Bài 1. Cho hai thấu kính “phẳng – lồi” giống nhau, tiêu cự f = 40cm,
đồng trục; các mặt lồi tiếp xúc nhau. Chúng được giữ bởi một vành khít kín để người ta có thể đổ một chất lỏng vào phần giữa của chúng.
1. Giữa hai thấu kính là không khí. Xác định ảnh của một điểm sáng nằm trên trục chính và cách xa hệ 40cm. A B O1 O2 M0 M1 M2 (L1) (L2)
2. Đổ đầy khoảng trống giữa hai thâu kính một chất lỏng chưa biết chiết suất. Ảnh của vật ở câu 1 dời xa vị trí cũ 80cm. Biết chiết suất của thủy tinh cấu tạo thấu kính là 1,5. Tính chiết suất của chất lỏng. Bề dày của hệ rất nhỏ.
Bài 2. Hai thấu kính L1 và L2 có trục chính trùng nhau. Một vật phẳng nhỏ AB đặt trước L1, vuông góc với trục chính cho một ảnh rõ nét cao 1,8cm trên màn E đặt tại M0 sau L2 (hình vẽ). Nếu giữ nguyên AB và L1, bỏ L2 đi thì phải đặt màn E tại điểm M1 sau M0, cách M06cm mới thu được ảnh của vật và ảnh cao 3,6cm. Còn nếu giữ nguyên AB và L2, bỏ L1 đi thì phải đặt màn E sau M1 và cách M12cm mới thu được ảnh của vật và ảnh cao 0,2cm. Hãy xác định độ cao của vật AB và tiêu cự của hai thấu kính.
Bài 3. Đặt vật sáng AB = 2cm vuông góc với trục chính xx’ của một thấu
kính, người ta thu được ảnh A’B’ = 1cm ngược chiều với AB và cách AB một khoảng 225cm.
1. Bằng cách vẽ hình, hãy xác định vị trí và tiêu cự của thấu kính. Thấu kính thuộc loại gì?
2. Bây giờ, thay cho thấu kính nói trên, người ta đặt một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1 = 352mm, có trục chính trùng với xx’ và cách AB một khoảng 176cm. Để thu được ảnh A’’B’’ hoàn toàn trùng với ảnh A’B’ nói trên, người ta phải ghép thêm một thấu kính L2. Hỏi thấu kính L2 thuộc loại thấu kính gì? Xác định tiêu cự của L2 và khoảng cách giữa L2 và L1.
Bài 4. Một điểm sáng S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L1có tiêu cự f1 = 25cm. Người ta hứng được ảnh S’ trên màn E đặt vuông góc với trục chính.
1. Xác định vị trí của vật và màn đối với thấu kính để khoảng cách giữa vật và màn là nhỏ nhất.
2. Vị trí của vật, thấu kính và màn ở câu 1 được giữ cố định. Sau L1, đặt một thấu kính L2 đồng trục với L1 và cách L1 một khoảng 20cm. Trên màn xuất hiện một vệt sáng. Hãy tính tiêu cự của L2 trong các trường hợp sau:
a. Vệt sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến màn.
b. Vệt sáng trên màn có đường kính tăng gấp đôi khi tịnh tiến màn ra xa thêm 10cm.
c. Vệt sáng trên màn có đường kính giảm một nửa khi tịnh tiến màn ra xa thêm 10cm.
Bài 5. Cho quang hệ đồng trục gồm thấu kính phân kì L1 và thấu kính hội tụ L2. Một điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ, trước L1 một đoạn 20cm. Màn E đặt vuông góc với trục chính của hệ, sau L2 và cách L2 một đoạn 30cm. Khoảng cách giữa hai thấu kính là 50cm. Biết tiêu cự của L2 là 20cm và hệ cho ảnh rõ nét trên màn. Thấu kính phân kì L1 có dạng “phẳng – lõm”, bán kính mặt lõm là 10cm.
1. Tính tiêu cự của thấu phân kì L1 và chiết suất của chất làm thấu kính này.
2. Giữ S, L1 và màn E cố định, người ta thay thấu kính L2 bằng một thấu kính hội tụ L đặt đồng trục với L1.
Dịch chuyển L từ sát L1 tới màn thì vệt sáng trên màn không bao giờ thu nhỏ lại thành một điểm, nhưng khi L cách màn 18cm thì đường kính vệt sáng trên màn là nhỏ nhất. Tính tiêu cự của thấu kính L.
IV. Kết luận:
Trên đây là một số bài toán quang hình về hệ thấu kính đồng trục, nhằm trang bị các kiến thức cơ bản và phương pháp giải toán bước đầu cho học sinh.
Đối với Yên Bái, khi triển khai giảng dạy, tôi nhận thấy các em học sinh bắt đầu học quang hình đều có thể tiếp thu và nắm vững được, đặc biệt là về các thủ thuật giúp cho lời giải một số bài toán trở nên đơn giản và ngắn gọn. Trên cơ sở đó, các em sẽ tiếp cận được với các bài toán thi ở mức độ khó hơn.
Do nguồn tài liệu không nhiều và năng lực của thầy và trò ở một tỉnh miền núi còn hạn chế, tôi xin mạnh dạn trình bày nội dung này với mong muốn được trao đổi, học hỏi các đồng nghiệp ở các tỉnh bạn vốn có điều kiện tốt hơn.
--- HẾT ---
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Sách giáo khoa Vật lí 11 – NXB Giáo dục Việt Nam.
2. Bài tập Vật lí 11 – Tài liệu chuyên Vật lí – NXB Giáo dục Việt Nam. 3. Bài tập Điện học – Quang học – Vật lí hiện đại – NXB Giáo dục Việt Nam.