Thấu kính là 1 khối hóa học trong suốt số lượng giới hạn hai mặt cong hoặc vì một khía cạnh phăng và một mặt cong.

Bạn đang xem: Bài tập về thấu kính mỏng

2. Phân nhiều loại thấu kính.

Có 2 loại thấu kính:

– Thấu kính lồi (thấu kính rìa mỏng) tạo ra chùm tia ló quy tụ khi chùm tia tới là chùm tuy nhiên song.

– Thấu kính lõm (thấu kính tất cả rìa dày) tạo ra chùm tia ló phân kì lúc chùm tia tới là chùm tuy nhiên song.

Trong ko khí:

– Thấu kính lồi là thấu kính hội tụ.

– Thấu kính lõm là thấu kính phân kì.

II. Khảo sát điều tra thấu kính hội tụ 

Thấu kính quy tụ được kí hiệu như hình 29.2 

Mỗi thấu kính có 2 tiêu điểm chính:

• Tiêu điểm ảnh chính (F’) năm bên trên trục bao gồm và sau thấu kính.

• Tiêu điểm vật chính (F) năm bên trên trục thiết yếu và trước thấu kính.

Thấu kính hội tụ có 2 điểm F và F’ thật.

F cùng F’ đối xứng cùng nhau qua quang trọng điểm O của thấu kính.

III. Thấy kính phân kì được kí hiệu như hình 29.3

• Tiêu điểm hình ảnh chính (F’) nằm tại trục chính và trước thấu kính.

• Tiêu điểm vật thiết yếu (F) năm bên trên trục bao gồm và sau thấu kính.

• Thấu kính phân kì tất cả 2 tiêu điểm F với F’ ảo F và F’ đốì xứng với nhau qua quang chổ chính giữa O của thấu kính.

IV. Sự tạo hình ảnh qua thấu kính

1. Khái niệm hình ảnh và vật

a) Ảnh ảo, hình ảnh thật:

– Ảnh ảo: chỉ có thể quan sát bằng mắt, ko hứng được trên màn

– Anh thật: hứng được trên màn

b) Ảnh vật trong quang đãng học:

+ Anh điểm là thật ví như chùm tia ló chùm hội tụ.

+ Anh điểm là vật thật trường hợp chùm tia tới là chùm phân kỳ.

+ đồ vật điểm là đồ gia dụng thật nếu như chùm tia cho tới là chùm phân kỳ.

+ đồ dùng điểm là ảo giả dụ chùm tia cho tới là chùm hội tụ.

2. Giải pháp dựng ảnh

• Ta vẽ các tia cho tới sau:

– Tia tới qua quang tâm O của thấu kính thì tia ló truyền thẳng.

– Tia tới tuy nhiên song cùng với trục chính của thâu kính thì tia ló qua tiêu điểm hình ảnh chính F’

– Tia cho tới qua tiêu điểm vật chủ yếu F (hay có đường kéo dài qua F) thì tia ló tuy nhiên song với trục chính.

• Giao điểm của các tia ló là hình ảnh của vật. Ta có các hình vố ở các trường hợp như sau:

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

C1. Hãy call tên phân biệt tía loại thấu kính lồi và bố loại thấu kính lõm như hình 87ab (SGK).

Hướng dẫn

Hình 87a: Thấu kính hội tụ: (1) thấu kính 2 phương diện lồi; (2) thấu kính một mặt phăng với một mặt lồi; (3) thấu kính một khía cạnh lồi cùng một phương diện lõm (bán kính phương diện lõm béo hơn).

Hình 871b: Thấu kính phân kì: (1) thấu kính 2 phương diện lõm; (2) thấu kính một phương diện phẳng với một mặt lõm; (3) thấu kính một khía cạnh lõm với một khía cạnh lồi (bán kính khía cạnh 14m nhỏ tuổi hơn).

C2. Coi chùm tia tuy nhiên song như xuất hành hay hội tụ ở một điểm rất xa (vô cực). Hãy nêu môi quan hệ tình dục giữa đặc điểm đó với:

– Tiêu điểm ảnh.

– Tiêu điểm thứ của thấu kính hội tụ.

Hướng dẫn

– Chùm tia sáng bắt đầu từ một điểm sinh hoạt vô cực, qua thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm ảnh.

– Chùm tia sáng bắt đầu từ tiêu điểm vật, qua thấu kính quy tụ cho chùm tia ló tuy nhiên song (tức hội tụ tại một điểm sinh hoạt vô cực). 

C3. Vẽ truyền của chùm tia sáng minh họa đặc điểm của tiêu điểm thứ của thấu kính phân kì.

Hướng dẫn

Đường truyền của tia sáng trình diễn ở hình 29.4. Tia sáng SI hướng đến tiêu điểm đồ vật F đến tia ló IK tuy vậy song với trục chính.

C4. Khi tạo ảnh ảo. Thấu kính quy tụ cho chùm tia ló bội phản kì. Kết quả này có mâu thuẫn với tính chất của thấu kính không? Giải thích.

Hướng dẫn

Khi tạo ảnh ảo. Thấu kính hội tụ cho chùm tia ló phân kì. Công dụng này không mâu thuẫn với đặc thù của thấu kính.

Giải thích: vào trướng hợp ảnh của thứ là thiệt thì chùm tia ló là chùm hội tụ, còn vào trường hợp ảnh ảo thì chùm tia ló là chùm phân kì (chùm phân kì này bên cạnh đó xuất phát từ điểm ảnh ảo).

C5. Dùng cách làm xác xác định trí hình ảnh hãy chứng minh rằng, trường hợp giữa thấu kính cố định và dời vật dọc theo trục chính thì ảnh và đồ luôn di chuyển cùng chiều.

Hướng dẫn

Từ công thức xác đinh vi trí ảnh 1/d + 1/d’ = 1/f cùng với f = hằng số.

Ta xét hai trường đúng theo sau:

– đồ gia dụng thật (d > 0) cho hình ảnh thật (d’ > 0) (vật và hình ảnh nằm ở 2 bên thấu kính). Cụ thể là lúc d tăng (vật dịch ra xa thấu kính) thì d’ bớt (ảnh dịch lại ngay sát thấu kính): trang bị và ảnh dịch chuyển cùng chiều. Lúc d giảm (vật dịch lại gần thấu kính) thì d’ tăng (ảnh dịch ra xa thấu kính): đồ và ảnh cũng dịch rời cùng chiều.

– trang bị thật (d > 0) cho hình ảnh ảo (d’

Có thể chứng tỏ điều nêu trên bằng cách tính đạo hàm như sau:

Từ phương pháp xác đinh vi trí ảnh1/d + 1/d’ = 1/f ⇒ d’ = df/(d-f)

C. CÂU HỎI – BÀI TẬP


1. Thấu kính là gì? Kể những loại thấu kính.

Hướng dẫn

Thấu kính là một trong những khối chất trong xuyên suốt (thủy tinh, nhựa…) số lượng giới hạn bởi nhì mặt cong hoặc bởi một khía cạnh cong và một khía cạnh phẳng.

Có hai loại thấu kính:

– Thấu kính lồi là thấu kính hội tụ.

– Thấu kính lõm là thấu kính phân kì.

2. Nêu đặc điểm quang học của quang quẻ tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật. Minh họa bởi đường truyền tia sáng cho mỗi trường hợp.

Hướng dẫn

– đông đảo tia sáng sủa qua quang tâm phần đa truyền thẳng mặc dù đó là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì.

– Chùm tia sáng tuy vậy song cùng với trục bao gồm cho chùm tia ló:

+ hội tụ tại tiêu điểm ảnh (đôi với thấu kính hội tụ).

+ gồm đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh (đối với thấu kính phân kì).

– Chùm tia sáng bắt nguồn từ tiêu điểm thứ của thấu kính hội tụ hay hướng đến tiêu điểm vật của thấu kính phân kì, đến tia ló tuy vậy song với trục chính của thấu kính.

Đường đi của tia sáng sủa trong mồi ngôi trường hợp màn biểu diễn như hình 29.5.

3. Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì? Đơn vị của tiêu cự với độ tụ.

Hướng dẫn

– Tiêu cự là độ lâu năm đại số | f | = OF = OF’

– Độ tụ là đại lượng đặc thù cho kỹ năng làm hội tụ chùm tia những hay ít: D = 1/f

– Đơn vị của tiêu cự là mét (m)

– Đơn vị của độ tụ là điốp (đp). 

4. Chọn phát biểu đúng với vật dụng thật đặt trước thấu kính.

A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.

B. Thấu kính phân kì luôn tạo chùm tia ló phân kì.

C Ảnh của vật luôn tạo do thấu kính ko thể bởi vật.

D. Cả cha phát biểu A, B, C đa số sai.

Hướng dẫn

Phát biểu B đúng.

5. Một đồ gia dụng sáng để trước một thấu kính, trên trục chính. Ảnh của đồ gia dụng tạo vị thấu kính bàng 3 lần vật. Dời đồ vật lại ngay gần thấu kính một đoạn, hình ảnh của vật ở chỗ mới vẫn bàng 3 lần vật.

Có thể kết luận gì về loại thấu kính?

A. Thấu kính là hội tụ.

B. Thấu kính là phân kì.

c. Cả hai nhiều loại thâu kính đông đảo phù hợp.

D. Cả hai nhiều loại thấu kính những phù hợp.

Hướng dẫn

Chọn câu A. Thấu kính là hội tụ.

6. Tiếp câu 5.

Cho biết đoạn dời trang bị là 12cm. Tiêu cự thấu kính là bao nhiêu?

A. -8cm. B. 18cm.

C. -20cm. D. Một quý giá khác A, B, C

Hướng dẫn

Chọn câu B.

7. Xét thấu kính hội tụ. (hình 29.6).

Lấy bên trên trục chính các điểm I và I’ sao cho OI = 2OF, OI’ = 2OF’

Vẽ ảnh của đồ dùng AB với nhận xem về dặc điểm của anh trong mỗi trường hợp sau:

– đồ dùng thật ở bên cạnh đoạn OI.

– đồ dùng thật tại I.

– đồ thật trong khúc Fl.

– đồ gia dụng thật trong khúc OF.

Hướng dẫn

a) đồ vật thật AB ở xung quanh đoạn OI cho hình ảnh thật A’B’ năm trong khoảng F’I’, ảnh ngược chiều và nhỏ hơn vật. (hình 29.7a)

b) đồ vật thật AB sống tại I cho hình ảnh thật A’B’ nằm tại vị trí r, ảnh ngược chiều và bằng vật. (hình 29.7b)

c) vật dụng thật AB ngơi nghỉ trong đoạn FI cho hình ảnh thật A’B’ ở ngoài khoảng chừng OI’, ảnh ngược chiều và to hơn vật. (hình 29.7c)

d) đồ thật AB ở trong đoạn OF cho ảnh ảo A’B’ nằm thuộc phía với đồ gia dụng so với thấu kính và ở xa thấu kính rộng vật, ảnh cùng chiều và to hơn vật. (hình 29.7d)

8. Bạn ta cần sử dụng một thấu kính độ tụ 1 dp để thu hình ảnh của mặt Trăng. Rước 1’ ≈ 3.10-4 rad.

a) Vẽ ảnh.

b) Tính 2 lần bán kính của ảnh. đến góc trông khía cạnh Trăng là 33’.

Hướng dẫn

a) Sự tạo hình ảnh của mặt trăng được biểu diễn qua thấu kính như hình 29.8.

b) Tiêu cự: f = 1/D = 100cm

Đường kính ảnh của mặt Trăng: A’B’ = f. = 100.33.3.10-4 = 0,99cm ≈ 1cm.

9. Vật dụng sáng AB được đặt tuy vậy song cùng với màn và phương pháp màn một khoảng cố định và thắt chặt a. Một thấu kính hội tụ có trục bao gồm qua điểm A và vuông góc cùng với màn được di chuyển giữa vật cùng màn.

a) bạn ta nhận biết có một địa chỉ của thấu kính cho ảnh rõ nét của thứ trên màn, ảnh lớn rộng vật. Minh chứng rằng còn một vị trí thứ nhì của thâu kính ở trong khoảng giữa vật và màn chế tạo ra được ảnh rỏ nét của đồ trên màn.

b) Đặt l là khoảng cách giữa hai địa chỉ trên của thâu kính. Lập bí quyết của tiêu cự thấu kính f theo a và l. Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ. 

Hướng dẫn

a) điện thoại tư vấn d là khoảng cách từ thấu kính đến vật với d’ là khoảng cách từ thấu kính cho màn ảnh; f là tiêu cự của thấu kính, ta có:

d’ + d = a tốt d’ = a – d

Mặc khác: 1/d + 1/(a – d) = 1/f ⇔ d2 – ad + af = 0

Suy ra:

*
= a2 – 4af

Để đo tiêu cự của thấu kính ta đặt cố định vật với màn sinh sống một khoảng bí quyết a, di chuyển thấu kính hội tụ để xác minh 2 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ đường nét trên màn. Đo khoảng cách l thân hai vị trí đó rồi áp dụng công thức: f = (a2 – l2) / 4a

10. Một thấu kính gồm tiêu cự f = 20cm. Vật sáng AB đặt trước thấu kính và có ảnh A’B’. Tìm vị trí của vật, cho thấy khoảng phương pháp giữa vật dụng và hình ảnh là:

a) 125cm. B) 45cm.

Hướng dẫn

Vậy vật biện pháp thấu kính một khoảng tầm 11,2 cm

Vậy vật bí quyết thấu kính một khoảng chừng 6,7 cm

11. Một thấu kính phân kì có độ tụ -5dp

a) Tính tiêu cự của thấu kính.

b) Nếu đồ đặt biện pháp thấu kính 30cm thì hình ảnh hiện ra ở đâu và tất cả số thổi phồng là bao nhiêu?

Hướng dẫn

12. Trong hình 29.9, xy là trục bao gồm của thấu kính. O, A là vấn đề vật thật, A’ là ảnh của A tạo bởi vì thấu kính.

Với từng trường vừa lòng hãy xác định:

a) A’ là hình ảnh thật hay hình ảnh ảo?

b) các loại thấu kính 

c) các tiêu điểm thiết yếu (bằng phép vẽ)

Hướng dẫn

a) do A và A’ ở cùng 1 hướng so với trục bao gồm nên chúng khác tính chất, nghĩa là A là đồ thật thì A’ là ảnh ảo. Ngoài ra A’ nằm xa trục chủ yếu hơn bắt buộc thấu kính là thấu kính hội tụ (hình 29.10)

+ Nốì AA’ cắt xy tại o thì o là quang trọng điểm của thấu kính.

+ Dựng thấu kính tại o và vuông góc cùng với trục bao gồm xy.

+ tự A vẽ tia AI // xy cắt thấu kính trên I. Nôi IA’ kéo dãn cắt xy trên F khi ấy F’ là tiêu điểm hình ảnh của thấu kính. Tiêu điểm đồ F đem đốĩ xứng với F’ qua quang trung ương o.

b) vì A cùng A’ năm cùng một phía so cùng với trục thiết yếu nên bọn chúng khác tính chất, tức thị A là thứ thật thì A’ là ảnh ảo. Ngoài ra A’ nằm gần trục thiết yếu hơn đề nghị thấu kính là thấu kính phân kì.

+ Nốì AA’ cắt xy trên o thì o là quang trọng điểm của thấu kính.

+ Dựng thấu kính trên o với vuông góc với trục chủ yếu xy.

Xem thêm: Chính Sách Cai Trị Của Các Triều Đại Phong Kiến Trung Quốc, Đối Với Nhân Dân Ta

+ từ bỏ A vẽ tia AI // xy cắt thấu kính trên I. Nối IA’ kéo dài cắt xy tại F khi đó F’ là tiêu điểm ảnh của thấu kính. Tiêu điểm đồ dùng F rước đối xứng với F’ qua quang chổ chính giữa o (xem hình 95 SGK).