- 13 Tháng bảy 2017
- 3,419
- 3
- 4,467
- 644
- 21
- Bình Định
- THPT Chuyên Lê Quý Đôn
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Xin chào mọi người, hôm nay mình sẽ giới thiệu với các bạn về những kiến thức từ cơ bản đến nâng cao liên quan đến THẤU KÍNH. Ngay cuối mỗi phần lí thuyết sẽ có bài tập liên quan, các bạn hãy giải và cho mình biết đáp án nhé. Mọi thắc mắc về phần này, đừng ngần ngại mà hãy trao đổi ngay phía dưới, mình sẽ cố gắng trả lời tất cả!!!
1/ Những khái niệm cơ bản:
- 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.
- Quang tâm O: là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.
-Trục chính của thấu kính: là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.
-Tiêu điểm của thấu kính: là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.
-Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính
-Tiêu diện: là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính.
2/ Phân loại ( cả cơ bản và nâng cao )
a/ Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng): được giới hạn bởi 2 mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng có phần rìa phía ngoài mỏng.
Giải thích tên gọi: Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng tụ lại một điểm nên thấu kính rìa mỏng được gọi là thấu kính hội tụ.
* Loại này được chia làm 3 dạng bài tập thường gặp:
+ d = f hoặc d = 2f
+ d > f ( cho ảnh thật)
+ d < f ( cho ảnh ảo)
b) Thấu kính phân kỳ (thấu kính rìa dày): là loại thấu kính được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong phía rìa bên ngoài thấu kính dày
Giải thích tên gọi: Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng bị phân tách ra theo các hướng khác nhau nên thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kỳ.
3/ Đường truyền của 3 tia sáng đặc biệt:
(1): Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng (không bị khúc xạ) theo phương của tia tới.
(2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm.
(3): Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
gọi là tiêu cự của thấu kính
4/ Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính
a) Thấu kính hội tụ
Ở đây mình sẽ lấy ví dụ 3 hình vẽ ứng với 3 dạng bài thường gặp ở trên:
Cách dựng ảnh:
- (Muốn dựng ảnh
của
qua thấu kính
vuông góc với trục chính,
nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh
của
bằng cách vẽ đường truyền của hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ
hạ vuông góc xuống trục chính là ta có ảnh
của
.
Với ảnh A' được dựng như sau:
- Từ A ta dựng hai trong ba tia đặc biệt đến thấu kính sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính
- Nếu 2 tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh thật A' của A, nếu đường kéo dài của hai tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo A' của A qua thấu kính.
Bảng nhìn hình biết đáp án nhanh: ( yêu cầu nhớ hết để làm những bài nâng cao hơn )
b) Thấu kính phân kì
Cách dựng ảnh tương tự như thấu kính hội tụ, dưới đây là hình minh họa ( một điểm sáng qua TKPK và một vật vuông góc với trục chính qua TKPK )
- Muốn dựng ảnh
của
qua thấu kính (
vuông góc với trục chính,
nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh
của
bằng cách vẽ đường truyền của hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ
hạ vuông góc xuống trục chính là ta có ảnh
của
.
+ Từ điểm B vẽ tia song song với trục chính của thấu kính thu được tia ló đi qua có phần kéo dài đi qua tiêu điểm
(tiêu điểm ảnh của thấu kính phân kì)
+ Từ điểm B vẽ tiếp tia đi qua quang tâm O của thấu kính thu được tia ló truyền thẳng qua O
+ Giao điểm của hai tia trên là điểm B’ ảnh của điểm B. Từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính của thấu kính => điểm A’
5/ Những công thức cần biết về thấu kính
Lưu ý: toàn bộ d, d' và f đều nằm ở dạng đại số trong phần này.
- CT chung: [tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}[/tex]
Ở đây ( chương trình lớp 9 ) tùy thuộc vào thấu kính và vị trí đặt ảnh ( điểm sáng ) mà ta có dấu thay đổi như sau:
+ TKHT có vật/ điểm sáng nằm ngoài tiêu cự:
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}[/tex]
+ TKHT có vật/ điểm sáng nằm trong tiêu cự
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d'}[/tex]
+ TKPK:
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d'}-\frac{1}{d}[/tex]
- Công thức về độ phóng ảnh:
[tex]\frac{d}{d'}=\frac{h}{h'}[/tex]
- Các công thức và quy tắc về tam giác đồng dạng trong toán học.
6/ Bài tập cơ bản:
Bài 1:
Một vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f, vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, điểm A nằm trên trục chính. Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật A’B’. Chứng minh rằng
Bài 2:Các hình được vẽ cùng tỉ lệ. Hình vẽ nào mô tả tiêu cự của thấu kính hội tụ là lớn nhất? Giải thích?
Bài 3: Áp dụng công thức cơ bản, tính toán các bài sau:
a) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính cao gấp 4 lần vật. Tiêu cự của thấu kính?
b) Một vật sáng AB dạng đoạn thẳng được đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính. Qua thấu kính ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 10cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 10cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính.
Trên đây là toàn bộ những kiến thức cơ bản nhất về thấu kính trong năm lớp 9. Mình sẽ chuyển sang phần nâng cao dành cho bạn nào muốn tìm hiểu thêm hoặc có ý định thi HSG, thi chuyên.
Ở phần này, mình chỉ giới thiệu với các bạn những khái niệm mới, sau đó đưa bài tập về phần dựng ảnh/vật/ trục chính/ thấu kính.... cho các bạn. Bạn nào làm xong vẫn còn thắc mắc thì mình sẽ trả lời trực tiếp cho từng bạn.
Những khái niệm mới:
+ Trục phụ: Mọi đường thẳng đi qua quang tâm O nhưng không vuông góc với bề mặt thấu kính ( không trùng với trục chính)
+ Tiêu điểm phụ: gồm cả tiêu điểm vật phụ và tiêu điểm ảnh phụ, là những điểm nằm trên mặt phẳng tiêu (tiêu diện)
1 tia sáng đặc biệt mới:
+ Tia tới song song với trục phụ cho tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ. ( chỉ có một cái mới nhưng ứng dụng rất nhiều, các bạn lưu ý nhé )
Bài tập nâng cao:
Xác định những tia tới, tia ló, thấu kính, trục chính, quang tâm O, tiêu điểm F còn thiếu trong các hình vẽ sau:
a)
b)
c)
Phần I chỉ tới đây thôi nhé, phần dựng thấu kính nâng cao còn thiếu rất nhiều dạng nhưng mình sẽ đưa thêm sau khi các bạn hoàn thành 3 câu trên. Chúc các bạn học vui vẻ ~~
See all of you soon, my fellows!
PHẦN I: DỰNG ẢNH/ VẬT QUA THẤU KÍNH
Trước hết, mình sẽ tóm gọn sơ phần thấu kính lớp 91/ Những khái niệm cơ bản:
- 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.
- Quang tâm O: là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.
-Trục chính của thấu kính: là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.
-Tiêu điểm của thấu kính: là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.
-Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính
-Tiêu diện: là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính.
2/ Phân loại ( cả cơ bản và nâng cao )
a/ Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng): được giới hạn bởi 2 mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng có phần rìa phía ngoài mỏng.
Giải thích tên gọi: Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng tụ lại một điểm nên thấu kính rìa mỏng được gọi là thấu kính hội tụ.
* Loại này được chia làm 3 dạng bài tập thường gặp:
+ d = f hoặc d = 2f
+ d > f ( cho ảnh thật)
+ d < f ( cho ảnh ảo)
b) Thấu kính phân kỳ (thấu kính rìa dày): là loại thấu kính được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong phía rìa bên ngoài thấu kính dày
Giải thích tên gọi: Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng bị phân tách ra theo các hướng khác nhau nên thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kỳ.
3/ Đường truyền của 3 tia sáng đặc biệt:
(1): Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng (không bị khúc xạ) theo phương của tia tới.
(2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm.
(3): Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
4/ Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính
a) Thấu kính hội tụ
Ở đây mình sẽ lấy ví dụ 3 hình vẽ ứng với 3 dạng bài thường gặp ở trên:
Cách dựng ảnh:
- (Muốn dựng ảnh
Với ảnh A' được dựng như sau:
- Từ A ta dựng hai trong ba tia đặc biệt đến thấu kính sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính
- Nếu 2 tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh thật A' của A, nếu đường kéo dài của hai tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo A' của A qua thấu kính.
Bảng nhìn hình biết đáp án nhanh: ( yêu cầu nhớ hết để làm những bài nâng cao hơn )
b) Thấu kính phân kì
Cách dựng ảnh tương tự như thấu kính hội tụ, dưới đây là hình minh họa ( một điểm sáng qua TKPK và một vật vuông góc với trục chính qua TKPK )
- Muốn dựng ảnh
+ Từ điểm B vẽ tia song song với trục chính của thấu kính thu được tia ló đi qua có phần kéo dài đi qua tiêu điểm
+ Từ điểm B vẽ tiếp tia đi qua quang tâm O của thấu kính thu được tia ló truyền thẳng qua O
+ Giao điểm của hai tia trên là điểm B’ ảnh của điểm B. Từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính của thấu kính => điểm A’
5/ Những công thức cần biết về thấu kính
Lưu ý: toàn bộ d, d' và f đều nằm ở dạng đại số trong phần này.
- CT chung: [tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}[/tex]
Ở đây ( chương trình lớp 9 ) tùy thuộc vào thấu kính và vị trí đặt ảnh ( điểm sáng ) mà ta có dấu thay đổi như sau:
+ TKHT có vật/ điểm sáng nằm ngoài tiêu cự:
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}[/tex]
+ TKHT có vật/ điểm sáng nằm trong tiêu cự
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d'}[/tex]
+ TKPK:
[tex]\frac{1}{f}=\frac{1}{d'}-\frac{1}{d}[/tex]
- Công thức về độ phóng ảnh:
[tex]\frac{d}{d'}=\frac{h}{h'}[/tex]
- Các công thức và quy tắc về tam giác đồng dạng trong toán học.
6/ Bài tập cơ bản:
Bài 1:
Một vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f, vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, điểm A nằm trên trục chính. Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật A’B’. Chứng minh rằng
Bài 2:Các hình được vẽ cùng tỉ lệ. Hình vẽ nào mô tả tiêu cự của thấu kính hội tụ là lớn nhất? Giải thích?
Bài 3: Áp dụng công thức cơ bản, tính toán các bài sau:
a) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính cao gấp 4 lần vật. Tiêu cự của thấu kính?
b) Một vật sáng AB dạng đoạn thẳng được đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính. Qua thấu kính ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 10cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 10cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính.
Trên đây là toàn bộ những kiến thức cơ bản nhất về thấu kính trong năm lớp 9. Mình sẽ chuyển sang phần nâng cao dành cho bạn nào muốn tìm hiểu thêm hoặc có ý định thi HSG, thi chuyên.
Ở phần này, mình chỉ giới thiệu với các bạn những khái niệm mới, sau đó đưa bài tập về phần dựng ảnh/vật/ trục chính/ thấu kính.... cho các bạn. Bạn nào làm xong vẫn còn thắc mắc thì mình sẽ trả lời trực tiếp cho từng bạn.
Những khái niệm mới:
+ Trục phụ: Mọi đường thẳng đi qua quang tâm O nhưng không vuông góc với bề mặt thấu kính ( không trùng với trục chính)
+ Tiêu điểm phụ: gồm cả tiêu điểm vật phụ và tiêu điểm ảnh phụ, là những điểm nằm trên mặt phẳng tiêu (tiêu diện)
1 tia sáng đặc biệt mới:
+ Tia tới song song với trục phụ cho tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ. ( chỉ có một cái mới nhưng ứng dụng rất nhiều, các bạn lưu ý nhé )
Bài tập nâng cao:
Xác định những tia tới, tia ló, thấu kính, trục chính, quang tâm O, tiêu điểm F còn thiếu trong các hình vẽ sau:
a)
b)
c)
Phần I chỉ tới đây thôi nhé, phần dựng thấu kính nâng cao còn thiếu rất nhiều dạng nhưng mình sẽ đưa thêm sau khi các bạn hoàn thành 3 câu trên. Chúc các bạn học vui vẻ ~~
See all of you soon, my fellows!
