Bài 5. Sự khúc xạ ánh sáng qua thấu kính

I. THẤU KÍNH

1. Các loại thấu kính

Thấu kính là một khối trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng một mặt cong (hình 5.2). Trong chủ đề này, ta chỉ tỉm hiểu thấu kính đặt trong không khí.

Xét theo hình dạng, ta có thể chia thấu kính thành hai loại: thấu kính rìa mỏng (phần rìa của thấu kính mỏng hơn phần ở giữa) và thấu kính rìa dày (phần rìa của thấu kính dày hơn phần ở giữa).

Khi chiếu chùm tia sáng song song tới các thấu kính khác nhau đặt trong không khí, ta thấy:

• Thấu kính có rìa mỏng cho các tia ló tập trung tại một điểm (hội tụ) (hình 5.5a). Thấu kính này được gọi là thấu kính hội tụ.
• Thấu kính rìa dày cho các tia ló tách ra xa nhau (phân kì) (hình 5.5b). Thấu kính này được gọi là thấu kính phân kì.

2. Nguyên lí hoạt động của thấu kính

Từ hình dạng thấu kính, nếu chia thấu kính thành các phần nhỏ như hình 5.6, ta có thể coi thấu kính được ghép từ nhiều lăng kính nhỏ khác nhau.

Khi chia thấu kính thành các lăng kính nhỏ, với thấu kính rìa mỏng, các lăng kính có đáy hướng về phía trục đối xứng nên chùm tia ló hội tụ. Với thấu kính rìa dày, các lăng kính có đáy hướng ra xa trục đối xứng nên chùm tia ló phân kì.

II. SỰ KHÚC XẠ CỦA MỘT SỐ TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH

1. Trục chính và quang tâm của thấu kính

Thấu kính có một điểm O mà mọi tia tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. O được gọi là quang tâm của thấu kính và điểm này có thể coi là điểm chính giữa của thấu kính. Đường thẳng đi qua O vuông góc với thấu kính được gọi là trục chính của thấu kính. Ta có thể biểu diễn thấu kính, quang tâm và trục chính của thấu kính như hình 5.7.

2. Đường đi của một số tia sáng qua thấu kính

Các tia tới song song với trục chính của thấu kính, cho tia ló cắt trục chính hoặc có đường kéo dài cắt trục chính tại điểm F. Điểm này được gọi là tiêu điểm chính của thấu kính.

Khoảng cách từ tiêu điểm chính đến quang tâm OF = f được gọi là tiêu cự của thấu kính.

Các tia tới quang tâm O của thấu kính đều truyển thẳng.

Đường đi của tia tới qua quang tâm, tia tới song song với trục chính của thấu kính được biểu diễn như hình 5.9.