Giải bài tập SBT Vật Lí 9 Bài 44 - 45: Thấu kính phân kì. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì

Đặt một điểm sáng S nằm trước thấu kính phân kì như hình 44-45.1

a. Dựng ảnh S’ của S tạo bởi kính đã cho.

b. S’ là ảnh thật hay ảnh ảo ? Vì sao ?

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về cách dựng ảnh qua thấu kính phân kì:

+ Tia tới đi qua quang tâm sẽ truyền thẳng

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

Hướng dẫn giải

a)   Ảnh S’ của S tạo bởi kính đã cho được xác định bằng hình dưới đây:

+ Tia SI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F

+ Tia tới SO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại S’, ta thu được ảnh ảo S’ của S qua thấu kính.

b)   S’ là ảnh ảo vì nó là giao điểm của các tia ló kéo dài.

Hình 44-45.2 vẽ trục chính Δ của một thấu kính, S là một điểm sáng, S’ là ảnh của S.

a. Hãy cho biết S’ là ảnh thật hay ảnh ảo ?

b. Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kì ?

c. Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F, F’ của thấu kính đã cho.

Phương pháp giải

- Ảnh qua thấu kính là ảnh ảo nếu ảnh cùng phía đối với vật

- Vận dụng kiến thức về cách dựng ảnh qua thấu kính phân kì:

 + Tia tới đi qua quang tâm sẽ truyền thẳng

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

Hướng dẫn giải

a) S’ là ảnh ảo vì S’ và S cùng nằm một phía đối với trục chính của thấu kính.

b) Thấu kính đem dùng là thấu kính phân kì.

c) Cách xác định tâm O, F, F’ của thấu kính:

- Nối S và S’ cắt trục chính của thấu kính tại O.

- Dựng đường thẳng vuông góc với trục chính tại O. Đó là vị trí đặt thấu kính.

- Từ S dựng tia tới SI song song với trục chinh của thấu kính. Nối I với S’ cắt trục chính tại tiêu điểm F, lấy OF = OF’.

Trên hình 44-45.3 có vẽ trục chính Δ, quang tâm O, hai tiêu điểm F, F’ của một thấu kính, hai tia ló 1, 2 của hai tia tới xuất phát từ một điểm sáng S.

a. Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kì ?

b. Bằng cách vẽ hãy xác định ảnh S’ và điểm sáng S.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về cách dựng ảnh qua thấu kính phân kì:

+ Tia tới đi qua quang tâm sẽ truyền thẳng

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

Hướng dẫn giải

a)   Thấu kính đem dùng là thấu kính phân kì vì chùm tia sáng đi qua thấu kính cho chùm tia ló phân kì.

b)   Phương pháp xác định S và S’:

Vật sáng AB có độ cao h được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì tiêu cự f. Điểm A nằm trên trục chính và có vị trí tại tiêu điểm F (hình 44-45.4).

a. Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính đã cho.

b. Vận dụng kiến thức hình học hãy tính độ cao h' của ảnh theo h và khỏang cách d' từ ảnh đến thấu kính theo f.

Phương pháp giải

a) Dựng ảnh theo hình vẽ bên dưới

b)- Xét các cặp tam giác đồng dạng:

+ ∆AOB ~∆A’OB’ và ∆CFO ~∆B’FA’

+ Lập tỉ số:

\(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{F{\rm{A'}}}}{{OF}}\\\)

- Rút ra công thức tính d' và h' là:

+ \(d' = OA' = \frac{f}{2}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \)

+ \(h' = A'B' = \frac{{f.h}}{{2f}}\)

Hướng dẫn giải

- Xét 2 tam giác ∆CFO ~∆B’FA’ (g-g)

⇒A′B′/OC=FA′/OF  (2)

Mà OC = AB và FA’ = OF – OA’

Từ (1) và (2) ta có:

\(\begin{array}{l} \frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{F{\rm{A'}}}}{{OF}}\\ = \frac{{OF - OA'}}{{OF}}(d = OA = OF = f) \end{array}\)

\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{ \Leftrightarrow \frac{{OA'}}{f} = \frac{{f - OA'}}{f}}\\ {}&{ \Rightarrow OA' = f - OA'}\\ {}&{ \Rightarrow 20A' = f}\\ {}&{ \Rightarrow d' = OA' = \frac{f}{2}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 3 \right)} \end{array}\)

Từ (1) và (3), ta có:

\(h' = A'B' = \frac{{f.h}}{{2f}} = \frac{h}{2} \Rightarrow h' = \frac{h}{2}\)

Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d với một phần 1, 2, 3, 4 để được một câu có nội dung đúng.

a. Thấu kính phân kì là thấu kính có

b. Chùm sáng song song tới thấu kính phân kì cho

c. Một vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho

d. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì luôn

1. ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật.

2. phần giữa mỏng hơn phần rìa.

3. nằm trong khỏang tiêu cự của thấu kính.

4. chùm tia ló phân kì, nếu kéo dài các tia thì chúng đều đi qua tiêu điểm của thấu kính.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về đặc điểm của ảnh qua thấu kính phân kì để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

Cách ghép để được nội dung đúng là: a -2; b - 4; c -1; d -3 

Thấu kính phân kì có đặc điểm và tác dụng nào dưới đây?

A. Có phần giữa mỏng hơn phần rìa và cho phép thu được ảnh của Mặt Trời.

B. Có phần giữa mỏng hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời.

C. Có phần giữa dày hơn phần rìa và cho phép thu được ảnh của Mặt Trời.

D. Có phần giữa dày hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời.

Phương pháp giải

Thấu kính phân kì có phần giữa mỏng hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời

Hướng dẫn giải

- Thấu kính phân kì có đặc điểm và tác dụng có phần giữa mỏng hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời. 

- Chọn đáp án B

Chiếu một chùm tia sáng song song vào một thấu kính phân kì, theo phương vuông góc với mặt của thấu kính.

A. Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ loe rộng dần ra.

B. Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ thu nhỏ dần lại.

C. Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có chỗ bị thắt lại.

D. Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có chỗ trở thành chùm tia song song.

Phương pháp giải

Chùm sáng đi ra khỏi thấu kính phân kì là chùm phân kì

Hướng dẫn giải

- Chiếu một chùm tia sáng song song vào một thấu kính phân kì, theo phương vuông góc với mặt của thấu kính, Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ loe rộng dần ra.

- Chọn đáp án A

Chiếu một tia sáng qua quang tâm của một thấu kính phân kì, theo phương không song song với trục chính. Tia sáng ló ra khỏi thấu kính sẽ đi theo phương nào?

A. Phương bất kì.

B. Phương lệch ra xa trục chính so với tia tới.

C. Phương lệch lại gần trục chính so với tia tới.

D. Phương cũ.

Phương pháp giải

Tia sáng qua quang tâm của một thấu kính phân kì cho tia ló truyền thẳng

Hướng dẫn giải

- Theo phương cũ, vì trục chính của một thấu kính phân kỳ đi qua một điểm O trong thấu kính mà mọi tia sáng qua điểm này đều truyền thẳng, không đổi hướng. Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính.

- Chọn đáp án D

Chiếu một tia sáng vào một thấu kính phân kì, theo phương song song với trục chính. Tia sáng ló ra khỏi thấu kính sẽ đi theo phương nào?

A. Phương bất kì.

B. Phương lệch ra xa trục chính so với tia tới.

C. Phương lệch lại gần trục chính so với tia tới.

D. Giữ nguyên phương cũ.

Phương pháp giải

Tia sáng vào một thấu kính phân kì, theo phương song song với trục chính cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm

Hướng dẫn giải

- Chiếu một tia sáng vào một thấu kính phân kì, theo phương song song với trục chính. Tia sáng ló ra khỏi thấu kính sẽ đi theo phương lệch ra xa trục chính so với tia tới.

- Chọn đáp án B

Chọn câu đúng.

Chiếu một chùm tia sáng song song vào một thấu kính phân kì theo phương vuông góc với mặt của thấu kính thì chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ:

A. loe rộng dần ra.

B. thu nhỏ lại dần.

C. bị thắt lại.

D. trở thành chùm tia song song.

Phương pháp giải

Chùm tia sáng qua thấu kính phân kì là chùm phân kì

Hướng dẫn giải

- Chiếu một chùm tia sáng song song vào một thấu kính phân kì theo phương vuông góc với mặt của thấu kính thì chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ loe rộng dần ra.

- Chọn đáp án A

Di chuyển một ngọn nến dọc theo trục chính của một thấu kính phân kì, rồi tìm ảnh của nó, ta sẽ thấy gì?

A. Có lúc ta thu được ảnh thật, có lúc ta thu được ảnh ảo.

B. Nếu đặt ngọn nến ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính ta sẽ thu được ảnh thật.

C. Ta chỉ thu được ảnh ảo, nếu đặt ngọn nến trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

D. Ta luôn luôn thu được ảnh ảo dù đặt ngọn nến ở bất kì vị trí nào.

Phương pháp giải

Ảnh qua thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo

Hướng dẫn giải

- Di chuyển một ngọn nến dọc theo trục chính của một thấu kính phân kì, rồi tìm ảnh của nó, ta sẽ thấy luôn luôn thu được ảnh ảo dù đặt ngọn nến ở bất kì vị trí nào vì ảnh qua thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo.

- Chọn đáp án D

Ảnh của một ngọn nến qua một thấu kính phân kì:

A. có thể là ảnh thật, có thể là ảnh ảo.

B. chỉ có thể là ảnh ảo, nhỏ hơn ngọn nến.

C. chỉ có thể là ảnh ảo, lớn hơn ngọn nến.

D. chỉ có thể là ảnh ảo, có thể lớn hoặc nhỏ hơn ngọn nến.

Phương pháp giải

Ảnh qua một thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, nhỏ hơn vật

Hướng dẫn giải

- Ảnh của một ngọn nến qua một thấu kính phân kì chỉ có thể là ảnh ảo, nhỏ hơn ngọn nến vì ảnh qua một thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, nhỏ hơn vật.

- Chọn đáp án B

Đặt ngón tay trước một thấu kính, rồi đặt mắt sau thấu kính ta thấy một ảnh lớn hơn chính ngón tay đó. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Thấu kính là hội tụ hay phân kì?

A. Ảnh đó là ảnh thật, thấu kính đó là thấu kính hội tụ.

B. Ảnh đó là ảnh ảo, thấu kính đó là thấu kính hội tụ.

C. Ảnh đó là ảnh thật, thấu kính đó là thấu kính phân kì.

D. Ảnh đó là ảnh ảo, thấu kính đó là thấu kính phân kì.

Phương pháp giải

Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo lớn hơn vật

Hướng dẫn giải

- Đặt ngón tay trước một thấu kính, rồi đặt mắt sau thấu kính ta thấy một ảnh lớn hơn chính ngón tay đó. Ảnh đó là ảnh ảo, thấu kính đó là thấu kính hội tụ.

- Chọn đáp án B

Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d với một phần 1, 2, 3, 4 để thành câu hoàn chỉnh có nội dung đúng.

a. Thấu kính phân kì là một khối thủy tinh có hai mặt cầu lõm hoặc

b. Đặt một cái cốc rỗng trên một trang sách rồi nhìn qua đáy cốc, ta thấy dòng chữ nhỏ đi. Đáy cốc đóng vai trò như

c. Trục chính của thấu kính phân kì là một

d. Quang tâm của thấu kính phân kì là một điểm trong thấu kính mà

1. mọi tia sáng tới điểm này đều truyền thẳng.

2. đường thẳng vuông góc với mặt thấu kính mà một tia sáng truyền dọc theo đó sẽ không bị lệch hướng.

3. một thấu kính phân kì.

4. một mặt cầu lõm và một mặt phẳng.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về đặc điểm của thấu kính phân kì để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

Cách ghép để được câu có nội dung đúng là:  a - 4; b - 3; c - 2; d - 1

Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d với một phần 1, 2, 3, 4 để thành câu hoàn chỉnh có nội dung đúng.

a. Vật sáng đặt trước thấu kính phân kì luôn luôn cho

b. Nếu quan sát một vật qua thấu kính phân kì mà ta thấy có ảnh ảo nhỏ hơn vật thì

c. Ảnh ảo của một vật cho bởi các thấu kính và gương bao giờ cũng

d. Ảnh ảo cho bởi thấu kính phân kì luôn luôn

1. cùng chiều với vật.

2. nằm trong khoảng tiêu cự, trước thấu kính.

3. thấu kính đó phải là thấu kính phân kì.

4. ảnh ảo

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về đặc điểm của ảnh qua thấu kính phân kì để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

Cách ghép để có nội dung đúng là: a - 4; b - 3; c - 1; d - 2