Bài 29: Thấu kính mỏng
27 câu hỏi
Thấu kính phân kì không thể có tác dụng nào dưới đây
A. Biến một chùm tia hội tụ thành một chùm tia hội tụ khác
B. Biến một chùm tia hội tụ thành một chùm tia phân kì
C. Biến một chùm tia phân kì thành một chùm tia phân kì khác
D. Biến một chùm tia phân kì thành một chùm tia hội tụ
Đáp án D
Gọi D là độ tụ của một thấu kính mỏng; d, d' là khoảng cách từ thấu kính đến vật và đến ảnh. Công thức nào dưới đây là đúng
A. D = C. D =
B. D = D. D =
Đáp án C
(Các) thấu kính nào là thấu kính hội tụ ?
A. (1). B. (4) C. (3) và (4). D. (2) và (3)
Đáp án D
(Các) thấu kính nào là thấu kính phân kì ?
A. (2) B. (3).
C. (l) và (2). D. (1) và (4).
Đáp án D
(Các) tia sáng nào thể hiện tính chất quang học của quang tâm thấu kính ?
A. Tia(l). B. Tia (2).
C. Hai tia (1) và (2). D. Không có.
Đáp án C
Tia nào thể hiện tính chất quang học của tiêu điểm ảnh ?
A. Tia (1). B. Tia (2).
C. Tia (3). D.Tia (4).
Đáp án C
Tia nào thể hiện tính chất quang học của tiêu điểm vật ?
A.Tia (l) B. Tia (2).
C. Tia (3). D. Tia (4).
Đáp án D
Có hai tia sáng truyền qua một thấu kính như Hình 29.3 (tia (2) chỉ có phần ló) Chọn câu đúng.
A. Thấu kính là hội tụ ; A là ảnh thật.
B. Thấu kính là hội tụ ; A là vật ảo.
C. Thấu kính là phân kì ; A là ảnh thật.
D. Thấu kính là phân kì ; A là vật ảo
Đáp án C
* Cho thấu kính hội tụ với các điểm trên trục chính như Hình 29.4
Muốn có ảnh ảo thì vật thật phải có vị trí trong khoảng nào ?
A. Ngoài đoạn IO.
B. Trong đoạn IF.
C. Trong đoạn FO.
D. Không có khoảng nào thích hợp.
Đáp án C
Muốn có ảnh thật lớn hơn vật thì vật thật phải có vị trí trong khoảng nào ?
A. Ngoài đoạn IO.
B. Trong đoạn IF.
C. Trong đoạn FO.
D. Không có vị trí nào thích hợp.
Đáp án B
Một học sinh kết luận như sau về thấu kính. Tìm câu đúng.
A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.
B. Thấu kính phân kì luôn tạo ảnh ảo nhỏ hơn vật thật.
C. Ảnh của vật tạo bởi cả hai loại thấu kính luôn có độ lớn khác với vật.
D. Ảnh và vật cùng tính chất (thật ; ảo) thì cùng chiều và ngược lại.
Đáp án B
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Tìm vị trí của vật trước thấu kính để ảnh của vật tạo bởi thấu kính gấp 4 lần vật.
Giải bài toán bằng hai phương pháp: Tính toán.
Giải bằng tính toán
Vật thật có thể có ảnh thật hoặc ảnh ảo qua thấu kính hội tụ
* Ảnh thật:
* Ảnh ảo:
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Tìm vị trí của vật trước thấu kính để ảnh của vật tạo bởi thấu kính gấp 4 lần vật.
Giải bài toán bằng hai phương pháp: Vẽ
Giải bằng phép vẽ:
* Ảnh thật:
Ảnh ngược chiều so với vật và bằng 4 lần vật (Hình 29.1G)
- Lấy trên thấu kính = -4
- Kẻ đường thẳng qua I song song với trục chính.
- Nối JF cắt đường thẳng trên tại B.
- Hạ BA vuông góc với trục chính.
AB là vị trí vật.
Tính đồng dạng cho:
FA = 5cm à OA = 25cm
* Ảnh ảo:
Ảnh cùng chiều so với vật. Thực hiện cách vẽ tương tự (HÌnh 29.2G) nhưng với = 4
Ta có FA = 5cm; OA = 20 – 5 = 15cm.
Thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 20 cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính có ảnh A'B' cách vật 18 cm. Xác định vị trí của vật.
Trong mọi trường hợp (Hình 29.3G):
AA’ = |d + d’|
Do đó theo đề bài: |d + d’| = 18cm
Với d' = df/(d-f) = 20d/(d-f)
Ta suy ra
d + 20d/(d-f) = ±18
=> ±18 = ±360
Giải:
* – 18d + 360 = 0: phương trình vô nghiệm.
* + 18d – 360 = 0: có hai nghiệm.
Hai vị trí của vật:
= 12cm; = -30cm.
Chú ý: Phương trình – 18d + 360 = 0 ứng với vật thật - ảnh thật.
Ta biết khi đó = 4f = 80cm
Do đó trị số AA’ = 18cm không phù hợp.
Thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 20 cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính có ảnh A'B' cách vật 18 cm. Xác định ảnh, vẽ ảnh.
– Với = 12cm: ảnh ảo là : ’ = -30cm
- Với = -30cm: vật ảo là ’ = 12cm (không xét).
Thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng 1/2 vật thật và cách vật 10 cm. Tính tiêu cự của thấu kính.
Tiêu cự:
Vật thật có ảnh ảo → k = -d’/d = 1/2; d’ = -d/2.
Theo đề ra: d + d’ = 10cm
→ d = 20cm; d’ = -10cm
f = dd'/(d+d') = -20cm
Thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng 1/2 vật thật và cách vật 10 cm. Vẽ đường đi của một chùm tia sáng minh hoạ sự tạo ảnh.
Đường truyền của chùm tia sáng
Xem Hình 29.4G
Vật phẳng nhỏ AB đặt trước và song song với một màn, cách màn khoảng L. Đặt một thấu kính hội tụ giữa vật và màn, song song với vật sao cho điểm A của vật ở trên trục chính. Ta tìm được hai vị trí ; của thấu kính tạo ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh này gấp k lần ảnh kia.
Tính tiêu cự của thấu kính.
Áp dụng bằng số : L = 100 cm ; k = 2,25
Theo giả thiết: = ’; ’ =
Suy ra = k => /' =
Do đó
Áp dụng bằng số: f = 24cm
Với cả hai loại thấu kính, khi giữ thấu kính cố định và dời vật theo phương trục chính, hãy : Chứng tỏ ảnh của vật tạo bởi thấu kính luôn luôn chuyển động cùng chiều với vật.
lấy đạo hàm của d’ theo d
d và d’ luôn trái dấu, vậy ảnh và vật chuyển động cùng chiều.
Với cả hai loại thấu kính, khi giữ thấu kính cố định và dời vật theo phương trục chính, hãy : Thiết lập công thức liên hệ giữa độ dời của vật và độ dời tương ứng của ảnh.
d = ; d' = =
Suy ra
Có hai thấu kính , được đặt đồng trục. Các tiêu cự lần lượt là = 15 cm, = -15 cm. Vật AB được đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính và ở trong khoảng giữa hai quang tâm , . Cho = l = 40 cm. Xác định vị trí của vật để : Hai ảnh có vị trí trùng nhau.
Vị trí trùng nhau của và ’ ở trong đoạn (Hình 29.6G).
Vậy: |’| + |’| = l và ’ + ’ = - l
Hay
→ – 70x + 600 = 0
→ x = 10cm
Có hai thấu kính , được đặt đồng trục. Các tiêu cự lần lượt là = 15 cm, = -15 cm. Vật AB được đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính và ở trong khoảng giữa hai quang tâm , . Cho = l = 40 cm. Xác định vị trí của vật để : Hai ảnh có độ lớn bằng nhau.
Ta phải có:
=> |15-x| = |x-55|
=> x = 35cm
Trên Hình 29.5, xy là trục chính của thấu kính L, (1) là đường đi của một tia sáng truyền qua thấu kính. Tia sáng (2) chỉ có phần tia tới.
Hãy vẽ tia ló của tia sáng (2).
- Kéo dài phần tia tới của (1) và (2) cắt nhau tại S (Hình 29.7G).
- Nối OS cắt tia ló của (1) tại S’.
- Nối JS’: Tia ló của (2).
Trên Hình 29.6, xy là trục chính của thấu kính phân kì, F là tiêu điểm vật, A' là ảnh của A tạo bởi thấu kính. Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí của vật điểm A.
- Vẽ tia ló theo A’l (bất kỳ)
- Dựng trục phụ (’) song song với tia ló và xác định tiêu điểm vật phụ
- Vẽ tia tới có đường kéo dài là I. Tia này cắt trục chính tại A: vật điểm (Hình 29.8G).
Trên Hình 29.7, xy là trục chính của thấu kính, AB là vật, A'B' là ảnh của vật tạo bởi thấu kính. Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí của thấu kính và các tiêu điếm chính.
- Nối B’B cắt trục chính tại O: quang tâm.
- Dựng thấu kính (hội tụ; ảnh ảo > vật thật).
- Vẽ tia BI song song với trục chính. Tia ló nằm trên đường thẳng B’I cắt trục chính tại F’: tiêu điểm ảnh chính (Hình 29.9G).
Thấu kính hội tụ có tiêu cự 5 cm. A là điểm vật thật trên trục chính cách thấu kính 10 cm, A’ là ảnh của A. Tính khoảng cách AA’. Chứng tỏ rằng đây là khoảng cách ngắn nhất từ A tới ảnh thật của nó tại bởi thấu kính.
d = 2f → d’ = 2f
AA’ = d + d’ = 4f = 40cm
(Hình 29.5G)
Tổng quát với vật thật và ảnh thật:
AA’ 4f hay AA’min = 4f
Thấu kính hội tụ có tiêu cự 5 cm. A là điểm vật thật trên trục chính cách thấu kính 10 cm, A’ là ảnh của A. Giữ vật cố định và tịnh tiến thấu kính theo một chiều nhất định. Ảnh chuyển động ra sao?
– Tịnh tiến O ra xa A:
vật ở ngoài OF: A’ thật. Vì ban đầu AA’min nên sau đó AA’ tăng. Vậy A’ rời xa A.
- Tịnh tiến O tới gần A:
Ta phân biệt:
+ A ngoài OF: A’ rời xa A.
+ A ≡ F: A’ tiến tới (thật rồi tức thì chuyển sang ảo).
+ A trong OF: A’ ảo tiến về A.
+ A ≡ O: A’ ≡ O.








