Thấu kính mỏng

I. Khảo sát thấu kính hội tụ

1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện

a) Quang tâm

+ Là điểm O chính giữa của thấu kính mà mọi tia sáng tới truyền qua O đều truyền thẳng.

+ Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính là trục chính của thấu kính.

+ Các đường thẳng qua quang tâm O là trục phụ của thấu kính.

b) Tiêu điểm. Tiêu diện

+ Chùm tia sáng tới song song với trục chính sẽ hội tụ tại một điểm trên trục chính. Điểm đó là tiêu điểm chính của thấu kính.

  Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm chính F (tiêu điểm vật) và F’ (tiêu điểm ảnh) đối xứng với nhau qua quang tâm.

+ Chùm tia sáng song song với một trục phụ sau khi qua thấu kính sẽ hội tụ tại một điểm trên trục phụ đó. Điểm đó là tiêu điểm phụ của thấu kính.

  Mỗi thấu kính có vô số các tiêu điểm phụ vật Fn và các tiêu điểm phụ ảnh Fn’.

+ Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện. Mỗi thấu kính có hai tiêu diện: tiêu diện vật và tiêu diện ảnh.

  Có thể coi tiêu diện là mặt phẵng vuông góc với trục chính qua tiêu điểm chính.

2. Tiêu cự. Độ tụ

+ Tiêu cự: \(f=\overset{\_\_\_\_}{\mathop{OF'}}\)

+ Độ tụ: \(D=\dfrac{1}{f}\)

+ Đơn vị của độ tụ là điôp (dp): \(1dp=\dfrac{1}{1m}\)

Qui ước: Thấu kính hội tụ: f > 0 ; D > 0.

II. Khảo sát thấu kính phân kì

+ Quang tâm của thấu kính phân kì củng có tính chất như quang tâm của thấu kính hội tụ.

+ Các tiêu điểm và tiêu diện của thấu kính phân kì cũng được xác định tương tự như đối với thấu kính hội tụ. Điểm khác biệt là chúng đều ảo, được xác định bởi đường kéo dài của các tia sáng.

Qui ước: Thấu kính phân kì: f < 0 ; D < 0.

III. Sự tạo ảnh bởi thấu kính

1. Khái niệm ảnh và vật trong quang học

+ Ảnh điểm là điểm đồng qui của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng,

+ Ảnh điểm là thật nếu chùm tia ló là chùm hội tụ, là ảo nếu chùm tia ló là chùm phân kì.

+ Vật điểm là điểm đồng qui của chùm tia tới hoặc đường kéo dài của chúng.

+ Vật điểm là thật nếu chùm tia tới là chùm phân kì, là ảo nếu chùm tia tới là chùm hội tụ.

2. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính

  Sử dụng hai trong 4 tia sau:

- Tia tới qua quang tâm -Tia ló đi thẳng.

- Tia tới song song trục chính -Tia ló qua tiêu điểm ảnh chính F’.

- Tia tới qua tiêu điểm vật chính F -Tia ló song song trục chính.

- Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’n.

IV. Các công thức của thấu kính

+ Công thức xác định vị trí ảnh: \(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\)

+ Công thức xác định số phóng đại: \(k=\dfrac{\overset{\_\_\_\_\_\_\_\_}{\mathop{A'B'}}\,}{\overset{\_\_\_\_\_}{\mathop{AB}}\,}=-\dfrac{d'}{d}\)

+ Qui ước dấu:

     Vật thật: d > 0. Vật ảo: d < 0. Ảnh thật: d’ > 0. Ảnh ảo: d’ < 0.

      k  > 0: ảnh và vật cùng chiều ; k < 0: ảnh và vật ngược chiều.

V. Dạng bài tập

Dạng 1: xác định tính chất, đặc điểm của ảnh và mối tương quan giữa vật và ảnh

\(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\)

Lưu ý:

+ Thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo lớn hơn vật thật. Thấu kính phân kì tạo ảnh thật lớn hơn vật ảo.

+ Trong mọi trường hợp, khoảng cách vật - ảnh được tính bằng công thức:$\left| d+d' \right|$

Dạng 2: Dời vật, dời thấu kính theo phương trục chính.

+ Khi thấu kính được giữ cố định, ảnh và vật luôn chuyển động cùng chiều.

+ Các tính toán liên quan đến chuyển động của vật, ảnh được thực hiện dựa vào hệ thức liên lạc giữa độ dời vật, độ dời ảnh và tiêu cự hoặc độ phóng đại của ảnh:

\(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d_1}+\dfrac{1}{d_1'}=\dfrac{1}{d_1+\Delta d}+\dfrac{1}{d_1'+\Delta d'}\)

\(k_1=\dfrac{f}{f-d_1}=\dfrac{f-d_1'}{f}\)

\(k_2=\dfrac{f}{f-(d_1+\Delta d)}=\dfrac{f-(d_1'+\Delta d')}{f}\)

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...