Vật lí 9 Tổng hợp những điều quan trọng của chương Quang học

[Pyrit]

[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 cả nhà, sau một khoảng thời gian suy xét, BQT box Vật Lí quyết định tạo tạo Topic [Vật lí] Tổng hợp những điều quan trọng Nghe có vẻ lạ lẫm và mọi người chưa hình dung được là nó để làm gì đúng không nào? Mình sẽ nói cụ thể cho mọi người hình dung nhé

Như các bạn đã biết trong mỗi box nhỏ (VD trong phần Vật Lí 12 thì Dao động cơ gọi là 1 box nhỏ ) thường có các bài/ topic quan trọng như tổng hợp kiến thức, chuyên đề, kỹ năng được ghim lên cao để cho không bị trôi và mọi người dễ dàng xem, tìm kiếm. Sau lần quy hoạch lại BOX vừa rồi thì đã có một vài thay đổi lớn. Chúng ta có thêm 1 BOX siêu to khổng lồ và chất lượng là "TÀI LIỆU VẬT LÍ" cập nhật tài liệu từ cơ bản đến nâng cao, ôn thi hsg, thi chuyên, thi THPTQG và đặc biệt là tổng hợp tất cả các loại đề thi cho các bạn tha hồ luyện tập. Những topic ghim cũ đã được di chuyển đến BOX mới vậy câu hỏi đặt ra là vậy topic ghim này lập ra để làm gì? Mình sẽ trả lời ngay đây:

Mục đích:

• Hệ thống lại những dạng cơ bản hay gặp, những thắc mắc thường xuyên của thành viên
• Hệ thống những câu hỏi hay, bài tập lạ, thú vị của thành viên
• Dễ tìm kiếm (vào box nhỏ là mọi người thấy ngay ở đầu trang rồi )
• Phần mở rộng kiến thức (nếu có) mà BQT cập nhật

Nội dung topic:

• Tổng hợp những câu hỏi thường gặp để giải đáp
• Những bài tập lạ, khó, hiếm
• Các phần lưu ý khi học phần kiến thức ở box nhỏ được ghim
• Kiến thức mở của box nhỏ được ghim
• Những mục đích phát sinh khác

Hoạt động:

• BQT box được phân công phụ trách quản lí
• Thành viên không được trả lời tại topic này
• Topic cập nhật thường xuyên theo từng thời kì

Mọi trao đổi góp ý về nội dung thắc mắc tại đây: [Vật lí] Góp ý về nội dung Topic ghim ở box nhỏ

 

[Pyrit]

Dạng bài thành viên hay hỏi:

Spoiler: để xem

Dựa vào tính chất ảnh của vật tạo bởi các thấu kính, bài toán này chia làm 3 trường hợp sau:
a. Trường hợp 1: Ảnh của vật tạo bởi TKHT và là ảnh thật:
Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKHT, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f (với d > f). Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O.
Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính hội tụ và d > f nên ta có hình vẽ sau:
View attachment 70911
Kí hiệu các điểm như hình vẽ.
Ta có: [tex]\Delta[/tex] A’B’O ∽ [tex]\Delta[/tex]ABO (g. g) suy ra: [tex]\frac{A'B'}{AB} = \frac{A'O}{AO}[/tex] (1)
Và: [tex]\Delta[/tex]A’B’F ∽ [tex]\Delta[/tex]OIF (g. g) suy ra: [tex]\frac{A'B'}{OI} = \frac{A'F'}{OF}[/tex] (2)
Vì BI // AO nên AB = OI (3)
Từ (1), (2), (3) suy ra: [tex]\frac{A'B'}{AB} = \frac{A'B'}{OI}[/tex] nên [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'F}{OF}[/tex] (4)
Mặt khác: A’F = A’O - OF (5)
Thay (5) vào (4) ta được: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'O - OF}{OF}[/tex] hay = [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'F}{OF} - 1[/tex] (6)
Chia cả hai vế của (6) cho A’O ta được: [tex]\frac{1}{AO} = \frac{1}{OF} - \frac{1}{A'O}[/tex]
Hay: [tex]\frac{1}{A'O} = \frac{1}{OF} - \frac{1}{AO}[/tex] hay [tex]\frac{1}{d'} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d}[/tex] (7)
Từ (1) ta có: A’B’ = [tex]\frac{A'O.AB}{AO}[/tex] hay h’ = [tex]\frac{d'.h}{d}[/tex]. Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’
b. Trường hợp 2: Ảnh của vật tạo bởi TKHT và là ảnh ảo:
Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKHT, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f (với d < f). Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O.
Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính hội tụ và d < f nên ta có hình vẽ sau:
View attachment 70914
Ký hiệu các điểm như hình vẽ:
Ta có: [tex]\Delta[/tex]A’B’O ∽ [tex]\Delta[/tex]ABO (g. g) suy ra [tex]\frac{A'B'}{AB} = \frac{A'O}{AO}[/tex] (1)
Và: [tex]\Delta[/tex]A’B’F ∽ [tex]\Delta[/tex]OIF (g. g) suy ra [tex]\frac{A'B'}{OI} = \frac{A'F}{OF}[/tex] (2)
Vì BI // AO nên AB = OI (3)
Từ (1), (2), (3) suy ra: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'F}{OF}[/tex] (4)
Mà A’F = A’O + OF (5)
Thay vào (4) ta được: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'O + OF}{OF}[/tex] hay: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'O}{OF}[/tex] + 1 (6).
Chia cả hai vế của (6) cho A’O ta được:
[tex]\frac{1}{AO} = \frac{1}{OF} + \frac{1}{A'O}[/tex] suy ra: [tex]\frac{1}{d} = \frac{1}{f} + \frac{1}{d'}[/tex]hay: [tex]\frac{1}{d'} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}[/tex](7)
Từ (1) ta có: A’B’ = [tex]\frac{A'O.AB}{AO}[/tex] hay h’ = [tex]\frac{d'.h}{d}[/tex]. Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’
c. Trường hợp 3: Ảnh của vật tạo bởi TKPK và là ảnh ảo:
Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKPK, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f. Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O.
Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính phân kỳ nên ta có hình vẽ sau:
View attachment 70918
Ký hiệu các điểm như hình vẽ:
Ta có: [tex]\Delta[/tex]A’B’O ∽ [tex]\Delta[/tex]ABO (g. g) suy ra = [tex]\frac{A'B'}{AB} = \frac{A'O}{AO}[/tex] (1)
Và: [tex]\Delta[/tex]A’B’F ∽ [tex]\Delta[/tex]OIF’ (g. g) suy ra [tex]\frac{A'B'}{OI} = \frac{A'F'}{OF'}[/tex] (2)
Vì BI // AO nên AB = OI (3)
Từ (1), (2), (3) suy ra: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{A'F'}{OF'}[/tex] (4)
Mặt khác: A’F’ = OF’ - A’O (5)
Thay vào 4 ta được: [tex]\frac{A'O}{AO} = \frac{OF' - A'O}{OF'}[/tex] hay: [tex]\frac{A'O}{AO} = 1 - \frac{A'O}{OF'}[/tex] (6)
Chia cả hai vế cho A’O, ta được: [tex]\frac{1}{AO} = \frac{1}{A'O} - \frac{1}{OF'}[/tex]
Hay: [tex]\frac{1}{d} = \frac{1}{d'} - \frac{1}{f}[/tex] suy ra: [tex]\frac{1}{d'} = \frac{1}{d} - \frac{1}{f}[/tex] (7)
Từ (1) ta có: A’B’ = [tex]\frac{A'O.AB}{AO}[/tex] hay h’ = [tex]\frac{d'.h}{d}[/tex]. Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’

Vào ĐÂY để xem chi tiết

Một số bài tập hệ quang học:

Cho 2 gương phẳng M và M' đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau và cách một khoảng AB=d=30cm. Giữa 2 gương có 1 điểm sáng S trên đường thẳng AB cách gương M là 10cm. Một điểm sáng S' nằm trên đường thẳng song song với 2 gương, cách S 60cm.
a) Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ S đến S' trong 2 trường hợp:
+ Đến gương M tại I rồi phản xạ đến S'
+ Phản xạ lần lượt trên gương M tại J đến gương M' tại K rồi truyền đến S'
b) Tính khoảng cách từ I, J, K đến AB.

Spoiler: để xem lời giải và hướng dẫn

a)
+ Lấy ảnh S1 của S qua M, Ta có đường thẳng S1S' cắt M tại I, nối S với I lại ta có tia sáng SIS'
+ Lấy ảnh S₂ của S' qua M', Ta có đường S1S2 cắt M tại J, M' tại K, nối S với J, S' với K ta có Tia sáng SJKS'
b)
View attachment 170107
- Tam giác S1IA đồng dạng tam giác S1S'S
=> [tex]\frac{IA}{SS'}=\frac{S1A}{S1S}=\frac{S1A}{S1A+AS}=\frac{AS}{AS+AS}=\frac{1}{2}=>\frac{IA}{60}=\frac{1}{2}=>IA=30 (cm)[/tex]
( S1A = AS vì S1 là ảnh của S qua M nên A là trung điểm S1S)
- Tam giác S1JA đồng dạng S1S2L
=> [tex]\frac{JA}{S2L}=\frac{S1A}{S1L}<=>\frac{JA}{SS'}=\frac{JA}{60}=\frac{AS}{2AS+2(d-AS)}=\frac{10}{2.10+2.(30-10)}=\frac{1}{6}=>JA=10(cm)[/tex]
- Tam giác S1KB đồng dạng tam giác S1S2L:
=> [tex]\frac{KB}{S2L}=\frac{S1B}{S1L}<=>\frac{KB}{60}=\frac{2AS+d-AS}{2AS+2.(d-AS)}=\frac{2}{3}=>KB=40(cm)[/tex]

Bài 1:
Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính, ảnh A'B' của AB qua thấu kính là ảnh thật:
b) Nếu đặt thêm một thấu kính phân kì sao cho các tiêu điểm của nó nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính đã cho và tiêu điểm vật F2 trùng với tiêu điểm ảnh F1 của thấu kính đã cho . Hãy vẽ ảnh của vật AB tạo bởi hệ thấu kính.

Spoiler: để xem hướng dẫn

Câu 1: Tia sáng từ B vuông góc với thấu kính hội tụ sẽ đi qua tiêu cự F' của nó. Nhưng nó đi qua tiếp thấu kính phân kì và đây là tia hội tụ nên nó sẽ đi thẳng.
Tia sáng đi từ B qua quang tâm O1 sẽ đi thẳng tới thấu kính phân kì. Vẽ trục phụ để biết được tia ló qua thấu kính phân kì.
Hai tia trên giao nhau tại B'. Từ B' kẻ đường nét đứt vuông góc với trục chính thấu kính tại A'. A'B' là ảnh cần tìm.

Bài 2:
Cho một hệ thấu kính hội tụ, gương phẳng như hình vẽ. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Gương đặt cách thấu kính một khoảng bằng 3/2 f, mặt phản xạ quay về phía thấu kính. Trên trục chính của thấu kính đặt một điểm sáng S. Bằng phép vẽ hình học hãy xác định vị trí đặt S để một tia sáng bất kì xuất phát từ S qua thấu kính phản xạ trên gương rồi cuối cùng khúc xạ qua thấu kính luôn song song. Ghi rõ các bước vẽ hình và giải thích.
*Trong hình vẽ, F là tiêu điểm vật, F' là tiêu điểm ảnh, O là quan tâm, AB là gương phẳng
View attachment 150761

Spoiler: để xem hướng dẫn

View attachment 151001
Để chùm tia từ gương qua thấu kính trở về lại thấu kính có tia phản xạ song song với trục chính thấu kính thì chùm tia phản xạ đó phải đi qua tiêu điểm F
Muốn vậy chùm tia khi xuất phát từ S qua thấu kính phải hội tụ tại F1, là ảnh của F qua gương. Vì [tex]OG=\frac{3}{2}OF[/tex] nên [tex]OF_{1}=2OF[/tex] .
Vì F1 là giao điểm của chùm tia xuất phát từ S qua thấu kính nên S cách thấu kính một khoảng bằng 2OF