Câu 19
Đề bài:
Đặt vật AB vuông góc với trục chính Δ (A ∈ Δ) của thấu kính hội tụ. Vật cách thấu kính 40 cm, thu được ảnh thật cao bằng một nửa vật.
Gọi:
d = 40 cm là khoảng cách từ vật đến thấu kính
d' là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
h là chiều cao vật
h' là chiều cao ảnh
Vì ảnh thật cao bằng một nửa vật nên:
|h'|/h = 1/2
Mà với thấu kính:
k = h'/h = -d'/d
Lấy độ lớn:
|h'|/h = d'/d = 1/2
Suy ra:
d'/40 = 1/2
=> d' = 20 cm
a) Xác định vị trí và tính chất của ảnh bằng phép dựng hình
Ta có:
Ảnh là ảnh thật nên nằm phía bên kia thấu kính so với vật.Ảnh nhỏ hơn vật nên vật nằm ngoài 2F.Ảnh thật của vật qua thấu kính hội tụ khi vật ở ngoài 2F sẽ nằm giữa F' và 2F'.Vậy:
Ảnh A'B' nằm bên kia thấu kính, cách thấu kính 20 cm.Ảnh là ảnh thật, ngược chiều với vật, nhỏ bằng 1/2 vật.Cách dựng hình:
Từ B vẽ một tia song song với trục chính, sau khi qua thấu kính tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F'.Từ B vẽ một tia đi qua quang tâm O, tia này truyền thẳng.Giao điểm hai tia ló là B'. Từ B' hạ vuông góc xuống trục chính tại A'. Khi đó A'B' là ảnh của AB.b) Tính tiêu cự của thấu kính và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
Dùng công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d'
Thay số:
1/f = 1/40 + 1/20
= 1/40 + 2/40
= 3/40
Suy ra:
f = 40/3 cm
Vậy:
f = 40/3 cm ≈ 13,33 cm
Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là:
d' = 20 cm
c) Để thu được ảnh ảo cao bằng 2 lần vật thì cần dịch chuyển vật lại gần hay ra xa thấu kính bao nhiêu cm?
Ảnh ảo, cùng chiều và cao gấp 2 lần vật nên:
k = h'/h = 2
Mà:
k = -d'/d
Vì ảnh ảo nên d' < 0, do đó:
-d'/d = 2
=> d' = -2d
Áp dụng công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d'
= 1/d - 1/(2d)
= 1/(2d)
Suy ra:
2d = f
=> d = f/2 = (40/3)/2 = 20/3 cm
Vậy vị trí mới của vật cách thấu kính:
d mới = 20/3 cm ≈ 6,67 cm
Ban đầu vật cách thấu kính 40 cm, nên cần dịch chuyển vật lại gần thấu kính một đoạn:
40 - 20/3 = 100/3 cm ≈ 33,33 cm
Kết luận câu 19:
a) Ảnh thật, ngược chiều, nhỏ bằng 1/2 vật, nằm bên kia thấu kính.b) Tiêu cự thấu kính: f = 40/3 cm ≈ 13,33 cm; khoảng cách ảnh đến thấu kính: 20 cm.c) Phải dịch chuyển vật lại gần thấu kính 100/3 cm ≈ 33,33 cm.