1. Định nghĩa - cơng dụng : Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng gĩc trơng ảnh của những vật ở rất xa.
2. Cấu tạo : Cĩ hai bộ phận chính là vật kính và thị kính.
• Vật kính L1 : Là một thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự dài.
• Thị kính L2 : Là thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự ngắn đĩng vai trị của kính
lúp.
Trục chính của vật kính và thị kính trùng nhau và khoảng cách giữa
chúng cĩ thể thay đổi được.
3. Cách ngắm chừng:
Vật AB ở rất xa ( coi như ở vơ cực) qua vật kính cho ảnh thật A1B1 ở tiêu
điểm ảnh F1 của vật kính. Thị kính được dùng như một kính lúp để quan sát
ảnh A1B1. Aûnh cuối cùng A2B2 là một ảnh ảo. Mắt đặt sát sau thị kính để
quan sát ảnh A2B2.
+ Sự thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính để ảnh A2B2 nằm
trong giới hạn nhìn rõ của mắt gọi là sự ngắm chừng của kính thiên văn.
4. Độ bội giác khi ngắm chừng ở ∞:
Khi ngắm chừng ở vơ cực thì F1’ ≡ F2 lúc này A1B1 ở F2, ảnh A2B2 ở vơ cực. Ta cĩ : 2 1 f B A tgα = 1 và 1 1 0 f B A tgα = 1 ⇒ 2 1 0 f f tg tg G = α α = ∞
Trang 444444 44 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học
Câu hỏi:
Kính hiển vi: định nghĩa, cấu tạo, cách ngắm chừng, lập cơng thức độ bội
giác khi ngắm chừng ở vơ cực.
Kính thiên văn: định nghĩa, cấu tạo, cách ngắm chừng, lập cơng thức độ
bội giác khi ngắm chừng ở vơ cực.
Bài tập:
Vật kính của một kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 =1cm và thị kính cĩ tiêu cự f2
= 4cm. Hai kính cách nhau 17cm. Tính độ bội giác của kính trong trường hợp ngắm chừng ở vơ cực. Lấy Đ = 20cm.
Đáp số: 75.
Chứng minh cơng thức tính độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở
điểm cực cận là GC = |k1|.|k2|. Trong đĩ k1 là độ phĩng đại ảnh qua vật kính,
k2 là độ phĩng đại ảnh qua thị kính.
Aùp dụng: Vật kính của một kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 =1cm và thị kính cĩ
tiêu cự f2 = 4cm. Chiều dài quang học của kính là 17cm. Tính độ bội giác của
kính trong trường hợp ngắm chừng cực cận. Lấy Đ = 20cm.
Đáp số: 91
Một người mắt khơng bị tật quan sát một vật rất nhỏ qua kính hiển vi.Vật
kính của kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 =1cm và thị kính cĩ tiêu cự f2 = 4cm. Chiều dài quang học của kính là 15cm. Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của người đĩ là 20cm. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước vật kính.
➃ Vật kính của một kính thiên văn học sinh cĩ tiêu cự 1,2 m. Thị kính là một thấu kính hội tụ cĩ cĩ tiêu cự 4cm.
a/ Tính khoảng cách giữa hai kính và độ bội giác của kính thiên văn trong trường hợp ngắm chừng ở vơ cực.
b/ Một học sinh dùng kính thiên văn trên để quan sát Mặt Trăng. Điểm cực viễn của mắt học sinh đĩ cách mắt 50cm. Tính khoảng cách giữa hai kính và độ bội giác của kính khi học sinh đĩ quan sát trong trạng thái mắt khơng điều tiết.
Đáp số: a/ 124 cm và 30 b/ 123,7cm và 32,43
BAØI TẬP CHƯƠNG 6
Bài 1 : Dùng một máy ảnh để chụp ảnh của một vật 2 lần ứng với các khoảng cách từ vật đến vật kính của máy là 90cm và 165cm. Chiều cao của các ảnh trên phim lần lượt là 4cm và 2cm. Tìm chiều cao của vật và tiêu cự của vật kính.
Đáp số: 20cm và 15cm.
Bài 2 :Vật kính của một máy ảnh cĩ tiêu cự 8 cm.
a/ Máy được dùng để chụp ảnh một vật cao 1,4m ở cách máy 4m. Tính chiều cao của ảnh trên phim và khoảng cách từ vật kính tới phim.
b/ Khoảng cách từ vật kính tới phim cĩ thể thay đổi từ 8cm đến 10cm. Hỏi máy cĩ thể chụp rõ ảnh của vật đặt trong khoảng nào.
Đáp số: 8,16cm và 2,86cm ; 40cm tới vơ cùng
Bài 3 : Một người cĩ thể nhìn rõ một vật cách mắt từ 12,5 cm đến 50 cm. a/ Người ấy bị tật gì? Phải đeo kính gì?
b/ Nếu người ấy đeo kính sát mắt, thì độ tụ kính cần đeo bằng bao nhiêu? Khi đeo kính thì người ấy cĩ thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt bao nhiêu?
c/ Nếu người ấy đeo kính cách mắt 1cm, thì tiêu cự kính cần đeo bằng bao nhiêu? Khi đeo kính thì người ấy cĩ thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt bao nhiêu?
Đáp số: a/ Cận thị, đeo kính phân kỳ
Trang 464646 46 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Bài 4 : Một người viễn thị nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 50 cm. Người đĩ phải đeo kính gì? Cĩ độ tụ là bao nhiêu để mắt cĩ thể nhìn vật gần nhất cách mắt 25 cm. Biết kính đeo sát mắt.
Đáp số: +2 dp
Bài 5 : Một người viễn thị phải đeo sát mắt một thấu kính cĩ độ tụ + 2,5 điốp để đọc dịng chữ nằm cách mắt gần nhất 20 cm.
Nếu người đĩ thay kính nĩi trên bằng một thấu kính hội tụ cĩ độ tụ +1 điốp thì đọc được dịng chữ gần nhất cách mắt bao nhiêu?
Đáp số: OCv = 40 cm ; d = 28,57 cm
Bài 5 : Một người cận thị phải đeo sát mắt một thấu kính phân kỳ cĩ độ tụ là D = -2 điốp mới cĩ thể nhìn rõ các vật ở xa mà khơng phải điều tiết. a/ Khi khơng đeo kính, người ấy nhìn rõ vật xa nhất trên trục chính của mắt cách mắt bao nhiêu?
b/ Người ấy chỉ đeo kính cĩ độ tụ D = -1,5 điốp, sát mắt, thì sẽ chỉ nhìn rõ vật xa nhất cách mắt bao nhiêu?
Đáp số: a/ 0,5m b/ 2m
Bài 6 : Một người cận thị cĩ điểm cực cận cách mắt 10cm và điểm cực viễn cách mắt 50cm.Tính độ thay đổi độ tụ của thủy tinh thể khi mắt điều tiết để nhìn vật từ cực cận tới cực viễn.
Đáp số:8 điốp.
Bài 7 : Một người cận thị phải đeo sát mắt một kính cĩ độ tụ D = –2 điốp để nhìn rõ các vật gần nhất cách mắt từ 20cm và vật ở vơ cực khơng điều tiết. Tìm giới hạn nhìn rõ của mắt.
Đáp số: 14cm đến 50cm
Bài 8 :Một người viễn thị muốn nhìn rõ vật gần mắt nhất cách mắt 25cm thì
phải mang kính cĩ độ tụ 2 điốp. Tính khoảng cực cận của mắt.
Đáp số: 50cm
Bài 9 : Một người cĩ điểm cực cận cách mắt 25cm và điểm cực viễnở vơ cực, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp cĩ độ tụ + 10 điốp. Mắt đặt sát sau kính.
a/ Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?
b/ Trong sự quan sát này, độ bội giác của ảnh sẽ biến thiên trong phạm vi nào?
Đáp số: a/ 7,1cm ≤ d ≤ 10cm b/ 2,5 ≤ G ≤ 3,5
Bài 10 : Một vật AB đặt trước một kính lúp cho ảnh ảo A’B’ cao gấp 3 lần vật và cách vật 8cm.
a/ Tính tiêu cự của kính lúp.
b/ Mắt người quan sát khơng cĩ tật và điểm cực cận cách mắt 16cm đặt tại tiêu điểm ảnh của kính. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?
c/ Tính độ bội giác của kính khi người quan sát ngắm chừng ở điểm cực cận và khi ngắm chừng vơ cực.
Đáp số: 6cm ; 3,75cm đến 6cm ; 2,7
Bài 11 : Một người nhìn một vật cách mắt 20cm qua một kính lúp cĩ độ tụ 10 điốp. Kính lúp phải đặt cách mắt một khoảng bao nhiêu khi người ấy điều tiết tối đa? Cho biết điểm cực cận cách mắt 25cm.
Đáp số: Kính cách mắt 15cm
Bài 12 : Vật kính của một kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 = 4mm; thị kính cĩ tiêu
cự f2 = 4cm; độ dài quang học là 20cm. Người quan sát cĩ điểm cực viễn ở
vơ cực và điểm cực cận cách mắt 25cm. Mắt đặt sát sau thị kính. a/ Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng nào trước vật kính?
b/ Tính độ bội giác của ảnh khi ngắm chừng ở điểm cực cận và khi ngắm chừng ở vơ cực.
Đáp số: a/ 0, 4099 cm đến 0,4103 cm b/ 292,75 và 243,75
Bài 13 : Một kính hiển vi gồm vật kính O1 cĩ tiêu cự f1 = 4mm và thị kính O2
cĩ f2 = 2cm. Mắt người quan sát khơng cĩ tật và điểm cực cận cách mắt 20
cm đặt sát thị kính. Vật AB đặt cách O1 là 4,1mm thì người quan sát ngắm
chừng ở cực cận.
a/ Tính độ dài quang học của kính hiển vi và độ phĩng đại của ảnh qua kính hiển vi.
b/ Hỏi vật phải đặt trong khoảng nào trước vật kính để mắt cĩ thể quan sát được.
c/ Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng cực cận và ngắm chừng vơ cực.
Đáp số: 15,82cm ; 4,1mm đến 4,1007mm ; 395 ; 439
Bài 14 : Một người mắt khơng cĩ tật quan sát mặt trăng qua một kính thiên văn trong trạng thái ngắm chừng vơ cực. Khi đĩ khoảng cách giữa vật kính
Trang 484848 48 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học
và thị kính là 90cm và độ bội giác của kính là 17. Tính tiêu cự của vật kính và thị kính.
Đáp số: 85cm ; 5cm
Bài 15 : (TNPT 1999) Một người cận thị đeo sát mắt một thấu kính phân kỳ
cĩ độ tụ D1 = - 4 điốp thì cĩ thể nhìn rõ những vật ở vơ cực mà khơng phải
điều tiết và cĩ thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 25cm. Hỏi người ấy khi đeo
kính cĩ độ tụ D2 = - 2 điốp, sát mắt, thì cĩ thể nhìn rõ vật xa nhất và gần
nhất cách mắt bao nhiêu?
Bài 16 : (TNPT 2002) Một người đặt mắt cách kính lúp một khoảng ℓ khơng
đổi để quan sát một vât nhỏ qua kính lúp. Biết tiêu cự của kính là f. Hỏi ℓ
bằng bao nhiêu thì độ bội giác của kính khơng phụ thuộc vào cách ngắm chừng.