Bài 1 trang 189 sgk vật lý 11

Thấu kính là gì ? Kể các loại thấu kính.

Hướng dẫn giải:

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 (Hình 29.1).

Ta chỉ xét thấu kính mỏng cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng).

Theo hình dạng và tính chất, thấu kính gồm hai loại:

• Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ.
• Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ.

Bài 2 trang 189 sgk vật lý 11

Nêu tính chất quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật. Minh họa bằng đường truyền của tia sáng cho mỗi trường hợp.

Hướng dẫn giải:

1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.

a) Quang tâm

Thấu kính mỏng có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu.

Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính. Có thể coi O là điểm chính giữa thấu kính.

O gọi là quang tâm của thấu kính (Hình 29.1)

- Đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính là trục chính của thấu kính.

- Mọi đường thẳng khác đi qua quang tâm O là trục phụ.

Mọi tia tới quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng.

b) Tiêu điểm. Tiêu diện

- Chiếu đến thấu kính hội tụ một chùm tia tới song song. Chùm tia ló cắt nhau (hội tụ) tại một điểm trên trục tương ứng với chùm tia tới. Điểm này là tiêu điểm ảnh của thấu kính.

Trên mỗi trục có một tiêu điểm ảnh:

+ Tiêu điểm ảnh chính được ký hiệu F' (Hình 29.2).

+ Tiêu điểm ảnh phụ được ký hiệu F'n.

Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều hứng được trên màn. Đó là tiêu điểm ảnh thật.

- Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ còn có một điểm mà chùm tia tới xuất phát từ đó sẽ cho chùm tia ló song song. Đó là tiêu điểm vật của thấu kính.

+ Tiêu điểm vật chính được kí hiệu là F.

+ Tiêu điểm vật phụ được ký hiệu Fn (n = 1, 2, 3, ...) (Hình 29.3)

Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục đối xứng với nhau ở hai bên quang tâm. Vị trí của chúng phụ thuộc chiều truyền ánh sáng.

- Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện. Mỗi thấu kính có hai tiêu diện: tiêu diện ảnh và tiêu diện vật.

Có thể coi tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính (Hình 29.4)

Bài 3 trang 189 sgk vật lý 11

Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì ? Đơn vị của tiêu cự và độ tụ ?

Hướng dẫn giải:

 Tiêu cự. Độ tụ.

Tiêu cự của thấu kính được định nghĩa như sau: f = OF'

Ta quy ước f > 0 đối với thấu kính hội tụ, ứng với tiêu điểm ảnh F' thật (sau thấu kính).

Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi chùm tia sáng càng nhỏ. Do đó người ta định nghĩa độ tụ của thấu kính như sau:

D =1/f  

Trong đó: f tính bằng mét (m); D tính bằng điôp (dp).

Bài 4 trang 189 sgk vật lý 11

Chọn phát biểu đúng với vật đặt trước thấu kính.

A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.

B. Thấu kính phân kì luôn tạo chùm tia ló phân kì.

C. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính không thể bằng vật.

D. Cả ba phát biểu A, B, C đếu sai.

Hướng dẫn giải:

Chọn B.

Thấu kính phân kỳ luôn tạo chùm tia ló phân kỳ.

Bài 5 trang 189 sgk vật lý 11

Một vật sáng đặt trước một 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 vẫn bằng ba lần vật.

Có thể kết luận gì về loại thấu kính ?

A. Thấu kính hội tụ.

B Thấu kính phân kỳ.

C. Hai loại thấu kính đều phù hợp.

D. Không thể kết luận được, vì giả thiết hai ảnh bằng nhau là vô lý.

Hướng dẫn giải:

Chọn A. Thấu kính là hội tụ. Vì hai lần tạo ảnh phải là một thật và một ảo vì thế chỉ có thể là thấu kính hội tụ.

Bài 6 trang 189 sgk vật lý 11

Tiếp câu 5

Cho biết đoạn dời vật là 12cm.

Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu ?

A. -8 cm

B. 18 cm

C. -20 cm

D. Một giá trị khác A, B, C.

Hướng dẫn giải:

Chọn B

+ Ở vị trí thứ nhất (ảnh thật, ngược chiều) ta có:

k = - \(\frac{d'}{d}\) = -3 => d' = 3d.

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3d/4.                (1)

+ Ở vị trí thứ hai (ảnh ảo, cùng chiều) ta có:

k = - \(\frac{d''}{d -12}\) - 3 => d'' = 3d - 36.

Áp dụng công thức vị trí ta được f = 3(d -12)/2           (2) 

+ Từ (1) và (2) ta suy ra d = 24; d' = 72, thế lại vào công thức vị trí ta có f = 18 cm.

Giaibaitap.me