Cấu tạo Thấu kính Thấu kính là một khối trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng. Thấu kính hội tụ [lồi] là Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa. Thấu kính phân kỳ [lõm] là Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa. Quang tâm O : Mọi tia sáng qua quang tâm đều truyền thẳng. Tiêu điểm F: Chiếu chùm sáng song song tới Thấu kính, chùm tia ló cắt nhau tại một điểm, gọi là tiêu điểm. Tiêu điểm nằm trên trục chính của thấu kính gọi là tiêu điểm chính F’. các Tiêu điểm còn lại gọi là tiêu điểm phụ Fn’. Tiêu diện : Mặt phẳng chứa các tiêu điểm gọi là tiêu diện. Tiêu cự f : Tiêu cự f là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm. Ta có : f = OF = OF’. Độ tụ D: Trong đó : quá trình tạo ảnh của thấu kính hội tụ. Ta thường vẽ các tia sau đây : Độ phóng đại k : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh A’B’. Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật – ảnh là: Tóm tắt : f = 20cm; l = d + d’=± 125cm. tìm : d = ? GIẢI.Định nghĩa :
Phân loại :
Đặc điểm :
Cách dựng ảnh qua thấu kính :
Công thức :
===========================
BÀI TậP SGK :
BÀI TậP 10 TRANG 190 CB :
a] 125cm b] 45cm
a] l = d + d’= 125cm.
Ta có : l = d + d’= 125cm. => d’ = 125 – d
=>
=>d = 100cm v d = 10cm.
b] tương tự.
Bài tập 11 trang 190 CB : Một thấu kính phân kì có độ tụ –5dp. a] Tính tiêu cự của kính.
b] Nếu vật đặt cách kính 30cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bao nhiêu?
Tiêu cự – Mặt phẳng tiêu diện
-Tiêu cự: |f|=OF
Bài 1: Cho một thấu kính có hai mặt lồi. Khi đặt trong không khí có độ tụ D1 ,khi đặt trong chất lỏng có chiết suất là n’= 1,68 thì thấu kính lại có độ tụ D2 = -[D1/5].a] Vậy chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?
b] Cho một mặt có bán kính cong gấp 4 lần bán kính cong của mặt kia và D1 =2,5 dp. Bán kính cong của hai mặt này?
Đáp án: 1,5; 25cm; 100 cm.
Bài 2: Cho thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5. a] Bạn hay tìm tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu:
– Hai mặt lồi có bán kính 10cm và 30 cm
– Mặt lồi có bán kính 10cm và mặt lõm có bán kính 30cm.
Đáp án: a]15 cm; 30 cm b]60 cm; 120 cm
b] Khi chúng được cho vào trong nước có chiết suất n’= 4/3, thì tiêu cự của thấu kính trên là bao nhiêu?
Bài 3: Một thấu kính hai có mặt lồi. Độ tụ là D1 khi đặt trong không khí, khi đặt trong chất lỏng có chiết suất n’= 1,68 thấu kính lại có độ tụ D2 = -[D1/5].
a] Vậy chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?
b] Một mặt có bán kính cong gấp 4 lần bán kính cong của mặt kia và cho D1 =2,5 dp. Bán kính cong của hai mặt này là bao nhiêu? Đáp án: 1,5; 25cm; 100 cm.
Bài 4: Cho một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,5. Đặt nó trong không khí nó có độ tụ 5 dp. Cho thấu kính vào chất lỏng có chiết suất n’ thì thấu kính có tiêu cự f’ = -1m. Tìm chiết suất của thấu kính?
Đáp án: 1,67
Dạng 2: Bài tập thấu kính 11 có đáp án liên quan đến mối quan hệ ảnh và vật – xác định tính chất ảnh
Bài 1: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự là 10cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính và cách thấu kính 30cm. Hãy xác định số phóng đại ảnh, vị trí ảnh và tính chất ảnh. Sau đó, vẽ hình đúng tỷ lệ. Đáp số: d / = 15cm ; k = ─ ½
Bài 2: Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Hãy xác định tính chất ảnh của vật qua thấu kính và vẽ hình trong những trường hợp sau:
a] Vật cách thấu kính 30 cm.
b] Vật cách thấu kính 20 cm.
c] Vật sẽ cách thấu kính 10 cm.
Bài 3: Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự là 10cm. Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 20cm. Xác định số phóng đại ảnh,vị trí ảnh và tính chất ảnh.
Đáp số: d / = ─ [20/3] cm ; k = 1/3
Bài 4: Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm. Nhìn qua thấu kính ta sẽ thấy 1 ảnh cùng chiều và cao gấp 3 lần vật. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính, vẽ hình?
Đáp án: 15 cm.
Dạng 3: Bài tập thấu kính 11 có đáp án liên quan đến hệ thấu kính ghép xa nhau
Bài 1: Cho hai thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1=30cm và f2=20cm đặt đồng trục và chúng cách nhau L=60. Đặt vuông góc vật sáng AB=3 cm với trục chính [A ở trên trục chính] trước L1 cách O1 một khoảng là d1. Hãy xác định vị trí, chiều, độ cao và tính chất của anh cuối A’B’ qua hệ thấu kính trên và vẽ ảnh với:a] d1=45 cm b] d1=75 cm
Đáp số a] d’’=12cm; 2,4cm b] d’’=-20cm; 4cm
Bài 2: Một vật sáng AB cao 1cm đặt vuông góc của một hệ gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục cách L1 một khoảng d1=30cm. Thấu kính L1 là thấu kính hội tụ và có tiêu cự f1=20cm , thấu kính L2 là thấu kính phân kì tiêu cự là f2=-30cm, hai thấu kính cách nhau L=40cm. Xác định vị trí, chiều, độ cao và tính chất của ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ thấu kính trên.
Đáp số: d’2 = 60cm>0 => ảnh A’B’ là ảnh thật
K= -6 vậy ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB
A’B’=AB=6cm
Công thức thấu kính, chứng minh công thức thấu kính
Chứng minh công thức thấu kính hội tụ
xét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ.
- d = OA: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính
- d’ = OA’: khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính
- f = OF = OF’: tiêu cự của thấu kính
- A’B’: chiều cao của ảnh
- AB: chiều cao của vật
a/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật
ΔA’B’O đồng dạng với ΔABO =>A′B′AB=A′OAO=d′dA′B′AB=A′OAO=d′d [1]ΔA’B’F’ đồng dạng với ΔOIF’ =>A′B′OI=A′F′OF′A′B′OI=A′F′OF′=OA′−OF′OF′=d′−ffOA′−OF′OF′=d′−ff [2]từ [1] và [2] => d′d=d′−ffd′d=d′−ff => 1f=1d+1d′1f=1d+1d′
b/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo
Độ phóng đại được tính theo công thức sau: [\[h_I\]: độ cao của ảnh; \[h_O\]: độ cao của vật]
\[k=\dfrac{h_I}{h_O}=-\dfrac{d'}{d}=\dfrac{f}{f-d}=\dfrac{f-d'}{f}\]
>>>Tham khảo thêm: Tóm tắt các công thức vật lý 12
Tiêu cự – Mặt phẳng tiêu diện
-Tiêu cự: |f|=OF
Dạng Bài Tập Thấu Kính 11 Có Đáp Án Thường Gặp
Dạng 1: Bài tập thấu kính 11 có đáp án liên quan tới tiêu cự và độ tụ
Bài 1: Cho một thấu kính có hai mặt lồi. Khi đặt trong không khí có độ tụ D1 ,khi đặt trong chất lỏng có chiết suất là n’= 1,68 thì thấu kính lại có độ tụ D2 = -[D1/5].a] Vậy chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?
b] Cho một mặt có bán kính cong gấp 4 lần bán kính cong của mặt kia và D1 =2,5 dp. Bán kính cong của hai mặt này?
Đáp án: 1,5; 25cm; 100 cm.
Bài 2: Cho thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5. a] Bạn hay tìm tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu:
– Hai mặt lồi có bán kính 10cm và 30 cm
– Mặt lồi có bán kính 10cm và mặt lõm có bán kính 30cm.
Đáp án: a]15 cm; 30 cm b]60 cm; 120 cm
b] Khi chúng được cho vào trong nước có chiết suất n’= 4/3, thì tiêu cự của thấu kính trên là bao nhiêu?
Bài 3: Một thấu kính hai có mặt lồi. Độ tụ là D1 khi đặt trong không khí, khi đặt trong chất lỏng có chiết suất n’= 1,68 thấu kính lại có độ tụ D2 = -[D1/5].
a] Vậy chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?
b] Một mặt có bán kính cong gấp 4 lần bán kính cong của mặt kia và cho D1 =2,5 dp. Bán kính cong của hai mặt này là bao nhiêu? Đáp án: 1,5; 25cm; 100 cm.
Bài 4: Cho một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,5. Đặt nó trong không khí nó có độ tụ 5 dp. Cho thấu kính vào chất lỏng có chiết suất n’ thì thấu kính có tiêu cự f’ = -1m. Tìm chiết suất của thấu kính?
Đáp án: 1,67
Dạng 2: Bài tập thấu kính 11 có đáp án liên quan đến mối quan hệ ảnh và vật – xác định tính chất ảnh
Bài 1: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự là 10cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính và cách thấu kính 30cm. Hãy xác định số phóng đại ảnh, vị trí ảnh và tính chất ảnh. Sau đó, vẽ hình đúng tỷ lệ. Đáp số: d / = 15cm ; k = ─ ½
Bài 2: Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Hãy xác định tính chất ảnh của vật qua thấu kính và vẽ hình trong những trường hợp sau:
a] Vật cách thấu kính 30 cm.
b] Vật cách thấu kính 20 cm.
c] Vật sẽ cách thấu kính 10 cm.
Bài 3: Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự là 10cm. Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 20cm. Xác định số phóng đại ảnh,vị trí ảnh và tính chất ảnh.
Đáp số: d / = ─ [20/3] cm ; k = 1/3
Bài 4: Đặt vuông góc vật sáng AB với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm. Nhìn qua thấu kính ta sẽ thấy 1 ảnh cùng chiều và cao gấp 3 lần vật. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính, vẽ hình?
Đáp án: 15 cm.
Dạng 3: Bài tập thấu kính 11 có đáp án liên quan đến hệ thấu kính ghép xa nhau
Bài 1: Cho hai thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1=30cm và f2=20cm đặt đồng trục và chúng cách nhau L=60. Đặt vuông góc vật sáng AB=3 cm với trục chính [A ở trên trục chính] trước L1 cách O1 một khoảng là d1. Hãy xác định vị trí, chiều, độ cao và tính chất của anh cuối A’B’ qua hệ thấu kính trên và vẽ ảnh với:a] d1=45 cm b] d1=75 cm
Đáp số a] d’’=12cm; 2,4cm b] d’’=-20cm; 4cm
Bài 2: Một vật sáng AB cao 1cm đặt vuông góc của một hệ gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục cách L1 một khoảng d1=30cm. Thấu kính L1 là thấu kính hội tụ và có tiêu cự f1=20cm , thấu kính L2 là thấu kính phân kì tiêu cự là f2=-30cm, hai thấu kính cách nhau L=40cm. Xác định vị trí, chiều, độ cao và tính chất của ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ thấu kính trên.
Đáp số: d’2 = 60cm>0 => ảnh A’B’ là ảnh thật
K= -6 vậy ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB
A’B’=AB=6cm
Công thức thấu kính, chứng minh công thức thấu kính
Chứng minh công thức thấu kính hội tụ
xét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ.
- d = OA: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính
- d’ = OA’: khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính
- f = OF = OF’: tiêu cự của thấu kính
- A’B’: chiều cao của ảnh
- AB: chiều cao của vật
a/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật
ΔA’B’O đồng dạng với ΔABO =>A′B′AB=A′OAO=d′dA′B′AB=A′OAO=d′d [1]ΔA’B’F’ đồng dạng với ΔOIF’ =>A′B′OI=A′F′OF′A′B′OI=A′F′OF′=OA′−OF′OF′=d′−ffOA′−OF′OF′=d′−ff [2]từ [1] và [2] => d′d=d′−ffd′d=d′−ff => 1f=1d+1d′1f=1d+1d′
b/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo