Mục lục
Sử dụng thấu kính là một phát hiện trong vật lý đã được công nhân từ lâu. Chúng ta đều biết đến sự tồn tại của thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ. Tuy nhiên thấu kính hội tụ có đặc điểm ra sao? Hãy cùng hệ thống lại lý thuyết và giải các bài tập để hiểu rõ hơn về thấu kính hội tụ trong chương trình vật lý.
1. Ôn tập lý thuyết về thấu kính hội tụ
Khi học chương trình vật lý 9 ta học 2 loại thấu kính đó chính là thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Những thấu kính này đều có vai trò quan trọng cho môn học và ảnh hưởng đến nhiều ứng dụng trong thực tế. Hãy cùng tìm hiểu về thấu kính hội tụ để hiểu rõ hơn và phân biệt các loại thấu kính
1.1. Đặc điểm của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ tồn tại song song. Để tìm ra thấu kính phân kỳ bạn có thể chọn phương pháp lọc ra những thấu kính hội tụ. Trước tiên, học sinh khi học về thấu kính hội tụ cần nắm được hình dạng ký hiệu của dạng thấu kính này. Đây sẽ là cách giúp bạn làm bài tập tổng hợp tốt hơn.
Ký hiệu của thấu kính hội tụ
Sự khác nhau có thể phân biệt thông qua cái nhìn trực quan của thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ chính là độ dày. Mỗi thấu kính sẽ có độ dày của phần rìa so với phần ở giữa khác nhau. Bạn có thể dựa theo hình vẽ mà nhân xét được hình dạng khi có mặt cắt ngang thấu kính phân kì.
Ngoài ra sử dụng tia sáng chiếu lên thấu kính và có một tấm chắn để nhìn tia sáng sau khi qua thấu kính cũng có thể đánh giá. Tia sáng của mỗi thấu kính sẽ có phương riêng biệt. Điều này chính là điểm đặc biệt để phân biệt khi bạn chưa hiểu rõ về thấu kính hội tụ.
Thí nghiệm chiếu tia sáng đi qua thấu kính hội tụ
1.2. Đường truyền của một số tia sáng qua thấu kính hội tụ
Một thấu kính được phần chia thành 4 phần chính nhờ đó có thể đánh giá tia sáng của thấu kính. Khi xét một thấu kính hội tụ ta xét đến những đặc điểm sau để đánh giá tia sáng là: trục chính, quang tâm, tiêu điểm và tiêu cự của thấu kính.
1.3. Trục chính
Trục chính của một thấu kính được coi là vị trí mà ánh sáng đi qua sẽ không có thay đổi. Ta cần dùng một tia sáng để tìm ra vị trí của trục này trên thấu kính hội tụ. Tia sáng được xét cần đảm bảo có phương vuông góc với thấu kính đang xét. Tia điểm xét có tia ló không đổi ta kết luật tia sáng trùng trục chính
Biểu diễn trục chính của thấu kính hội tụ
1.4. Quang tâm
Trục chính và thấu kính hội tụ có giao nhau tại 1 điểm ta thường gọi tên điểm đó là điểm O. Khi bạn chiếu bất kỳ tia sáng nào đi tới điểm O của thấu kính những tia sáng tới đây sẽ truyền theo phương thẳng chúng sẽ không bị ảnh hưởng gây đổi hướng chiếu sáng. Do vậy O là quang tâm của thấu kính hội tụ.
1.5. Tiêu điểm
Tiêu điểm của thấu kính sẽ được xét là một điểm mà khi ta nhìn từ đó có thể thấy được tia ló của tia sáng ra ngoài thấy kính. Muốn xét vị trí tiêu điểm bạn cần chiểu hai chùm sáng song song đi qua thấu kính rồi xác định điểm giao nhau của hai tia ló nằm trên trục chính thấu kính đã biết trước.
Trên mỗi thấu kính hội tụ ta thường xét ra 2 tiêu điểm và chúng nằm đối xứng nhau qua thấu kính. Hai tiêu điểm này được ký hiệu là F và F’ trong đó F nằm ở bên có tia tới bên còn lại chứa tia ló được gọi là F. Vị trí của cả 2 tiêu điểm đều nằm trên trục chính và khoảng cách của chúng sẽ xác định điểm nhìn khi xét.
1.6. Tiêu cự
Ta đã xác định được tiêu điểm của thấu kính hội tụ thì sau đó có thể dựa vào đây đánh giá về tiêu cự. Tiêu cự chính là khoảng cách từ điểm O đến tiêu điểm của thấu kính. Trong vật lý 9, khi nhắc đến tiêu cự các bạn cần nhớ ký hiệu f. Đây sẽ là biểu thị khoảng cách mắt có thể nhìn rõ.
1.7. Những tính chất của ảnh sau khi được nhìn qua thấu kính phân kì
Thấu kính hội tụ sẽ cho ra hình ảnh không giống như thấu kính phân kì. Đó là đặc điểm chính của hình ảnh để phân biệt loại thấu kính. Ảnh được nhìn thấy khi qua thấu kính hội tụ là ảnh thật và ảnh ảo. Mỗi vị trí nhìn khác nhau thì ảnh thấy được cũng sẽ khá nhau nên bạn cần lưu ý
1.8. Cách dựng ảnh trên sơ đồ hình vẽ
Khi dựng ảnh cho một thấu kính phân kỳ bạn nên vẽ ra sơ đồ thấu kính. Hãy tìm đầy đủ các yếu tố chính của thấu kính như quang tâm, trục chính, tiêu cự và tiêu điểm. 4 yếu tố này sẽ là cơ sở để tìm ra hình ảnh của một vật thể được xét đi ra khỏi thấu kính có dạng như thế nào.
Sau đó hãy chiếu từng tia sáng song song đi qua các điểm trên vật thể được xét. Thực hiện vẽ tia sẽ cho từng tia sáng đó. Sau khi vẽ xong hay tập hợp các điểm vẽ ra rồi liên kết chúng lại thành một hình ảnh. Hình ảnh thu được là ảnh thật hoặc ảnh ảo dựa trên vị trí nhìn và độ lớn của ảnh thu được qua thấu kính
1.9. Đánh giá độ lớn hình ảnh sau khi nhìn qua thấu kính
Khi một vật được nhìn thông qua thấu kính hội tụ độ lớn của vật sẽ bị thay đổi. Với ảnh thật sẽ ngược chiều với vật thể được xét còn ảnh ảo thì cùng chiều và có kích thước lớn hơn vật thật
2. Hướng dẫn giải bài tập về Thấu kính hội tụ sgk
2.1. Bài C1 trang 113
Sau khi chiếu một chùm tia lên thấu kính phân kỳ ta nên đặt một màn hứng ánh sáng tia ló để tiện quan sát hiện tượng. Ta thấy rằng, sau khi các tia tới đi ra khỏi thấu kính tia ló bắt đầu xuất hiện. Các tia ló sẽ từ vị trí giao nhau của tia tới với thấu kính hướng đến tiêu cực F’.
Tất cả các tia ló đều đi qua điểm F’ đã xác định nên ta gọi đó là điểm hội tụ. Điểm hội tụ F’ cũng đồng thời là nguyên nhân mà ta đặt tên cho thấu kính được xét là thấu kính hội tụ. Bạn có thể liên tưởng tương tự với thấu kính phân kì.
3. Gợi ý giải một số bài tập sbt
3.1. Bài 42-43.1 trang 87
Xét điểm sáng nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ. Ta cần vẽ các đường tia tới và tia ló cho điểm được xét. Sau đó kéo dài các tia ló tìm điểm giao nhau. Từ điểm giao kẻ vuông góc xuống trục chính.
Nhận xét ảnh của điểm được xét nằm cùng chiều với vật. Hình ảnh thu được có kích thước lớn hơn vật thật. Như vật qua thấu kính và 1 tia sáng trong tiêu cự ta sẽ thu được ảnh ảo của tia sáng đó.
3.2. Các nội dung lý thuyết liên quan khác (nếu có)
Ta có thể sử dụng một vật để hứng những chùm tia ló đi ra khỏi thấu kính hội tụ. Khi ảnh xuất hiện ngược chiều với vật thực ta coi đó là ảnh thật còn ảnh có chiều cùng với vật xét sẽ gọi là ảnh ảo.
Quy luật tạo ảnh của thấu kính hội tụ chính là ứng dụng để làm ra các loại kính phóng đại ta thường thấy. Ví dụ điển hình nhất chính là ống nhòm, máy ảnh, kính thiên văn…. Đặc điểm thấu kính hội tụ sẽ cho ta nhìn ra những hình ảnh ảo nhưng làm rõ từng chi tiết trên ảnh thu được.
Kết luận
Thấu kính hội tụ có thể cho ra ảnh ảo hoặc ảnh thật dựa vào vị trí của vật đặt trước thấu kính. Để ứng dụng và hiểu hơn bạn hãy tham khảo thêm kiến thức tại Kiến Guru.
Nếu bạn đang thắc mắc vấn đề gì truy cập ngay Kienguru.vn để lại SĐT và thắc mắc đang gặp sẽ có các chuyên gia có chuyên môn giải đáp chi tiết giúp bạn.
