Lý 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

• Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường, được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Ghi chú:

• f là tiêu cự của thấu kính
• d là khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính.
• d’ là khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính

a) Thấu kính hội tụ

• Thấu kính hội tụ thường dùng có phần rìa mỏng hơn phần giữa.

• Mỗi thấu kính đều có trục chính, quang tâm, tiêu điểm và tiêu cự.

• Trong ngữ cảnh mở rộng, các thấu kính làm việc với ánh sáng và bằng kỹ thuật truyền thống được gọi là thấu kính quang học.

• Thấu kính dùng trong máy ảnh: Thấu kính lồi hay còn gọi là thấu kính hội tụ là thấu kính có phần trung tâm dày hơn phần rìa.

- Sử dụng 3 tia đặc biệt:

• Tia tới đi qua quang tâm, tia này truyền thẳng

• Tia tới song song với trục chính, tia ló đi qua tiêu điểm F'của thấu kính

• Tia tới đi qua tiêu điểm F, tia ló song song với trục chính

- Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

+ Đối với thấu kính hội tụ:

• Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

• Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật.

• Muốn dựng ảnh A'B' của AB qua thấu kính (AB vuông góc với trục chính của thấu kính, chỉ cần dựng ảnh B' của B bằng cách vẽ đường truyền của hai tia sáng đặc biệt, sau đó từ B' hạ vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A' của A.

b) Thấu kính phân kì

• Thấu kính phân kỳ (còn gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính mà chùm tia sáng song song sau khi đi qua thấu kính sẽ bị phân tán ra.

• Thông thường, trong điều kiện chiết suất của vật liệu làm thấu kính lớn hơn chiết suất của môi trường chung quanh thì thấu kính phân kỳ có hình dạng lõm.

• Trường hợp khác, khi chiết suất của thấu kính nhỏ hơn chiết suất môi trường thì các thấu kính lồi sẽ là thấu kính phân kỳ. Ví dụ: các bọt khí trong môi trường nước, trong lòng các chất trong như thủy tinh...

•  Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính.

  

• Máy ảnh hay máy chụp hình là một dụng cụ dùng để thu ảnh thành một ảnh tĩnh hay thành một loạt các ảnh chuyển động (gọi là phim hay video). Tên camera có gốc từ tiếng La tinh camera obscura nghĩa là "phòng tối", từ lý do máy ảnh đầu tiên là một cái phòng tối với vài người làm việc trong đó.

• Chức năng của máy ảnh giống với mắt người. Máy ảnh có thể làm việc ở phổ ánh sáng nhìn thấy hoặc ở các vùng khác trong phổ bức xạ điện từ

• Mỗi máy ảnh đều có vật kính, buồng tối và chỗ đặt màn hứng ảnh.

• Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ.

• Ảnh trên màn hứng ảnh là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật.

a) Mắt

Đối với mắt bị cận thị, hình ảnh sẽ được hội tụ trước võng mạc thay vì hội tụ ở võng mạc như mắt bình thường. Một thấu kính lõm phù hợp có thể giúp điều chỉnh hình ảnh về đúng võng mạc.

b) Mắt cận

Cận thị là một tật khúc xạ ở mắt. Người bị cận thị có thể nhìn bình thường đối với những mục tiêu ở cự ly gần, nhưng không nhìn rõ đối với những mục tiêu ở cự ly xa nếu mắt không điều tiết. Nguyên nhân của cận thị là do giác mạc vồng quá hoặc do trục trước - sau của cầu mắt dài quá khiến cho hình ảnh không hội tụ đúng võng mạc như mắt bình thường mà lại hội tụ ở phía trước võng mạc

c. Lão thị

• Lão thị là một tật về mắt thường xuất hiện ở tuổi già. Khi người ta càng nhiều tuổi thì thủy tinh thể càng kém đàn hồi. Thường thì ở độ tuổi 40 đến 60 thì người ta nhận thấy bản thân bị lão thị. Song thực ra, tật lão thị đã bắt đầu xuất hiện và hình thành từ rất sớm (8 tuổi)...

• Lão thị cũng giống như viễn thị là nhìn gần không rõ do đó có thể khắc phục được bằng việc đeo một thấu kính lồi phù hợp. Càng nhiều tuổi thì tật lão thị càng trở nên nặng hơn đòi hỏi phải sử dụng thấu kính có độ lồi lớn hơn.

• Kính lúp, hay kiếng lúp, (tiếng Pháp: loupe) là một thấu kính hội tụ thường được dùng để khuếch đại hình ảnh. Nó có đường kính từ vài cm đến khoảng vài chục cm, thường được bảo vệ bởi một khung, có thể có thêm tay cầm. Nó là dạng đơn giản nhất của kính hiển vi.

• Tạo ảnh ảo bằng kính lúp

Hòa bị cận thị có điểm cực viễn C_v nằm cách mắt 40 cm. Bình cũng bị cận thị có điểm cực viễn C_v nằm cách mắt 60 cm. Ai cận thị nặng hơn?

Hướng dẫn giải

Ta có: Điểm cực viễn của Hoà là C_V1 = 40cm.

Điểm cực viễn của Bình là C_V2 = 60cm.

Vì C_V1 < C_V2 ⇒ Hòa bị cận thị nặng hơn.

Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16 cm, A nằm trên trục chính. Thấu kính có tiêu cự 12 cm.

a. Hãy vẽ ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ.

Hướng dẫn giải

Vẽ ảnh của vật AB

Câu 1: Một vật AB cao 4cm đặt trước một thấu kính phân kì cách thấu kính 30 cm. Ta thu được một ảnh cách thấu kính 15 cm như hình vẽ. Ảnh đó là ảnh ảo hay ảnh thật? Ảnh đó cao bao nhiêu?

Câu 2: Vật AB cách thấu kính hội tụ 55 cm thì ảnh A’B’ cách thấu kính 20 cm.

a) Hỏi ảnh A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Tính tiêu cự của thấu kính.

b) Dịch vật lại gần thấu kính thêm 15 cm. Tìm độ dịch chuyển của ảnh.

Câu 3: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, cho ảnh thật A’B’. Biết A’B’ = 3AB.

a) Xác định quang tâm O, các tiêu điểm chính của thấu kính.

b) Biết khoảng cách AA’ = 80 cm. Xác định vị trí của vật, của ảnh.

c) Biết khoảng cách từ vật đến ảnh không đổi. Tìm vị trí của thấu kính để ảnh của vật vẫn là ảnh thật và cao bằng vật.

Câu 4: Muốn ảnh A'B' của AB cho bởi kính lúp là ảnh ảo thì phải đặt vật AB ở vị trí nào trước thấu kính? (d là khoảng cách từ vật đến thấu kính)

Câu 1: S' là ảnh của S qua thấu kính phân kì. Khi cho S tiến lại gần thấu kính theo đường song song với trục chính thì ảnh S' di chuyển theo những đường nào dưới đây?

A. Đường SI.

B. Đường OS.

C. Đường kẻ từ S' song song với trục chính.

D. Đường FI.

Câu 2: Thể thủy tinh khác với vật kính máy ảnh vì thể thủy tinh là:

A. Thấu kính phân kì.

B. Thấu kính hội tụ.

C. Thấu kính hội tụ có tiêu cự thay đổi.

D. Cả 3 phương án đều sai.

Câu 3: Khi sử dụng kính lúp để quan sát, người ta cần điều chỉnh cái gì để việc quan sát được thuận lợi? Chọn phương án trả lời đúng nhất trong các phương án sau:

A. Điều chỉnh cả vị trí của vật, của kính và của mắt.

B. Điều chỉnh vị trí của kính.

C. Điều chỉnh vị trí của vật.

D. Điều chỉnh vị trí của mắt.

Câu 4: Khi quan sát một đồng xu trong chậu đựng nước thì ta nhận thấy đồng xu:

A. Cả 3 phương án đều sai.

B. Xa mặt thoáng hơn.

C. Gần mặt thoáng hơn.

D. Vẫn bình thường.

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Bài tập quang hình học cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được: 

• Củng cố và nắm chắc các kiến thức cơ bản của quang hình học 

• Vận dụng được một cách tổng hợp các kiến thức đã học để giải quyết các vấn  đề (Trả lời câu hỏi, giải bài tập, giải thích các hiện tượng ...) có liên quan.