Buzz
1. Nhận định nào sau đây đúng về điểm hội tụ của thấu kính?
Câu hỏi: Nhận định nào là chính xác về điểm hội tụ của thấu kính?
A. Điểm hội tụ của thấu kính nằm phía trước thấu kính;
B. Điểm hội tụ của thấu kính hội tụ nằm sau thấu kính;
C. Điểm hội tụ của thấu kính phân kỳ nằm trước thấu kính;
D. Điểm hội tụ của thấu kính phân kỳ nằm trước thấu kính.
Chọn lựa đáp án C
2. Các khái niệm liên quan đến thấu kính
Khái niệm về thấu kính:
Thấu kính là một vật liệu trong suốt, được cấu tạo bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong kết hợp với một mặt phẳng.
Trục chính là đường thẳng kết nối các tâm của hai mặt cong trên thấu kính. Quang tâm là điểm nằm trên trục chính, và các tia sáng đi qua quang tâm sẽ không bị lệch hướng.
Thấu kính được chia thành hai loại: thấu kính lồi (mỏng ở rìa) và thấu kính lõm (dày ở rìa). Thấu kính lồi hội tụ các tia sáng và tạo ra ảnh hội tụ, trong khi thấu kính lõm phân kỳ các tia sáng và tạo ra ảnh phân kỳ.
Đặc điểm của thấu kính:
Chùm tia sáng song song với trục chính hội tụ tại một điểm trên trục chính gọi là tiêu điểm ảnh chính, có thể là thật nếu qua thấu kính hội tụ hoặc ảo nếu qua thấu kính phân kỳ.
Tiêu điểm của vật và tiêu điểm của ảnh nằm đối xứng qua quang tâm của thấu kính.
Tiêu điểm của vật và tiêu điểm của ảnh được nối với nhau bằng tiêu diện vật (vuông góc với trục chính) và tiêu diện ảnh.
Chùm tia sáng tới từ trục phụ của thấu kính sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh phụ.
Hướng dẫn tạo ảnh qua thấu kính:
Để xác định ảnh của một điểm sáng, chọn hai tia sáng: một tia đi qua quang tâm và một tia khác tùy ý. Điểm giao nhau của hai tia ló hoặc điểm giao của các đường kéo dài của chúng chính là vị trí của ảnh.
Nếu điểm sáng nằm trên trục chính, chọn hai tia sáng trong đó một tia phải đi qua quang tâm để xác định ảnh.
Định lý thấu kính:
Tiêu cự (f) là độ dài đại số, có giá trị tuyệt đối bằng khoảng cách từ tiêu điểm chính đến quang tâm của thấu kính. Tiêu cự dương dành cho thấu kính hội tụ và tiêu cự âm dành cho thấu kính phân kỳ.
Độ tụ (D) của thấu kính được tính bằng nghịch đảo của tiêu cự và đo bằng đơn vị diop (độ phôi quang).
Công thức cơ bản của thấu kính là: 1/f = 1/d + 1/d', với d là khoảng cách từ vật đến thấu kính và d' là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.
Hệ số phóng đại ảnh (k) tính bằng tỉ lệ giữa kích thước của ảnh và kích thước của vật, được biểu diễn bằng k = -d'/d.
Nếu k > 0, ảnh và vật có cùng chiều. Nếu k < 0, ảnh và vật có chiều ngược lại.
Nếu |k| > 1, ảnh sẽ lớn hơn vật. Nếu |k| < 1, ảnh sẽ nhỏ hơn vật.
Ứng dụng của thấu kính:
Thấu kính được áp dụng trong nhiều thiết bị như kính cận, kính lúp, máy ảnh, kính hiển vi, ống nhòm, thiết bị quang phổ và đèn chiếu.
Tóm lại, lý thuyết thấu kính bao gồm khái niệm, đặc điểm, cách tạo ảnh, các loại ảnh, công thức và ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực vật lý.
3. Bài tập ứng dụng thấu kính
Bài 1: Xét một thấu kính hội tụ với tiêu cự f = 15 cm. Một vật đặt cách thấu kính d = 30 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh. Ảnh là thật hay ảo? Ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật?
Bài 2: Xét một thấu kính phân kỳ với tiêu cự f = -20 cm. Một vật đặt cách thấu kính d = 10 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh. Ảnh là thật hay ảo? Ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật?
Bài tập 3: Một vật đặt cách thấu kính lồi 20 cm và nằm trên trục chính. Tính toán vị trí và kích thước của ảnh bằng cách sử dụng công thức thấu kính.
Bài 4: Xét thấu kính hội tụ với tiêu cự f = 10 cm. Một vật nằm cách thấu kính 5 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh, đồng thời xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn hay nhỏ hơn vật).
Bài 5: Một thấu kính lõm có tiêu cự f = -30 cm. Nếu một vật nằm cách thấu kính 40 cm, tính vị trí và kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn hay nhỏ hơn vật).
Bài 6: Sử dụng công thức thấu kính để xác định tiêu cự của thấu kính nếu bạn biết khoảng cách từ tiêu điểm chính (F) đến tiêu điểm vật (d).
Bài 7: Một vật đặt cách thấu kính hội tụ 10 cm. Nếu bạn muốn ảnh xuất hiện ở khoảng cách 30 cm sau thấu kính, tính toán tiêu cự cần thiết của thấu kính.
Bài 8: Một thấu kính phân kỳ với tiêu cự f = -10 cm. Một vật đặt cách thấu kính 20 cm. Tính toán vị trí và kích thước của ảnh. Ảnh là thật hay ảo? Ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật?
Bài 9: Xét thấu kính lõm có tiêu cự f = -25 cm. Một vật nằm cách thấu kính 15 cm. Xác định vị trí và kích thước của ảnh. Ảnh là thật hay ảo? Ảnh có kích thước lớn hơn hay nhỏ hơn vật?
Bài 10: Một vật cách thấu kính hội tụ 12 cm và nằm trên trục chính. Tính vị trí và kích thước của ảnh bằng công thức thấu kính.
Bài 11: Thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -30 cm. Một vật đặt cách thấu kính 10 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh, đồng thời xác định ảnh là thật hay ảo và lớn hơn hay nhỏ hơn vật.
Bài 12: Thấu kính lồi có tiêu cự f = 25 cm. Nếu vật nằm cách thấu kính 40 cm, tính vị trí và kích thước của ảnh, và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 13: Tính tiêu cự của một thấu kính bằng công thức thấu kính khi bạn biết khoảng cách từ tiêu điểm chính (F) đến tiêu điểm vật (d).
Bài 14: Một vật đặt cách thấu kính hội tụ 15 cm. Nếu bạn muốn ảnh xuất hiện ở khoảng cách 45 cm sau thấu kính, tính toán tiêu cự của thấu kính cần thiết.
Bài 15: Thấu kính lõm có tiêu cự f = -15 cm. Một vật cách thấu kính 25 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh, và xác định ảnh là thật hay ảo, lớn hơn hay nhỏ hơn vật.
Bài 16: Xét thấu kính phân kỳ với tiêu cự f = -20 cm. Một vật đặt cách thấu kính 30 cm. Xác định vị trí và kích thước của ảnh, đồng thời xác định ảnh là thật hay ảo, và lớn hơn hay nhỏ hơn vật.
Bài 17: Một vật nằm cách thấu kính hội tụ 8 cm và nằm trên trục chính. Tính vị trí và kích thước của ảnh bằng công thức thấu kính.
Bài 18: Thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -40 cm. Một vật đặt cách thấu kính 20 cm. Xác định vị trí và kích thước của ảnh, cũng như tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 19: Thấu kính lồi với tiêu cự f = 30 cm. Một vật đặt cách thấu kính 60 cm. Tính vị trí và kích thước của ảnh, và xác định ảnh là thật hay ảo, lớn hơn hay nhỏ hơn vật.
Bài 20: Tính tiêu cự của thấu kính khi biết khoảng cách từ tiêu điểm chính (F) đến tiêu điểm vật (d) bằng công thức thấu kính.
Bài 21: Một vật cách thấu kính hội tụ 30 cm. Nếu bạn muốn ảnh xuất hiện ở khoảng cách 60 cm sau thấu kính, tính toán tiêu cự của thấu kính cần thiết.
Bài 22: Một vật sáng dạng mũi tên cao 6 cm, đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính 15 cm. Tiêu cự của thấu kính là 10 cm.
