Một vật cách màng 125cm, đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự f ở giữa vật và màn, tại vị trí thứ nhất ảnh rõ nét trên màn, cao 1cm và tại vị trí thứ hai ảnh cũng rõ nét trên màn, cao 16cm. Tính tiêu cự f của thấu kính hội tụ ?
Vật sáng AB được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định a. Một thấu kính hội tụ có trục chính qua điểm A và vuông góc với màn, được di chuyển giữa vật và màn.
a) Người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, có một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng giữa vật và màn cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn.
b) Đặt l là khoảng cách giữa hai vị trí trên của thấu kính. Hãy lập công thức của tiêu cự thấu kính f theo a và l. Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.
Vật sáng AB được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định a. Một thấu kính hội tụ có trục chính qua điểm A và vuông góc với màn, được di chuyển giữa vật và màn.
a) Người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, có một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng giữa vật và màn cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn.
b) Đặt l là khoảng cách giữa hai vị trí trên của thấu kính. Hãy lập công thức của tiêu cự thấu kính f theo a và l. Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.
a) Chứng minh:
\(d+d' =a \Rightarrow d' = a -d\)
Và \(f=\frac{d.d'}{d+d'} \Rightarrow d = \frac{d.(a-d)}{a}\)
\( \Rightarrow d^2 -ad + af =0\)
\( \Delta = a^2 -4af =a(a-4f)\)
(Điều kiện để phương trình có nghiệm là \(a \geq 4f \))
Vì đã có 1 ảnh rõ nét rồi nên phương trình sẽ có nghiệm, vì có vị trí thứ 2 nữa nên phương trình phải có 2 nghiệm phân biệt.
Ta có hai vị trí này là 2 nghiệm có phương trình:
\( d_1 = \frac{a+ \sqrt{\Delta}}{2}\)
\(d_2 = \frac{a- \sqrt{\Delta}}{2}\)
b) Gọi l =khoảng cách 2 vị trí trên ta có:
\( l = d_2 -d_1 = \frac{a+ \sqrt { \Delta} - (a- \sqrt { \Delta})}{2} = \sqrt{\Delta} \)
Ta có: \(l^2 = \Delta = a^2 -4af \Rightarrow f = \frac{a^2 -l^2 }{4a}\)
Để đo tiêu cự chỉ cần đo khoảng cách giữa 2 vị trị cho ảnh rõ nét trên màn và khoảng cách giữa vật- màn. Phương pháp này gọi là phương pháp Bessel. Hoặc có thể dùng bất đẳng thức Cauchy để chứng minh cũng được nhé!
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính. Tìm mối liên hệ giữa L và f để:
a) có 2 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
b) có 1 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
c) không có vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính. Tìm mối liên hệ giữa L và f để:
a) có 2 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
b) có 1 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
c) không có vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
b) Để có 1 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì phương trình (*) phải có nghiệm kép nên:
c) Để không có vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì phương trình (*) phải vô nghiệm nên:
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính. Tìm mối liên hệ giữa L & f để:
a) có 2 vị trí của TK cho ảnh rõ nét trên màn.
b) có 1 vị trí của TK cho ảnh rõ nét trên màn.
c) không có vị trí của TK cho ảnh rõ nét trên màn.
Sơ đồ tạo ảnh:
Khoảng cách giữa vật và ảnh qua thấu kính L = |d + d'|
a) Để có 2 vị trí của TK cho ảnh rõ nét trên màn thì (*) có hai nghiệm dương phân biệt. Tức là
b) Để có 1 vị trí qua thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì (*) có một nghiệm kép. Tức là
c) Để không có vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì (*) vô nghiệm. Tức là
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L=72cm. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính, người ta tìm được vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Hai vị trí này cách nhau 48cm, tính tiêu cự của thấu kính?
A.5cm
B.10cm
C. 15cm
D. 20cm
Đáp án cần chọn là: B
Theo tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng, ta có: d 1 = d 2 ' d 2 = d 1 '
Ta có: d 1 + d 1 ' = L d 1 ' − d 1 = a → d 1 = L − a 2 d 1 ' = L + a 2
Mặt khác, ta có:
1 f = 1 d 1 + 1 d 1 ' = 2 L − a + 2 L + a
↔ 1 f = 2 72 − 48 + 2 72 + 48
→ f = 10 c m
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L = 72 c m . Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính, người ta tìm được hai vị trí của TK cho ảnh rõ nét trên màn. Hai vị trí này cách nhau l = 48 cm. Tính tiêu cự thấu kính, (phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ - phương pháp Bessel)
Sơ đồ tạo ảnh:
Khoảng cách giữa vật và ảnh qua thấu kính L = |d + d'|
Vì vật thật, ảnh thật nên L = d + d'
Theo giả thiết có hai vị trí cho ảnh rõ nét trên màn. Gọi hai vị trí vật và ảnh tương ứng là
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L = 90 c m . Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng cách giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính, người ta tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Hai vị trí này cách nhau a = 60 c m .
a) Xác định hai vị trí của thấu kính so với vật.
b) Tính tiêu cự thấu kính.
+ Theo tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
@ Ta có thể giải cách khác như sau:
Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L=90cm. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính, người ta tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn có độ cao lần lượt là A1B1 = 8cm và A2B2 = 2cm. Tính độ cao AB.
A. 6cm
B. 3cm
C. 4cm
D. 2cm
Đáp án: C
HD Giải:
Theo tính thuận nghich của đường truyền sáng ta có