Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT Bài 8. Thấu kính có đáp án
14 câu hỏi
Thấu kính có trong các dụng cụ quen thuộc như ống nhòm, kính lúp, kính hiển vi hay trong chính mắt của chúng ta. Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như thế nào?
Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật có đặc điểm như: ảnh ảo, ảnh thật, ảnh ngược chiều vật, ảnh cùng chiều vật, ảnh lớn hơn vật, ảnh nhỏ hơn vật.
1. Quan sát để nhận ra độ dày, mỏng ở rìa so với phần giữa các thấu kính có trong phòng thí nghiệm, phân loại chúng thành thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì.
2. Ống kính máy ảnh có cấu tạo gồm nhiều thấu kính nhằm mục đích để thu được hình ảnh chất lượng rõ nét. Hình 8.4 mô tả hệ thống gồm các thấu kính ((1), (2), (3), (4)) trong ống kính của một máy ảnh. Hãy chỉ rõ đâu là thấu kính hội tụ và đâu là thấu kính phân kì trong hệ thống này.
1.
- Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì.
2.
- Thấu kính (1), (4) là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính (2), (3) là thấu kính phân kì.
Hãy chỉ ra đâu là trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính của các thấu kính trong Hình 8.3.
Thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua thấu kính
Chuẩn bị:
- Nguồn sáng;
- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.
Tiến hành:
- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.6 với thấu kính hội tụ.
- Lần lượt chiếu tia sáng song song với trục chính tới thấu kính; tia sáng qua quang tâm O của thấu kính.
- Quan sát tia ló trong mỗi trường hợp (Hình 8.6a, b, c) và rút ra nhận xét.
- Lặp lại thí nghiệm trên với thấu kính phân kì
Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:
1. Biểu diễn đường đi của tia sáng qua thấu kính bằng hình vẽ.
2. Đường đi của các tia sáng tới quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính có đặc điểm gì?
1.
2.
- Tia sáng đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
- Tia sáng song song với trục chính cho tia ló hội tụ tại tiêu điểm chính.
Hãy phân tích tương tự và giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì (Hình 8.8).
Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng ra xa trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính phân kì trở thành chùm sáng phân kì.
So sánh độ lệch của tia sáng ở gần rìa thấu kính với tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
Tia sáng ở gần rìa thấu kính lệch hơn tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
1. Hãy dựng ảnh S’ của điểm sáng S ở Hình 8.10 vào vở.
2. Hãy chứng tỏ rằng điểm sáng đặt trên trục chính cũng cho ảnh nằm trên trục chính.
3. Ảnh S’ trong từng trường hợp ở Hình 8.10 là thật hay ảo?
1. Hình 8.10 a:
Hình 8.10 b:
Hình 8.10 c:
2.
Nếu S nằm trên trục chính thì kẻ đường đi qua quang tâm O là trục chính mà S’, O, S thẳng hàng nên S’cũng nằm trên trục chính.
3. Ảnh S’ trong Hình 10.8 a là ảnh thật, Hình 10.8 b và hình 10.8 c là ảnh ảo.
Vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính. Gọi d là khoảng cách từ vật đến quang tâm thấu kính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB ứng với các trường hợp d>f và d<f.
Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1.
Khoảng cách từ vật đến thấu kính | Đặc điểm ảnh của vật | ||
Ảnh thật hay ảnh ảo | Cùng chiều hay ngược chiều với vật | Lớn hơn hay nhỏ hơn vật | |
d > f | Ảnh thật | Ngược chiều vật | Lớn hơn vật |
d < f | Ảnh ảo | Cùng chiều vật | Lớn hơn vật |
Chú ý: Với trường hợp d > 2f thì ảnh nhỏ hơn vật.
Vẽ ảnh của một vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f trong các trường hợp d>f và d<f. Nhận xét đặc điểm ảnh của vật theo mẫu Bảng 8.2.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.2.
Khoảng cách từ vật đến thấu kính | Đặc điểm ảnh của vật | ||
Ảnh thật hay ảnh ảo | Cùng chiều hay ngược chiều với vật | Lớn hơn hay nhỏ hơn vật | |
d > f | Ảnh ảo | Cùng chiều vật | Nhỏ hơn vật |
d < f | Ảnh ảo | Cùng chiều vật | Nhỏ hơn vật |
Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm như Hình 8.12:
- Đèn chiếu sáng (1);
- Vật sáng bằng kính mờ hình chữ F (2);
- Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì (3);
- Màn chắn (4);
- Giá quang học (5);
- Nguồn điện và dây nối (6).
Tiến hành:
Thí nghiệm 1.
- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.12.
- Đặt vật ở vị trí d > f.
- Từ từ dịch chuyển màn chắn cho đến khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn chắn.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật.
- Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp d < f và rút ra nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong trường hợp đó.
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Đặt vật trong khoảng nào thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo?
2. Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách nào? Ảnh ảo có hứng được trên màn chắn không?
Thí nghiệm 2.
- Thay thấu kính hội tụ bằng thấu kính phân kì.
- Đặt vật ở các vị trí d > f và d < f. Đặt mắt quan sát ảnh của vật qua thấu kính.
Thực hiện các yêu cầu sau:
1. Hãy cho biết ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có gì giống và khác nhau.
2. Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Thí nghiệm 1:
1. Đặt vật trong khoảng d thỏa mãn 2f > d > f thì ảnh sẽ hứng được trên màn chắn, ảnh đó là ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật.
Nếu di chuyển vật ra vị trí cách thấu kính hội tụ một khoảng d > 2f thì thu được ảnh thật, ngược chiều vật và nhỏ hơn vật.
2. Muốn nhìn được ảnh ảo thì chúng ta sẽ nhìn qua thấu kính. Ảnh ảo không hứng được trên màn chắn.
Thí nghiệm 2:
1.
| Ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ | Ảnh ảo tạo bởi thấu kính phân kì |
Giống nhau | + Cùng là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn + Cùng chiều với vật | |
Khác nhau | Lớn hơn vật | Nhỏ hơn vật |
2. Các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì:
- Cách 1: Phân biệt qua hình dạng
+ Nếu phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa thì đó là thấu kính hội tụ
+ Nếu phần rìa ngoài dày hơn phần chính giữa thì đó là thấu kính phân kì.
- Cách 2: Quan sát đường truyền tia sáng qua thấu kính
Chiếu một chùm sáng song song vào thấu kính nếu các tia ló hội tụ tại 1 điểm trên trục chính thì đây là thấu kính hội tụ.
- Cách 3: Hứng ảnh trên màn chắn
Cho một vật bất kì đặt trước thấu kính ở nhiều vị trí, nếu không hứng được ảnh trên màn chắn thì đó là thấu kính phân kì (vì thấu kính phân kì luôn tạo ảnh ảo).
Nhận biết được thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
- Thấu kính có phần rìa thấu kính mỏng hơn phần giữa là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính có phần rìa thấu kính dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì.
Giải thích được sự truyền ánh sáng qua thấu kính.
- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng ra xa trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính phân kì trở thành chùm sáng phân kì.
- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng về trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ trở thành chùm sáng hội tụ.
Vẽ được ảnh của vật qua thấu kính
- Ảnh của vật qua thấu kính phân kì:
- Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ:
Chế tạo được thấu kính hội tụ từ chai nhựa và nước.
Chế tạo: Lấy 1 chai có đựng nước và để ở vị trí thích hợp có ánh sáng mặt trời chiếu qua.
Ví dụ:
https://dantri.com.vn/video/video-cho-thay-de-chai-nuoc-trong-xe-o-to-giua-troi-nang-nguy-hiem-den-muc-nao-103039.htm
