II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH BÀI TẬP
Bài 1 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Thấu kính là gì? Kể các loại thấu kính.
Lời giải:
+ Thấu kính mỏng là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong, thường là hai mặt cầu, một trong hai mặt có thể là mặt phẳng.
+ Có hai loại là thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ.
Bài 2 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Nêu tính chất quang học của quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật. Minh họa bằng đường truyền tia sáng cho mỗi trường hợp.
Lời giải:
Tính chất quang học của quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật
- Tia tới qua quang tâm [imath]O[/imath] thì truyền thẳng
- Tia tới song song với trục chính, cho tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) qua tiêu điểm ảnh chính [imath]F’.[/imath]
- Tia tới (hoặc đường kéo dài tia tới) qua tiêu điểm vật chính [imath]F[/imath] cho tia ló song song với trục chính.
|
|
Bài 3 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì? Đơn vị của tiêu cự và độ tụ?
Lời giải:
+ Tiêu cự [imath]f[/imath] của thấu kính là đại lượng xác định khoảng cách từ quang tâm [imath]O[/imath] đến tiêu điểm chính [imath]F[/imath] của thấu kính.
Quy ước: [imath]f = OF[/imath]
Thấu kính hội tụ : [imath]f > 0[/imath]; Thấu kính phân kì : [imath]f < 0.[/imath]
+ Độ tụ [imath]D[/imath] của thấu kính là đại lượng đặc trưng cho khả năng hội tụ chùm ti sáng càng mạnh. Độ tụ được tính bằng nghịch đảo của tiêu cự f.
Công thức: [imath]D=\dfrac 1 f[/imath]
Thấu kính hội tụ: [imath]D > 0[/imath]; Thấu kính phân kì : [imath]D < 0.[/imath]
+ Đơn vị trong hệ [imath]SI: f[/imath] được tính bằng mét [imath](m); D[/imath] tính bằng đi ốp [imath](dp).[/imath]
Bài 4 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Chọn phát biểu đúng với vật thật đặt trước thấu kính.
[imath]A[/imath]. Thấu kính hội tụ luôn tạo thành chùm tia ló là hội tụ.
[imath]B[/imath]. Thấu kính phân kì luôn tạo thành chùm tia ló là phân kì.
[imath]C[/imath]. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính không thể bằng vật.
[imath]D[/imath]. Cả ba phát biểu [imath]A , B, C[/imath] đều sai.
Lời giải: Chọn [imath]B[/imath]
+ Đối với thấu kính hội tụ trường hợp vật thật cho ảnh ảo thì chùm tia ló là phân kì [imath]\to A[/imath] sai.
Công thức thấu kính: [imath]\dfrac 1 f=\dfrac 1 d+\dfrac 1 {d'}[/imath]
+ Đối với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo nên luôn tạo thành chùm tia ló là phân kì
[imath]\to B[/imath] đúng.
+ Nếu vật AB đặt trước thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng [imath]d = 2f[/imath] thì ảnh của vật tạo bởi thấu kính bằng vật [imath]\to C[/imath] sai.
Bài 5 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Một vật sáng đặt trước 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 bằng ba lần vật. Có thể kết luận gì về loại thấu kính?
[imath]A[/imath]. Thấu kính là thấu kính hội tụ.
[imath]B[/imath]. Thấu kính là thấu kính phân kì.
[imath]C[/imath]. Hai loại thấu kính đều phù hợp.
[imath]D[/imath]. Không thể kết luận vì giả thiết hai ảnh bằng nhau là vô lí.
Lời giải: Chọn [imath]A.[/imath]
Thấu kính hội tụ vật thật luôn cho ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật. Nên trường hợp cho ảnh cao gấp ba lần vật thì thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ.
Bài 6 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Tiếp theo bài tập [imath]5[/imath]
Cho biết đoạn dời vật là [imath]12 cm[/imath]. Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu?
[imath]A. - 8 cm.[/imath]
[imath]B. 18 cm.[/imath]
[imath]C. - 20 cm.[/imath]
[imath]D.[/imath] Một giá trị khác [imath]A, B, C.[/imath]
Lời giải: Chọn B.
+ Ban đầu, ảnh A’B’ là ảnh thật, ngược chiều và cao gấp [imath]3[/imath] lần vật nên ta có: [imath]k=\dfrac{−f}{d−f}=−3 (1)[/imath]
+ Dịch chuyển vật lại gần thấu kính [imath]12 cm[/imath], ảnh ở vị trí sau tương ứng là ảnh ảo, cùng chiều và cao gấp 3 lần vật, ta có: [imath]k′=\dfrac{−f}{d−f-12}=3(2)[/imath]
Từ [imath](1)[/imath] và [imath](2)[/imath] ta có hệ:
[imath]4f−3d=0[/imath]
[imath]2f−3d=−36[/imath]
[imath]\to f=18cm[/imath]
[imath]d=24cm[/imath]
Bài 7 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Xét thấu kính hội tụ. Lấy trên trục chính các tiêu điểm [imath]I[/imath] và [imath]I’[/imath] sao cho [imath]OI = 2OF, OI’= 2OF’[/imath] (hình [imath]29.17[/imath]).
Vẽ ảnh của vật [imath]AB[/imath] và nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp sau:
- Vật thật ở ngoài đoạn [imath]OI.[/imath]
- Vật thật tại [imath]I.[/imath]
- Vật thật trong đoạn [imath]FI.[/imath]
- Vật thật trong đoạn OF.$ |
|
Lời giải:
a) Vật thật ngoài đoạn [imath]OI[/imath] luôn cho ảnh thật, nhỏ hơn vật trong đoạn [imath]F’I’[/imath] (hình [imath]29.4a).[/imath]
b) Vật thật tại I luôn cho ảnh thật, cao bằng vật tại [imath]I’[/imath] (hình [imath]29.4b)[/imath]
c) Vật thật trong đoạn FI luôn cho ảnh thật, lớn hơn vật, ngoài đoạn [imath]OI’[/imath] (hình [imath]29.4c[/imath])
d) Vật thật trong đoạn [imath]Of[/imath] luôn cho ảnh ảo, lớn hơn vật. |
|
Bài 8 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Người ta dùng một thấu kính hội tụ [imath]1dp[/imath] để thu ảnh của mặt trăng.
a) Vẽ ảnh.
b) Tính đường kính của ảnh. Cho góc trông Mặt Trăng là [imath]33^o[/imath]. Lấy [imath]1^o ≈ 3.10^{-4}[/imath] rad.
Lời giải:
a) Vẽ ảnh.
[imath]b) \alpha=33^o=33.3.10^{−4}rad = 99.10^{−4}rad.[/imath]
Tiêu cự: [imath]d=1D=11=1m=100cm.[/imath]
[imath]\tan\alpha =\dfrac{A′B′}{f}\to A′B′=f.\tan\alpha=100.99.10^{−4}=0,99cm≈1cm.[/imath] |
|
Bài 9 (trang 189 SGK Vật Lí 11):
Vật sáng [imath]AB[/imath] được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định [imath]a.[/imath] 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 nhận thấy có một vị trí của thấu kính tạo ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, còn một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng cách giữa vật và màn tạo được ảnh rõ nét của vật trên màn.
b) Đặt [imath]l[/imath] là khoảng cách giữa hai vị trí trên của thấu kính. Hãy lập biểu thức của tiêu cự thấu kính [imath]f[/imath] theo [imath]a[/imath] và [imath]l[/imath]. Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.
Lời giải:
a) Khi đặt thấu kính trong khoảng giữa vật và màn, người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn, ảnh lớn hơn vật.
[imath]\dfrac 1 f =\dfrac 1 {d_1}+\dfrac {1}{d_1'}[/imath] với [imath]d_1+d_1'=a;(d_1'>d_1)[/imath]
Theo tính chất thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng, nếu [imath]A_1'B_1'[/imath] là vật thì [imath]AB[/imath] là ảnh nên
[imath]d_2=d_1'[/imath]
[imath]d_2'=d_1[/imath]
Vậy vị trí thứ hai của thấy kính cách vật một đoạn [imath]d_1'[/imath]
b) Từ lập luận trên ta có:
[imath]d_1+d_1'=a[/imath]
[imath]d_2−d_1=l'to d_1'−d_1=l[/imath]
[imath]\to d_1'=a+l_2[/imath]
[imath]d_1=a−l_2[/imath]
Tiêu cự thấu kính: [imath]f=\dfrac{d_1.d_1'}{d_1+d_1'}=\dfrac{\dfrac{a+l}{2}⋅\dfrac{a−l}{2}}{a}=\dfrac{a^2−l^2}{4a}[/imath]
Vậy muốn tìm tiêu cự của thấu kính ta dùng thí nghiệm để tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Đo khoảng cách từ vậy đến màn [imath](a)[/imath], đo khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính [imath](l)[/imath] và dùng hệ thức trên để tính tiêu cự [imath]f.[/imath] |
|
Bài 10 (trang 190 SGK Vật Lí 11):
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự [imath]f = 20 cm[/imath]. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh [imath]A'B'[/imath]. Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật−ảnh là:
[imath]a) 125 cm.[/imath]
[imath]b) 45 cm.[/imath]
Lời giải:
Ta có: [imath]d+d'=L\to d+\dfrac{d.f}{d−f}=L\to d^2−Ld+Lf=0.[/imath]
[imath]a) |d+d'|=125cm\to L=125 cm[/imath] hoặc [imath]L=−125cm[/imath]
+ Trường hợp [imath]1: L = 125 cm[/imath]
Ta có d là nghiệm của phương trình: [imath]d^2−125d+125.20=0\to d=25cm[/imath] hoặc [imath]d=100cm[/imath]
+ Trường hợp [imath]1: L = - 125 cm[/imath]
Ta có [imath]d[/imath] là nghiệm của phương trình: [imath]d^2+125d−125.20=0\to d=−142,54cm[/imath](loại) hoặc [imath]d=17,54cm[/imath]
b) Vì khoảng cách giữa vật và ảnh là [imath]L = 45 cm < 4f[/imath] nên ảnh thu được là ảnh ảo: [imath]d + d’ = - 45[/imath]
[imath]\to d′=−45−d=\dfrac{20d}{d−20}\to −d^2−15d+900=0\to d=15cm[/imath]
Bài 11 (trang 190 SGK Vật Lí 11):
Một thấu kính phân kì có độ tụ [imath]- 5 dp.[/imath]
a) Tính tiêu cự của thấu kính.
b) Nếu vật đặt cách kính [imath]30 cm[/imath] thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bao nhiêu?
Lời giải:
a) Tính tiêu cự của thấu kính:[imath]f=\dfrac{−1}{D}=−15=−0,2m=−20cm.[/imath]
[imath]b) d = 30 cm[/imath]
Áp dụng công thức thấu kính ta có: [imath]d'=\dfrac{d.f}{d−f}=\dfrac{(−20)30}{30+20}=−12cm.[/imath]
Ảnh ảo hiện ở trước thấu kính, cách thấu kính [imath]12 cm.[/imath]
Số phóng đại ảnh: [imath]k=\dfrac{−d'}{d}=\dfrac{−12}{30}=0,4.[/imath]
Bài 12 (trang 190 SGK Vật Lí 11):
Trong hình [imath]29.8, xy[/imath] là trục chính của thấu kính [imath](L), A[/imath] là vật điểm thật, [imath]A'[/imath] là ảnh của [imath]A[/imath] tạo bởi thấu kính, [imath]O[/imath] là quang tâm của thấu kính.
Với mỗi trường hợp hãy xác định
[imath]a) A'[/imath] là ảnh thật hay ảnh ảo
[imath]b)[/imath] Loại thấu kính
[imath]c)[/imath] Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ) |
|
Lời giải:
· [imath]A[/imath] là vật thật; [imath]A’[/imath] và [imath]A[/imath] nằm cùng bên trục chính xy của thấu kính [imath]\to A’[/imath] là ảnh ảo. [imath]A’[/imath] nằm xa trục chính của thấu kính hơn [imath]A \to[/imath]Thấu kính hội tụ.
· Vẽ hình
+ Nối [imath]AA'[/imath] cắt xy tại [imath]O[/imath] thì [imath]O[/imath] là quang tâm của thấu kính.
+ Dựng thấu kính tại [imath]O[/imath] và vuông góc với trục chính [imath]xy.[/imath]
+ Từ [imath]A[/imath] vẽ tia [imath]AI // xy[/imath] cắt thấu kính tại [imath]I.[/imath] Nối [imath]IA'[/imath] kéo dài cắt [imath]xy[/imath] tại [imath]F[/imath] Khi đó [imath]F'[/imath] là tiêu điểm ảnh của thấu kính. Tiêu điểm vật [imath]F[/imath] lấy đốĩ xứng với [imath]F'[/imath] qua quang tâm [imath]O.[/imath] |
|
· [imath]A[/imath] là vật thật: [imath]A’[/imath] và [imath]A[/imath] nằm cùng bên trục chính [imath]xy[/imath] của thấu kính [imath]\to A’[/imath] là ảnh ảo. [imath]A’[/imath] nằm gần trục chính của thấu kính hơn [imath]A \to[/imath] thấu kính phân kì.
· Vẽ hình
+ Nối [imath]AA'[/imath] cắt [imath]xy[/imath] tại [imath]O[/imath] thì [imath]O[/imath] là quang tâm của thấu kính.
+ Dựng thấu kính tại [imath]O[/imath] và vuông góc với trục chính [imath]xy.[/imath]
+ Từ [imath]A[/imath] vẽ tia [imath]AI // xy[/imath] cắt thấu kính tại [imath]I[/imath]. Nối [imath]IA'[/imath] kéo dài cắt [imath]xy[/imath] tại [imath]F’[/imath] Khi đó [imath]F'[/imath] là tiêu điểm ảnh của thấu kính. Tiêu điểm vật [imath]F[/imath] lấy đối xứng với [imath]F'[/imath] qua quang tâm [imath]O.[/imath] |
|
Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
