Bài 29. Thấu kính mỏng

Lý thuyết và bài tập cho Bài 29. Thấu kính mỏng, Chương 7, Vật lý lớp 11

Tóm tắt lý thuyết

I. Thấu kính. Phân loại thấu kính.

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:

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 181 SGK Vật lý 11

Đề bài

Hãy gọi tên ba loại kính lồi và ba loại thấu kính lõm ở hình 29.1.

Lời giải chi tiết

Ba loại thấu kính lồi ở hình 29.1a, là các thấu kính hội tụ. Trong đó:

* Ở hình (1) là thấu kính hội tụ hai mặt lồi.

* ở hình (2) là thấu kính hội tụ một mặt lồi, một mặt phẳng.

* ở hình (3) là thấu kính hội tụ mặt lồi, một mặt lõm, bán kính mặt lồi nhỏ hơn bán kính mặt lõm.

Ba loại thấu kính lõm ở hình 29.1b, là các thấu kính phân kì. Trong đó:

* ở hình (1) là thấu kính phân kì hai lõm.

Câu C2 trang 182 SGK Vật lý 11

Đề bài

Coi chùm tia song song như xuất phát hay hội tụ ở một điểm rất xa ( vô cực), hãy nêu mối quan hệ giữa điểm này với:

- tiêu điểm ảnh.

- Tiêu điểm vật của thấu kính hội tụ.

Lời giải chi tiết

* Coi chùm tia song song như xuất phát ở một điểm rất xa (vô cực), tức là chùm tia tới là chùm song song thì chùm tia ló qua thấu kính sẽ đi qua ( đối với thấu kính hội tụ) hay có đường kéo dài ( đối với thấu kính phân kì) tiêu điểm ảnh tương ứng với trục song song với chùm tia tới cuả thấu kính đó

Câu C3 trang 184 SGK Vật lý 11

Đề bài

Vẽ đường truyền của chùm tia sáng minh họa tính chất của tiêu điểm vật của thấu kính phân kì.

Lời giải chi tiết

Đường truyền của chùm tia sáng có đường kéo dài qua tiêu điểm vật chính F của thấu kính phân kì cho chùm tia ló song song với trục chính.

Câu C4 trang 185 SGK Vật lý 11

Đề bài

Khi tạo ảnh ảo, thấu kính hội tụ cho chùm tia ló phân kì. Kết quả này có mâu thuẫn với tính chất của thấu kính không? Giải thích.

Lời giải chi tiết

Theo tính chất của thấu kính hội tụ, một chùm tia tới thấu kính, thì chùm tia ló qua thấu kính bao giờ cũng hội tụ hơn chùm tia tới.

Do đó ảnh tạo bởi vật thật qua thấu kính chỉ có thể cho ảnh thật ( nằm sau thấu kính) hay ảnh ảo thì ảnh ảo phải xa thấu kính hơn vật của nó.

Câu C5 trang 187 SGK Vật lý 11

Đề bài

Dùng công thức xác định vị trí ảnh hãy chứng tỏ rằng, nếu giữ thấu kính cố định và dời vật theo trục chính thì ảnh và vật luôn di chuyển cùng chiều.

Lời giải chi tiết

Công thức xác định vị trí của thấu kính:

\(\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{{d'}}\)

Thấu kính có f = const.

Nếu giữ thấu kính cố định và dời vật dọc theo trục chính ra xa thấu kính thì d tăng => d' giảm, tức ảnh di chuyển lại gần thấu kính => ảnh và vật di chuyển cùng chiều.

Bài 1 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

Thấu kính là gì ? Kể các loại thấu kính.

Lời giải chi tiết

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:

Bài 2 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

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

Lời giải chi tiết

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.

Bài 3 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

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

Lời giải chi tiết

 Tiêu cự. Độ tụ.

Tiêu cự của thấu kính được định nghĩa như sau: là đại lượng xác định khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F của thấu kính. Quy ước: f = OF

+ f > 0 đối với thấu kính hội tụ

+ f < 0 đối với thấu kính phân kì

Bài 4 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

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 đều sai.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng lí thuyết về sự tạo ảnh của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.

Lời giải chi tiết

Đáp án B.

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

Bài 5 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

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.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng BẢNG TÓM TẮT - trang 186 - SGK Vật Lí 11.

Bài 6 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

Tiếp theo bài tập 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.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Công thức thấu kính:

+ Vị trí ảnh: \({1 \over d} + {1 \over {d'}} = {1 \over f} \Rightarrow f = {{d.d'} \over {d + d'}}\)

+ Số phóng đại ảnh: \(k =  - {{d'} \over d}\)

Nếu k > 0: vật và ảnh cùng chiều

Nếu k < 0: vật và ảnh ngược chiều.

Bài 7 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

Xét thấu kính hội tụ. Lấy trên trục chính các điểm I và I' sao cho OI = 2OF, OI' = 2OF' (Hình 29.17). Vẽ ảnh của vật AB và nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp sau:

- Vật thật ở ngoài đoạn OI.

- Vật thật tại I.

- Vật thật trong đoạn FI.

- Vật thật trong đoạn OF.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính:

Bài 8 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

Người ta dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ 1 dp để thu ảnh của Mặt trăng.

a) Vẽ ảnh.

b) Tính đường kính của ảnh. Cho góc trông Mặt Trăng là 33'. Lấy 1' ≈ 3.10-4 rad.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Tiêu cự f = 1/D  (D là độ tụ)

+ Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông.

Lời giải chi tiết

a) Vẽ ảnh:

b) Đường kính của ảnh.

Bài 9 trang 189 SGK Vật lí 11

Đề bài

Vật sáng AB được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định a. Một thấu kính hội tụ có trục chính qua điểm A và vuông góc với màn, được di chuyển giữa vật và màn.

a) Người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, có một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng giữa vật và màn cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn.

Bài 10 trang 190 SGK Vật lí 11

Đề bài

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh A'B'. Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật - ảnh là:

a) 125 cm

b) 45 cm. 

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Công thức thấu kính: \({1 \over d} + {1 \over {d'}} = {1 \over f}\)

Lời giải chi tiết

Tiêu cự: f = 20cm

Ta có: \({1 \over d} + {1 \over {d'}} = {1 \over f} \Rightarrow d' = {{df} \over {d - f}} = {{20d} \over {d - 20}}\)

Khoảng cách vật - ảnh: AA' = |d + d'|

Bài 11 trang 190 SGK Vật lí 11

Đề bài

Một thấu kính phân kỳ có độ tụ - 5dp.

a) Tính tiêu cự của kính.

b) Nếu vật cách kính 30 cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bao nhiêu ?

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Tiêu cự của kính: \(f = {1 \over D}\)

+ Công thức thấu kính:

- Vị trí ảnh: \({1 \over d} + {1 \over {d'}} = {1 \over f}\)

- Số phóng đại: \(k =  - {{d'} \over d}\)

Lời giải chi tiết

a) Tiêu cự của kính: \(f = {1 \over D} = {1 \over { - 5}} =  - 0,2m =  - 20cm\)

Bài 12 trang 190 SGK Vật lí 11

Đề bài

Trong hình 29.18, xy là trục chính của thấu kính L, A là vật điểm thật, A' là ảnh của A tạo bởi thấu kính.

Với mỗi trường hợp, hãy xác định:

a) A' là ảnh thật hay ảnh ảo.

b) Loại thấu kính.

c) Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

- Sử dụng BẢNG TÓM TẮT trang 186 - SGK Vật Lí 11

- Các tia sáng đặc biệt:


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất
  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11