Bài 7. Thấu kính. Kính lúp

1. THẤU KÍNH

Nhận biết thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì

Thấu kính là một khối trong suốt, đồng chất (thuỷ tinh, nhựa,...) được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong. Dựa vào hình dạng, có hai loại thấu kính: rìa mỏng (Hình 7.1a, b) và rìa dày (Hình 7.1c, d).

Trong không khí, các chùm sáng hẹp song song đi qua thấu kính rìa mỏng cho chùm tia ló hội tụ nên thấu kính rìa mỏng còn được gọi là thấu kính hội tụ (Hình 7.2); các chùm sáng hẹp song song đi qua thấu kính rìa dày cho chùm tia ló phân kì nên thấu kinh rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kì (Hình 7.3).

Hình 7.4 mô tả các dạng của thấu kính hội tụ và kí hiệu của thấu kính hội tụ. Hình 7.5 mô tả các dạng của thấu kính phân kì và kí hiệu của thấu kính phân kì.

Tìm hiểu trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính

Hình 7.6a là sơ đồ đường đi của chùm tia sáng song song qua thấu kính hội tụ và Hình 7.6b là sơ đồ đường đi của chùm tia sáng song song qua thấu kính phân kì. Trong các tia sáng song song đi tới thấu kính, có một tia tới vuông góc với bề mặt thấu kính thì truyền thẳng. Tia này trùng với một đường thẳng A gọi là trục chính của thấu kính.

Trục chính của thấu kính đi qua một điểm O ở tâm của thấu kính. Điểm này gọi là quang tâm của thấu kính.

Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló (Hình 7.6a) hoặc đường kéo dài của chùm tia ló (Hình 7.6b) cắt nhau tại một điểm F trên trục chính. Điểm này gọi là tiêu điểm chính của thấu kính.

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

Giải thích nguyên lí hoạt động của thấu kính

Để giải thích sự lệch của tia sáng qua thấu kính, ta có thể xem thấu kính là tập hợp các lăng kính nhỏ được ghép sát nhau như Hình 7.10.

Tia sáng đi qua lăng kính luôn lệch về phía đáy. Tập hợp các tia sáng đi qua những lăng kính nhỏ tạo nên chùm tia ló là chùm tia hội tụ hoặc chùm tia phân kì.

2. ẢNH CỦA VẬT QUA THẤU KÍNH

Ảnh thật là ảnh hứng được trên màn chắn. Ảnh ảo không hứng được trên màn chắn.

Vật đặt trước thấu kính hội tụ cách thấu kính một khoảng lớn hơn tiêu cự sẽ cho ảnh thật, ngược chiều với vật.

Vật đặt trước thấu kính hội tụ cách thấu kính một khoảng nhỏ hơn tiêu cự sẽ cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

Vật đặt trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.

Để xác định độ lớn của ảnh hay vật, khoảng cách từ vật hay ảnh đến thấu kính, ta sử dụng sơ đồ tỉ lệ tạo ảnh.

3. KÍNH LÚP

Mô tả kính lúp

Kính lúp là dụng cụ dùng để quan sát các vật nhỏ. Bộ phận chính của kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự vài xentimét được bảo vệ bởi khung kính và có tay cầm. Trên kính lúp có ghi số bội giác 2X, 3X, 5X, 10X, ... Số bội giác của kính lúp càng lớn thì ảnh quan sát được qua kính lúp càng lớn.

Kính lúp được sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống như quan sát các vật nhỏ, đọc các dòng chữ nhỏ trong sách,...

Cách sử dụng kính lúp

Kính lúp hoạt động theo nguyên tắc: khi vật đặt cách thấu kính một khoảng nhỏ hơn tiêu cự, mắt đặt sau kính lúp quan sát được ảnh ảo lớn hơn vật.

Để sử dụng kính lúp, ta thực hiện các thao tác như sau:

- Đặt kính lúp gắn sát vật cần quan sát, mắt nhìn vào mặt kính.

- Từ từ dịch chuyển kính ra xa vật (nhưng vật vẫn nằm trong khoảng tiêu cự) cho đến khi nhìn thấy rõ các chi tiết của vật qua kính lúp.

- Khi cần quan sát trong một khoảng thời gian dài, người ta thường chọn cách đặt mắt ở tiêu điểm của kính lúp để mắt không bị mỏi.