Báo cáo Chuyên đề Một số dạng bài tập thấu kính ôn thi vào lớp 10 THPT

Nội dung tài liệu: Báo cáo Chuyên đề Một số dạng bài tập thấu kính ôn thi vào lớp 10 THPT

1. PHÒNG GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO YÊN LẠC TRƯỜNG THCS KIM NGỌC *****00000***** BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ “ MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THẤU KÍNH ÔN THI VÀO LỚP 10 THPT” Người thực hiện: Vũ Quang Đang – Lý thuyết Nguyễn Th ị Thuận – Thực hành Chức vụ: Giáo viên Đơn vị : Trường THCS Kim Ngọc Năm học: 2024 – 2025
2. MỤC LỤC Nội dung Trang MỤC LỤC 1 PHẦN A. MỞ ĐẦU 2 I.LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ. 2 II.MỤC ĐÍCH, PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. 2 1. Mục đích 2 2. Phạm vi 2 3. Đối tượng 3 PHẦN B: NỘI DUNG 3 I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 3 1. Một số khái niệm 3 2. Đường đi của các tia sáng 4 3. Cách vẽ ảnh cho bởi thấu kính 4 II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 5 Dạng 1: Nhận dạng thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì 5 Dạng 2: Vẽ đường đi của tia sáng và ảnh của điểm sáng 6 Dạng 3: Vẽ ảnh của vật sáng qua thấu kính 9 Dạng 4: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính và tiêu điểm 11 Dạng 5: Tính toán đối với thấu kính hội tụ (Bài toán quang hình học) 13 III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN 18 ĐÁP ÁN 24 PHẦN C: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 1
3. CHUYÊN ĐỀ: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THẤU KÍNH ÔN THI VÀO LỚP 10 THPT PHẦN A. MỞ ĐẦU I. Lý do chọn chuyên đề: Khoa học tự nhiên (KHTN) là một môn học quan trọng trong chương trình giáo dục THCS, giúp học sinh tiếp cận và hiểu biết về các quy luật tự nhiên, từ đó phát triển tư duy khoa học, kỹ năng thực hành và ứng dụng vào đời sống. Trong đó, phân môn Vật lý đóng vai trò nền tảng trong việc nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên, quy luật vật lý và ứng dụng khoa học kỹ thuật. Một trong những nội dung quan trọng của Vật lý lớp 9 là quang học, với trọng tâm là thấu kính. Kiến thức về thấu kính không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về sự khúc xạ ánh sáng, cách tạo ảnh của vật mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn như trong thiết bị quang học (kính lúp, kính cận, máy ảnh, kính thiên văn ). Tuy nhiên, thực tế cho thấy nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc: • Phân biệt các loại thấu kính và nắm rõ tính chất của từng loại. • Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, xác định đúng vị trí và đặc điểm của ảnh. • Áp dụng công thức tính toán khoảng cách vật – ảnh, tiêu cự của thấu kính trong các bài toán định lượng. • Nhận diện và vận dụng các quy tắc quang học, đặc biệt trong các bài tập nâng cao. Vì vậy, chuyên đề “Một số bài tập về thấu kính ôn tập thi vào lớp 10 THPT” được xây dựng nhằm giúp học sinh hệ thống hóa kiến thức, rèn luyện kỹ năng giải bài tập, nâng cao khả năng vận dụng lý thuyết vào thực tế và chuẩn bị tốt nhất cho kỳ thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT. II. Mục đích, phạm vi, đối tượng nghiên cứu 1. Mục đích: Chuyên đề này được xây dựng nhằm hướng đến các mục tiêu chính sau: • Hệ thống hóa lý thuyết về thấu kính, giúp học sinh nắm vững kiến thức một cách dễ dàng. • Tổng hợp và phân loại bài tập từ cơ bản đến nâng cao, giúp học sinh từng bước làm quen và rèn luyện kỹ năng giải bài tập. • Hướng dẫn phương pháp giải bài tập chi tiết, giúp học sinh hiểu cách tư duy, phân tích bài toán và áp dụng công thức đúng cách. • Giúp học sinh ôn tập hiệu quả cho kỳ thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT, cải thiện khả năng làm bài thi và đạt kết quả tốt. 2. Phạm vi nghiên cứu Chuyên đề này tập trung vào các kiến thức thấu kính thuộc chương trình Khoa học Tự nhiên lớp 9, bao gồm: • Định nghĩa và phân loại thấu kính. • Quy tắc vẽ ảnh của vật qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ. • Các công thức quan trọng liên quan đến thấu kính. 2
4. • Phân loại bài tập theo từng dạng cụ thể, từ nhận diện thấu kính, vẽ ảnh, đến các bài toán tính toán về tiêu cự, khoảng cách vật - ảnh. • Các bài tập thực hành giúp học sinh làm quen với đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT. Chuyên đề được xây dựng dựa trên kiến thức trong sách giáo khoa, sách bài tập, đề thi tuyển sinh của các năm trước và một số tài liệu tham khảo chuyên sâu khác. 3. Đối tượng áp dụng Chuyên đề này được biên soạn dành cho: • Học sinh lớp 9 đang trong quá trình ôn thi vào lớp 10 THPT, đặc biệt là những em muốn nâng cao kỹ năng giải bài tập Vật lý. • Giáo viên dạy Khoa học Tự nhiên (phân môn Vật lý) có thể sử dụng tài liệu này để tham khảo và hướng dẫn học sinh ôn tập. • Phụ huynh học sinh muốn tìm hiểu thêm để hỗ trợ con em mình trong quá trình học tập. Chuyên đề được trình bày theo cách dễ hiểu, có hệ thống bài tập phân loại rõ ràng để người học có thể tiếp thu kiến thức một cách tốt nhất. PHẦN B. NỘI DUNG I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1. Một số khái niệm: a) Thấu kính: Là một môi trường trong suốt đồng chất được giới hạn bởi hai mặt cầu, hoặc một mặt cầu và một mặt phẳng. b) Phân loại thấu kính: Có hai loại thấu kính: - Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa là thấu kính hội tụ. Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính này thì cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm. - Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì. Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính này thì cho chùm tia ló loe rộng ra. c) Quang tâm: Thấu kính có một điểm O mà mọi tia tới đi qua O đều truyền thẳng qua thấu kính được gọi là quang tâm của thấu kính. d) Trục chính: Đường thẳng đi qua quang tâm tâm của thấu kính và vuông góc với thấu kính gọi là trục chính của thấu kính. e) Tiêu điểm chính: Các tia tới song song với trục chính của thấu kính cho tia ló cắt trục chính hoặc có đường kéo dài cắt trục chính tại điểm F, điểm đó gọi là tiêu điểm chính của thấu kính. f) Tiêu cự: Khoảng cách từ tiêu điểm chính đến quang tâm của thấu kính gọi là tiêu cự của thấu kính. g) Lưu ý: Với thấu kính hội tụ thì tiêu điểm chính nằm bên tia ló. Ngược lại với thấu kính phân kì thì tiêu điểm chính nằm bên tia tới. 3
5. 2. Đường đi của các tia sáng: a) Tất cả các tia sáng song song với trục chính thì tia ló đi qua hoặc có đường kéo dài đi qua tiêu điểm chính. b) Tia sáng tới qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng. S S F O F O 3. Cách vẽ ảnh cho bởi thấu kính: a) Cách vẽ ảnh của một điểm vật S đứng trước thấu kính Ta sử dụng hai tia sáng đặc biệt xuất phát từ S tới thấu kính và vẽ hai tia ló tương ứng, giao của hai tia ló (hoặc đường kéo dài của hai tia ló) là ảnh S’ của S. Nếu các tia ló cắt nhau tại S’ thì S’ là ảnh thật Nếu đường kéo dài của các tia ló cắt nhau tại S’ thì S’ là ảnh ảo. S S I S’ I F O F O S’ 4
6. b) Vẽ ảnh của một vật sáng AB vuông góc với trục chính tại A. A ở trên trục chính nên ảnh của A là A’ ở trên trục chính. Do AB là đoạn thẳng vuông góc với trục chính thì A’B’ cũng là một đoạn thẳng vuông góc với trục chính tại A’. Do đó muốn vẽ ảnh của AB ta sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh B’ của B qua thấu kính, rồi từ B’ ta hạ đường thẳng vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A’ là ảnh của A. Và A’B’ là ảnh của AB. Đường nối A’B’ là nét liền nếu A’B’ là ảnh thật; là nét đứt nếu A’B’ là ảnh ảo. B B B’ F A’ A O A A’ F O B’ B’ B F A’ A O * Nhận xét. - Với thấu kính hội tụ ta có 2 trường hợp. a) Khoảng cách từ vật đến thấu kính lớn hơn tiêu cự sẽ cho ảnh thật ngược chiều với vật. b) Khoảng cách từ vật đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự sẽ cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật. Như vậy thấu kính hội tụ chỉ cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật khi và chỉ khi khoảng cách từ vật đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự. II. Một số dạng bài tập 1. Dạng 1: Nhận dạng thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì 1.1. Phương pháp giải Dựa trên hình dạng của thấu kính để phân biệt 2 loại thấu kính. Ta chỉ xét thấu kính nằm trong không khí nên: • Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa (thường gồm 2 mặt lồi, 1 mặt phẳng 1 mặt lồi) thì đó là thấu kính hội tụ. 5
7. • Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa (thường gồm 2 mặt lõm, một mặt lõm một mặt phẳng) thì đó là thấu kính phân kì. 1.2. Một số ví dụ Ví dụ 1: Các thấu kính dưới đây là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì? Vì sao? Hướng dẫn giải Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa, thấu kính phân kì có phần rìa dày hơn phần giữa. Các thấu kính số 1, 2, 3 là thấu kính hội tụ. Các thấu kính số 4, 5, 6 là thấu kính phân kì. 2. Dạng 2: Vẽ đường đi của tia sáng và ảnh của điểm sáng 2.1. Phương pháp giải: Dựa vào đường truyền tia sáng của các tia sáng đặc biệt đối với thấu kính để vẽ đường đi tia sáng và ảnh của điểm sáng tạo bởi thấu kính. Để vẽ tiếp đường đi của tia sáng, ta cần xác định xem tia sáng đó là tia sáng nào trong những tia đặc biệt của thấu kính. Để vẽ ảnh của một điểm sáng qua thấu kính, ta vẽ 2 tia đặc biệt xuất phát từ điểm sáng đến thấu kính, giao của hai tia ló (hoặc phần kéo dài của tia ló) là ảnh của điểm sáng. Chú ý: Nếu điểm sáng S nằm trên trục chính của thấu kính thì ảnh S’ của nó cũng nằm trên trục chính của thấu kính. Cụ thể về cách vẽ ta sẽ xét trong chương trình học ở bậc cao hơn. 2. Một số ví dụ Ví dụ 1: Vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong các trường hợp sau: S S F O F O Hình 1 Hình 2 6
8. S O F Hình 3 Hướng dẫn giải Hình 1: Tia sáng đi song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho tia ló đi qua tiêu điểm F . Hình 2: Tia sáng đi qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng. Hình 3: Tia sáng đi song song với trục chính của thấu kính phân kì cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. S S F O F O Hình 1 Hình 2 S F O Hình 3 Ví dụ 2: Bằng cách vẽ hình, hãy xác định vị trí ảnh của điểm sáng S trong những trường hợp dưới đây 7
9. S S F S F O O F O Hình 1 Hình 2 Hình 3 S S S F O F O F O Hình 4 Hình 5 Hình 6 Hướng dẫn giải Để vẽ ảnh của điểm sáng qua thấu kính, ta vẽ hai tia đặc biệt xuất phát từ điểm sáng S tới thấu kính. Giao của hai tia hoặc giao ở phần kéo dài là ảnh S của S qua thấu kính. S F S S F O O F O Hình 1 Hình 2 Hình 3 S S S S’ S’ S’ F O F O F O Hình 4 Hình 5 Hình 6 8
10. Hình 1: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F . Vẽ tia tới qua quang tâm cho tia ló đi thẳng. Giao của hai tia ló là ảnh S của S. Hình 2: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F . Vẽ tia tới qua quang tâm cho tia ló đi thẳng. Hai tia ló giao nhau ở phần kéo dài tại vị trí ảnh S của S. Hình 3: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F . Vẽ tia tới qua quang tâm cho tia ló đi thẳng. Hai tia ló song song với nhau nên ảnh ở xa vô cùng. Hình 4: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia tới quang tâm cho tia ló đi thẳng. Hai tia ló giao nhau ở phần kéo dài tại vị trí ảnh S của S. Hình 5: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia tới quang tâm cho tia ló đi thẳng. Hai tia ló giao nhau ở phần kéo dài tại vị trí ảnh S của S. Hình 6: Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia tới quang tâm cho tia ló đi thẳng. Hai tia ló giao nhau ở phần kéo dài tại vị trí ảnh S của S. Dạng 3: Vẽ ảnh của vật sáng qua thấu kính 3.1. Phương pháp giải Cách vẽ ảnh của vật AB đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính: Bước 1: Vẽ ảnh B của điểm B như cách vẽ ảnh của một điểm sáng S qua thấu kính. Bước 2: Từ B hạ vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A chính là ảnh của A qua thấu kính. Chú ý: nếu vật AB không vuông góc với trục chính, ta vẽ ảnh của hai điểm A, B rồi nối lại thành ảnh của đoạn AB. 3.2. Một số ví dụ 9
11. Ví dụ 5: Bằng cách vẽ hình, hãy xác định vị trí ảnh của vật sáng AB trong những trường hợp dưới đây. F F F Hình 1 Hình 2 Hình 3 F F F Hình 4 Hình 5 Hình 6 Hướng dẫn giải Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 Hình 5 Hình 6 10
12. Vật sáng AB có dạng đoạn thẳng vuông góc với trục chính nên ta chỉ cần dựng ảnh của đầu B rồi hạ vuông góc với trục chính. Hình 1: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Hai tia ló giao nhau tại vị trí ảnh B của B. Từ B hạ vuông góc với trục chính tại ảnh A của A, ta được ảnh AB của AB qua thấu kính. Hình 2: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Đường kéo dài của hai tia ló giao nhau tại vị trí ảnh B của B. Từ B hạ vuông góc với trục chính tại ảnh A của A, ta được ảnh AB của AB qua thấu kính. Hình 3: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Đường kéo dài của hai tia ló song song nên ảnh ở xa vô cùng. Hình 4: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Đường kéo dài của hai tia ló giao nhau tại vị trí ảnh B của B. Từ B hạ vuông góc với trục chính tại ảnh A của A, ta được ảnh AB của AB qua thấu kính. Hình 5: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Đường kéo dài của hai tia ló giao nhau tại vị trí ảnh B của B. Từ B hạ vuông góc với trục chính tại ảnh A của A, ta được ảnh AB của AB qua thấu kính. Hình 6: Vẽ tia sáng từ B song song trục chính cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm F. Vẽ tia sáng đi từ B đến quang tâm cho tia ló tiếp tục đi thẳng. Đường kéo dài của hai tia ló giao nhau tại vị trí ảnh B của B. Từ B hạ vuông góc với trục chính tại ảnh A của A, ta được ảnh AB của AB qua thấu kính. 4. Dạng 4: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính và tiêu điểm 4.1. Phương pháp giải Để làm được bài toàn này: 11
13. Bước 1: Dựa vào các tia sáng đặc biệt và bảng tính chất vật, ảnh đã nêu ở bài toán 2 để xác định tính chất ảnh và loại thấu kính (nếu có thể). Bước 2: Nối vật - ảnh cắt trục chính tại quang tâm O. Bước 3: Vẽ tia tới song song với trục chính, qua thấu kính tới ảnh (hoặc có đường kéo dài qua vị trí ảnh), cắt trục chính tại một tiêu điểm. Lưu ý: Bài toán này thường cho biết một số dữ kiện như: • Vị trí vật - ảnh • Vị trí vật và đường đi của một số tia sáng • Vị trí trục chính, quang tâm Từ những dữ kiện đã cho, đề bài thường yêu cầu xác định loại thấu kính, tính chất ảnh, vị trí quang tâm, vị trí các tiêu điểm,... 4.2. Một số ví dụ Ví dụ 1: Trên hình vẽ, biết AB là ảnh của AB qua thấu kính, là trục chính của thấu kính. a. Thấu kính trên là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì? Giải thích. b. Bằng cách vẽ, hãy xác định vị trí quang tâm, thấu kính và tiêu điểm ch của thấu kính. Hướng dẫn giải a. Vì ảnh AB ngược chiều vật nên thấu kính là thấu kính hội tụ (thấu kính phân kì luôn cho ảnh cùng chiều vật). b. B F A’ A O B’ Tia tới qua quang tâm cho tia ló đi thẳng đến vị trí ảnh. 12
14. Nối B với B cắt trục chính tại vị trí quang tâm O của thấu kính. Dựng thấu kính vuông góc với trục chính tại quang tâm O. Từ B, vẽ tia tới song song với trục chính, tia ló đi qua vị trí ảnh B . Vì tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F của thấu kính hội tụ nên tia ló trên cắt trục chính tại vị trí tiêu điểm F . Lấy F đối xứng với F qua quang tâm O. Giải thích: Quang tâm O là giao của hai tia sáng truyền thẳng từ A đến A và B đến B . Vì A và A nằm trên trục chính nên BB giao với trục chính tại vị trí quang tâm O. Ví dụ 2. Vật sáng AB đặt trước thấu kính cho ảnh A’B’ với kích thước và tỉ lệ như các hình vẽ. Sử dụng cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính, xác định quang tâm, loại thấu kính và tiêu cự của thấu kính. a) b) B’ B B B’ A’ A A A’ Hướng dẫn giải: a) - Kẻ đường thẳng BB’ cắt trục chính tại quang tâm O - Vì ảnh lớn hơn vật nên đây là thấu kính hội tụ - Dựng thấu kính hội tụ vuông góc với trục chính tại O - Vẽ tia tới BI cho tia ló có đường kéo dài đi qua B’, cắt trục chính tại tiêu điểm F b) - Kẻ đường thẳng BB’ cắt trục chính tại quang tâm O - Vì ảnh nằm giữa vật và quang tâm nên đây là thấu kính phân kì. - Dựng thấu kính phân kì vuông góc với trục chính tại O - Vẽ tia tới BI cho tia ló có đường kéo dài đi qua B’, cắt trục chính tại tiêu điểm F. 5. Dạng 5: Tính toán đối với thấu kính hội tụ (Bài toán quang hình học) 5.1. Phương pháp giải Sử dụng hình học để tìm các đại lượng chưa biết theo các bước sau: Bước 1: Vẽ hình minh họa. Bước 2: Xác định trên hình những đoạn thẳng đã biết độ dài hoặc có liên hệ với nhau. 13
15. Bước 3: Sử dụng các kiến thức hình học (tam giác đồng dạng, đinh lí Ta-lét,...) để xác định đại lượng đề bài yêu cầu. 5.2. Một số ví dụ Ví dụ 1: Một vật sáng AB cao 6 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 20 cm, A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính 30 cm. a. Vẽ ảnh AB của AB qua thấu kính. Ảnh AB là ảnh thật hay ảnh ảo? b. Xác định khoảng cách từ ảnh AB đến thấu kính? c. Xác định chiều cao ảnh? Hướng dẫn giải a. Vì vật nằm ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ nên ảnh AB là ảnh thật, ngược chiều vật. B I F A’ A O B’ b. Cách 1: Xét các tam giác đồng dạng: OA AB OAB ~ OA B = (1) OA A B FO OI FOI ~ FA B = (2) FA A B Lại có: OI= AB Kết hợp với (1) và (2) ta được: OA AB OI FO === OA A B A B FA OA FO = (3) OA A O− OF Thay: OA= 30cm, OF == f 20cm vào ta được: 30 20 = OA = 60( cm) OA OA− 20 14
16. Cách 2: (3) OA.A'O − OA.OF = OA'.FO 1 1 1 − = OF OA' OA 1 1 1 = + (4) OF OA OA' Đặt Khoảng cách từ vật đến thấu kính OA = d Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính OA’= d’ Tiêu cự của thấu kính là OF=f Chiều cao của vật AB = h Chiều cao của ảnh A’B’ = h’ 1 1 1 Thay vào (4) ta được: =+ f d d' Lưu ý: Ảnh thật d’ > 0, ảnh ảo d’ < 0 1 1 1 Từ đó ta có: =+ 20 30 d' d' = 60 (cm) OA 60 c. Từ (1) suy ra: A B= AB. = 6. = 12( cm). OA 30 Ví dụ 2: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm và cách thấu kính 60 cm. Đặt một màn hứng ảnh phía sau thấu kính. Khoảng cách từ màn đến thấu kính phải bằng bao nhiêu để hứng được ảnh rõ nét trên màn? Hướng dẫn giải Chú ý: Ảnh rõ nét trên màn khi khoảng cách từ màn đến thấu kính bằng khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. Ảnh hứng được trên màn chắc chắn là ảnh thật (ảnh ảo không hứng được trên màn). Cách 1: Vẽ hình rồi tính tương tự ví dụ 1. 1 1 1 Cách 2: Vận dụng công thức: += d d f 1 1 1 Thay d= 60cm, f= 30cm vào công thức ta có: + = d = 60( cm). 60 d 30 Vậy để hứng được ảnh rõ nét trên màn cần đặt màn sau thấu kính 60 cm. 15
17. Ví dụ 3: Đặt một vật AB có dạng đoạn thẳng nhỏ, cao 2cm, vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính 5cm. Thấu kính có tiêu cự 10cm. a) Dựng ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ. b) Ảnh là thật hay ảo. c) Ảnh nằm cách thấu kính bao nhiêu centimet? Ảnh cao bao nhiêu centimet? Lời giải: a) Dựng ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ như hình vẽ: b) Ảnh A’B’ là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật. c) Sử dụng công thức 1 1 1 + = d' = − 10cm 5 d 10 Vậy ảnh cách kính 10cm và cao 4cm. Ví dụ 4: Vật sáng AB đặt vuông góc trên trục chính của một thấu kính cho ảnh AB ngược chiều cao gấp hai lần vật và cách vật 90 cm. a. Ảnh AB của AB là ảnh thật hay ảnh ảo? Thấu kính là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì? Giải thích. b. Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh? c. Tính tiêu cự thấu kính và khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính? Hướng dẫn giải a. Ảnh ngược chiều vật nên ảnh là ảnh thật (ảnh ảo luôn cùng chiều vật). Thấu kính cho ảnh thật nên là thấu kính hội tụ. b. Hình vẽ minh họa sự tạo ảnh: 1 1 1 += d d f 16
18. c. Cách 1: AB Ảnh cao gấp hai lần vật nên ta có: = 2 (1) AB Khoảng cách giữa vật và ảnh: OA+= OA 90( cm) (2) Xét các tam giác đồng dạng: OA A B OAB ~ OA B = (3) OA AB FAAB F A B ~ F OI = (4) F O OI OA A B Từ (1) và (3) suy ra ==2 (5) OA AB Giải hệ phương trình (2) và (5) ta thu được OA = 60( cm) , OA= 30( cm) . Ta có: OI= AB , kết hợp với (3) và (4) ta được: OA A B A B F A === OA AB OI F O OA F A = OA F O OA OA − F O = OA F O 60 60− F O = 30 F O =F O 20( cm) Vậy thấu kính có tiêu cự bằng 20 cm, vật đặt cách thấu kính 30 cm và ảnh cách thấu kính 60 cm. d''' A B Cách 2: Ta có: ==2 d AB Do đó: d’ = 2d. Mặt khác d + d’1 = 90 1 1 += Suy ra d+2d = 90 d d f d = 30 (cm), d’ = 60 (cm) 1 1 1 Áp dụng công thức ta có: += 30 60 f Suy ra f = 20 cm. 17
19. III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN 1. Sự tạo ảnh bởi thấu kính (Dạng 2,3,4) 1.1. Bài tập cơ bản Câu 1: Chiếu một tia sáng vào một thấu kính hội tụ. Tia ló ra khỏi thấu kính sẽ qua tiêu điểm nếu A. tia tới đi qua quang tâm mà không trùng với trục chính. B. tia tới đi qua tiêu điểm nằm ở trước thấu kính. C. tia tới song song với trục chính. D. tia tới bất kì. Câu 2: Chiếu một chùm tia sáng song song vào một thấu kính phân kì theo phương vuông góc với mặt của thấu kính thì chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ A. loe rộng dần ra. B. thu nhỏ dần lại. C. bị thắt lại. D. trở thành chùm tia song song. Câu 3: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và nằm ngoài khoảng tiêu cự sẽ cho ảnh A. ảo, cùng chiều, lớn hơn vật. B. ảo, ngược chiều, lớn hơn vật. C. thật, ngược chiều, có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật. D. thật, ngược chiều, lớn hơn vật. Câu 4: Di chuyển một ngọn nến dọc theo trục chính của một thấu kính phân kì rồi tìm ảnh của nó, ta sẽ thấy gì? A. Có lúc ta thu được ảnh thật, có lúc ta thu được ảnh ảo. B. Nếu đặt ngọn nến ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính ta sẽ thu được ảnh thật. C. Ta chỉ thu được ảnh ảo nếu đặt ngọn nến trong khoảng tiêu cự của thấu kính. D. Ta luôn luôn thu được ảnh ảo dù đặt ngọn nến ở bất kì vị trí nào. Câu 5: Thấu kính phân kì có đặc điểm và tác dụng nào dưới đây? A. Có phần giữa mỏng hơn phần rìa và cho phép thu được ảnh của Mặt Trời. B. Có phần giữa mỏng hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời. C. Có phần giữa dày hơn phần rìa và cho phép thu được ảnh của Mặt Trời. D. Có phần giữa dày hơn phần rìa và không cho phép thu được ảnh của Mặt Trời. Câu 6: Cho điểm sáng S có vị trí đối với một thấu kính như hình vẽ. Ảnh của S qua thấu kính là A. ảnh thật, nằm cùng phía đối với S so với trục chính. B. ảnh ảo, nằm cùng phía đối với S so với trục chính. C. ảnh thật, nằm khác phía đối với S so với trục chính. D. ảnh ảo, nằm khác phía đối với S so với trục chính. 18
20. Câu 7: Hình vẽ nào dưới đây biểu diễn sai đường truyền của tia sáng đi qua thấu kính? Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 A. Hình 2, 4. B. Hình 1, 3. C. Hình 2, 3. D. Hình 1, 4. Câu 8: Điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ như hình vẽ. Trong 4 điểm S1 , S2 , S3 , S4 có một điểm là ảnh của S qua thấu kính. Ảnh của S là: A. S1 . B. S2 . C. S3 . D. S4 . Câu 9: Chỉ ra câu sai? Chiếu một chùm sáng song song vào một thấu kính hội tụ theo phương vuông góc với mặt của thấu kính thì chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính sẽ A. loe rộng dần ra. B. thu nhỏ dần lại. C. bị thắt lại. D. gặp nhau tại một điểm. Câu 10: Chỉ ra câu sai? Đặt một cây nến trước một thấu kính hội tụ. 19