Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6,7,8,9 trang 189 SGK Lý 11

Thấu kính là gì ? Kể các loại thấu kính.

Hướng dẫn giải bài 1 trang 189 SGK Vật lý 11

Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 29.1).

Ta chỉ xét thấu kính mỏng cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng).

Theo hình dạng và tính chất, thấu kính gồm hai loại:

Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ.
Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ.

Nêu tính chất quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật. Minh họa bằng đường truyền của tia sáng cho mỗi trường hợp.

Hướng dẫn giải bài 2 trang 189 SGK Vật lý 11

1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.

a) Quang tâm

Thấu kính mỏng có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu.

Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính. Có thể coi O là điểm chính giữa thấu kính.

O gọi là quang tâm của thấu kính (Hình 29.1)

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

- Mọi đường thẳng khác đi qua quang tâm O là trục phụ.

Mọi tia tới quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng.

b) Tiêu điểm. Tiêu diện

- Chiếu đến thấu kính hội tụ một chùm tia tới song song. Chùm tia ló cắt nhau (hội tụ) tại một điểm trên trục tương ứng với chùm tia tới. Điểm này là tiêu điểm ảnh của thấu kính. 

Trên mỗi trục có một tiêu điểm ảnh:

+ Tiêu điểm ảnh chính được ký hiệu F' (Hình 29.2).

+ Tiêu điểm ảnh phụ được ký hiệu F'n.

Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều hứng được trên màn. Đó là tiêu điểm ảnh thật.

- Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ còn có một điểm mà chùm tia tới xuất phát từ đó sẽ cho chùm tia ló song song. Đó là tiêu điểm vật của thấu kính.

+ Tiêu điểm vật chính được kí hiệu là F.

+ Tiêu điểm vật phụ được ký hiệu Fn (n = 1, 2, 3, ...) (Hình 29.3)

Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục đối xứng với nhau ở hai bên quang tâm. Vị trí của chúng phụ thuộc chiều truyền ánh sáng.

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

Có thể coi tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính (Hình 29.4)

Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì ? Đơn vị của tiêu cự và độ tụ ?

Hướng dẫn giải bài 3 trang 189 SGK Vật lý 11

 Tiêu cự. Độ tụ.

Tiêu cự của thấu kính được định nghĩa như sau: f = OF'

Ta quy ước f > 0 đối với thấu kính hội tụ, ứng với tiêu điểm ảnh F' thật (sau thấu kính).

Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi chùm tia sáng càng nhỏ. Do đó người ta định nghĩa độ tụ của thấu kính như sau:

D =1/f  

Trong đó: f tính bằng mét (m); D tính bằng điôp (dp).

Chọn phát biểu đúng với vật đặt trước thấu kính.

A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.

B. Thấu kính phân kì luôn tạo chùm tia ló phân kì.

C. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính không thể bằng vật.

D. Cả ba phát biểu A, B, C đếu sai.

Hướng dẫn giải bài 4 trang 189 SGK Vật lý 11

Chọn B.

Thấu kính phân kỳ luôn tạo chùm tia ló phân kỳ.

Một vật sáng đặt trước một thấu kính, trên trục chính. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính bằng ba lần vật. Dời vật lại gần thấu kính một đoạn. Ảnh của vật ở vị trí mới vẫn bằng ba lần vật.

Có thể kết luận gì về loại thấu kính ?

A. Thấu kính hội tụ.

B Thấu kính phân kỳ.

C. Hai loại thấu kính đều phù hợp.

D. Không thể kết luận được, vì giả thiết hai ảnh bằng nhau là vô lý.

Hướng dẫn giải bài 5 trang 189 SGK Vật lý 11

Chọn A. Thấu kính là hội tụ. Vì hai lần tạo ảnh phải là một thật và một ảo vì thế chỉ có thể là thấu kính hội tụ.

 Tiếp câu 5

Cho biết đoạn dời vật là 12cm.

Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu ?

A. -8 cm

B. 18 cm

C. -20 cm

D. Một giá trị khác A, B, C.

Hướng dẫn giải bài 6 trang 189 SGK Vật lý 11

Chọn B

+ Ở vị trí thứ nhất (ảnh thật, ngược chiều) ta có:

k = -   = -3 => d' = 3d.

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3d/4.                (1)

+ Ở vị trí thứ hai (ảnh ảo, cùng chiều) ta có:

k = -   - 3 => d'' = 3d - 36.

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3(d -12)/2           (2) 

+ Từ (1) và (2) ta suy ra d = 24; d' = 72, thế lại vào công thức vị trí ta có f = 18 cm.

Xét thấu kính hội tụ. Lấy trên trục chính các điểm I và I' sao cho OI = @OF, OI' = 2OF' (Hình 29.17). Vẽ ảnh của vật AB và nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp sau:

- Vật thật ở ngoài đoạn OI.

- Vật thật tại I.

- Vật thật trong đoạn FI.

- Vật thật trong đoạn OF.

Hướng dẫn giải bài 7 trang 189 SGK Vật lý 11

- Vật thật ở ngoài OI: ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật.

- Vật thật ở tại I: ảnh thật, ngược chiều, bằng vật.

- Vật thật ở trong FI: ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.

- Vật thật ở trong OF: ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

Người ta dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ 1 dp để thu ảnh của Mặt trăng.

a) Vẽ ảnh.

b) Tính đường kính của ảnh. Cho góc trông Mặt Trăng là 33'. Lấy 1' ≈ 3.10-4 rad.

Hướng dẫn giải bài 8 trang 189 SGK Vật lý 11

a) (Hình 8)

b) A'B' ≈ fα ≈ 100.33.3.10-4 ≈ 0,99 cm ≈ 1cm.

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.

Hướng dẫn giải bài 9 trang 189 SGK Vật lý 11

(Hình 9)

a) Dùng tính thuận nghịch.

b) f = 

Đo a và l, tính f.

>> Bài tập trước Hướng dẫn giải bài 1,2,3,4,5,6,7 trang 179 SGK Vật lý 11 

>> Bài tập tiếp theo Hướng dẫn giải bài 10,11,12 trang 190 SGK Vật lý 11