần thấu kính), ảnh ảo A’B’ từ vô cực bên trái, di chuyển chiều với vật sáng AB, tiến tới vị trí cách thấu kính d’ = dfd − f=−100cm (với d = 30-10 = 20cm)

B i 12à

a/ Tiêu cự thấu kính d2 = d1 – 45 (1)

d’2 = d’1 + 18 (2) k1=A1B1

AB ;k2=

A2B2 AB =>

k2 k1

=A2B2 A1B1

=10 => k2 = 10k1

 f −df

2

=10 f

f −d1 => f – d1 = 10(f – d2) (3) Thay (1) vào (3) => d1 = f + 50 d2 = f + (2) => d2f

d2− f

− d1f d1− f

=18 => f = 10cm b/ Vị trí ban đầu d1

d1 = 60cm

BÀi 13: Sự thay đổi tiêu cự thể thủy tinh

Khi nhìn vật xa mắt khơng phải điều tiết tiêu điểm thể thủy tinh nằm lưới , tiêu cự thể thủy tinh f1 = 2cm

Khi nhìn vật cách mắt 84cm, ảnh vật rõ lưới tương ứng với tiêu cự thể thủy tinh

f = d+d d'd'=84

84+2=1,95 cm

Độ thay đổi tiêu cự thể thủy tinh : f1 – f = 0,05cm

0,5 đ