Bài giảng Vật lý 11 Chương 7: Chuyên đề Chủ đề 4

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com

CHỦ ĐỀ 4. KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

I. KIẾN THỨC:

KÍNH LÚP

a/. Định nhgĩa:

Là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trông việc quang sát các vật nhỏ. Nó có tác dụng

làm tăng góc trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo, lớn hơn vật và nằm trông giới hạn nhìn

thấy rõ của mắt.

b/. cấu tạo

Gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn(cỡ vài cm)

c/. cách ngắm chừng:

d

1

< O

’

F ; d

1’

nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt: d

1

+ d

1’

= O

K

O ; d

2’

= OV

'

1 1

1 1 1

K

f d d

= +

• Ngắm chừng ở cực cận

Điều chỉnh để ảnh A

1

B

1

là ảnh ảo hiệm tại C

C

: d

1’

= - (OC

C

- l)

(l là khoảng cách giữa vị trí đặt kính và mắt)

BAAB

kính

′′

→

có

)(

ℓ

−

=

′

C

OCd

ℓ

−

−=

′

+==

C

OCdddf

D

11111

• Ngắm chừng ở C

V

Điều chỉnh để ảnh A

1

B

1

là ảnh ảo hiệm tại C

V

: d

1’

= - (OC

V

- l)

BAAB

kính

′′

→

có

)(

ℓ

−

=

′

V

OCd

ℓ

−

−=

′

+==

V

OCdddf

D

11111

d/. Độ bội giác của kính lúp

* Định nghĩa:

Độ bội giác G của một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt là tỉ số giữa góc trông ảnh

α

của

một vật qua dụng cụ quang học đó với góc trông trực tiếp

0

α

của vật đó khi đặt vật tại điểm

cực cận của mắt.

00

tan

α

≈=G

(vì góc

α

và

0

α

rất nhỏ)

Với:

0

AB

tg

Ñ

α =

* Độ bội giác của kính lúp:

Gọi l là khoảng cách từ mắt đến kính và d’ là

khoảng cách từ ảnh A’B’ đến kính (d’ < 0), ta có :

A'B' A'B'

tg

OA d'

α = =

+

ℓ

=>

0

tg A'B' Ñ

G .

tg AB d'

α

= =

α +

ℓ

Hay:

Ñ

G = k.

d' +

ℓ

k là độ phóng đại của ảnh.

CHỦ ĐỀ 4.KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com

CHỦ ĐỀ 4. KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

- Khi ngắm chừng ở cực cận: thì

d' Ñ

+ =

ℓ

=>

d

kG

CC

′

−

==

- Khi ngắm chừng ở cực viễn: thì

V

OCd =+

′

ℓ

=>

V

OC

Đ

d

G×

′

−

=

- Khi ngắm chừng ở vô cực: ảnh A’B’ ở vô cực, khi đó AB ở tại C

C

nên:

AB AB

tg

OF f

α = =

=>

Ñ

G

f

∞

=

G

∞

có giá tr

ị từ 2,5 đến 25.

• khi ngắm chừng ở vô cực

+ Mắt không phải điều tiết

+ Độ bội giác của kính lúp không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt.

Giá trị của

G

∞

được ghi trên vành kính: X2,5 ; X5.

Lưu ý: - Với l là khoảng cách từ mắt tới kính lúp thì khi:

- Trên vành kính thường ghi giá trị

25

( )

G

f cm

∞

=

Ví dụ: Ghi X10 thì

25

10 2,5

( )

G f cm

f cm

∞

= = ⇒ =

KÍNH HIỂN VI

a) Định nghĩa:

Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông

ảnh của những vật nhỏ, với độ bội giác lớn lơn rất nhiều so với độ bội giác của

kính lúp.

b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính:

- Vật kính O

1

là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (vài mm), dùng để tạo ra một ảnh

thật rất lớn của vật cần quan sát.

- Thị kính O

2

cũng là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm), dùng như một kính

lúp để quan sát ảnh thật nói trên.

Hai kính có trục chính trùng nhau và khoảng cách giữa chúng không đổi.

Bộ phận tụ sáng dùng để chiếu sáng vật cần quan sát.

d) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực:

- Ta có:

1 1 1 1

2 2 2

A B A B

tg

O F f

α = =

và tgα =

AB

Ñ

Do đó:

1 1

0 2

A B

tg Ñ

G x

tg AB f

∞

α

= =

α

(1)

Hay

1 2

G k G

∞

= ×

Độ bội giác G

∞

của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực bằng tích của độ

phóng đại k

1

của ảnh A

1

B

1

qua vật kính với độ bội giác G

2

của thị kính.

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com

CHỦ ĐỀ 4. KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

Hay

1 2

.Ñ

G

f .f

∞

δ

=

Với: δ =

/

1 2

F F

gọi là độ dài quang học của kính hiển vi.

Người ta thường lấy Đ = 25cm

KÍNH THIÊN VĂN

a) Định nghĩa:

Kính thiên văn là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng

góc trông ảnh của những vật ở rất xa (các thiên thể).

b) Cấu tạo: Có hai bộ phận chính:

- Vật kính O

1

: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (vài m)

- Thị kính O

2

: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm)

Hai kính được lắp cùng trục, khoảng cách giữa chúng có thể

thay đổi được.

c) Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực:

- Trong cách ngắm chừng ở vô cực, người quan sát

điều chỉnh để ảnh A

1

B

2

ở vô cực. Lúc đó

1 1

2

A B

tg

f

α =

và

1 1

0

1

A B

tg

f

α =

Do đó, độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực là :

1

0 2

f

tg

G

tg f

∞

α

= =

α

+ Số bội giác: G =

0

α

≈

0

tan

α

; với tanα =

C

OC

AB

.

+ Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực: G

∞

=

f

OC

C

.

+ Trong thương mại: G

∞

=

0,25

( )

f m

=

25

( )

f cm

; kí hiệu G

∞

x hoặc XG

∞

.

+ Số bội giác của kính hiễn vi khi ngắm chừng ở vô cực:

G

∞

=

21

.

ff

OC

C

δ

; với δ = O

1

O

2

– f

1

– f

2

là độ dài quang học của kính.

+ Số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực: G

∞

=

2

1

f

.

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com

CHỦ ĐỀ 4. KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

• VÍ DỤ MINH HỌA

VD1. Một người mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 20 cm và điểm cực viễn ở vô cực, quan sát

một vật nhỏ qua một kính lúp có độ tụ 10 dp. Kính đặt cách mắt 5 cm.

a) Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính.

b) Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực?

HD. Khi sử dụng các dụng cụ quang học, để quan sát được ảnh của vật thì phải điều chỉnh

sao cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo hiện ra trong giới hạn nhìn rỏ của mắt.

a) Ta có: f =

D

1

= 0,1 m = 10 cm; d

C

’ = l – OC

C

= - 15 cm

 d

C

=

fd

C

−

'

= 6 cm; d

V

’ = l – OC

V

= - ∞  d

V

= f = 10 cm. Vậy phải đặt vật cách kính từ 6

cm đến 10 cm.

b) G

∞

=

f

OCC

= 2.

VD2. Một kính lúp mà trên vành kính có ghi 5x. Một người sử dụng kính lúp này để quan sát

một vật nhỏ, chỉ nhìn thấy ảnh của vật khi vật được đặt cách kính từ 4 cm đến 5 cm. Mắt đặt

sát sau kính. Xác định khoảng nhìn rỏ của người này.

HD. Ta có: f =

5

25

= 5 cm; d

C

= 4 cm

 d

C

’ = fd

fd

C

− = - 20 cm = - OC

C

 OC

C

= 20 cm; d

V

= 5 cm

 d

V

’ =

fd

V

−

= - ∞ = - OC

V

 OC

V

= ∞.

Vậy: khoảng nhìn rỏ của người này cách mắt từ 20 cm đến vô cực.

VD3. Một kính hiển vi có vật kính có tiêu cự 5,4 mm, thị kính có tiêu cự 2 cm, khoảng cách

giữa vật kính và thị kính là 17 cm. Người quan sát có giới hạn nhìn rỏ cách mắt từ 20 cm đến

vô cực đặt mắt sát thị kính để quan sát ảnh của một vật rất nhỏ.

a) Xác định khoảng cách từ vật đến vật kính khi quan sát ở trạng thái mắt điều tiết tối đa và

khi mắt không điều tiết.

b) Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.

HD. Sơ đồ tạo ảnh:

a) Khi quan sát ảnh ở trạng thi mắt điều tiết tối đa (ngắm chừng

d

2

=

2

'

2

'

2

fd

−

= 1,82 cm;

ở cực cận): d

2

’ = - OC

C

= - 20 cm;

d

1

’ = O

1

O

2

– d

2

= 15,18 cm; d

1

=

1

'

1

'

1

fd

−

= 0,5599 cm.

Khi quan sát ở trạng thái mắt không điều tiết (ngắm chừng ở cực viễn): d

2

’ = - OC

V

= - ∞;

d

2

= f

2

= 2 cm; d

1

’ = O

1

O

2

– d

2

= 15 cm;

d

1

=

1

'

1

'

1

fd

−

= 0,5602 cm. Vậy: phải đặt vật cách vật kính trong khoảng 0,5602 cm ≥ d

1

≥

0,5599 cm.

b) Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:

δ = O

1

O

2

– f

1

– f

2

= 14,46 cm; G

∞

=

21

.

ff

OC

C

δ

= 268.

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com

CHỦ ĐỀ 4. KÍNH LÚP – KÍNH HIỂN VI – KÍNH THIÊN VĂN

VD4. Một kính hiễn vi, với vật kính có tiêu cự 5 mm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm. Hai kính

đặt cách nhau 15 cm. Người quan sát có giới hạn nhìn rỏ cách mắt từ 20 cm đến 50 cm. Xác

định vị trí đặt vật trước vật kính để nhìn thấy ảnh của vật.

HD. Khi ngắm chừng ở cực cận: d

2

’ = - OC

C

= - 20 cm;

d

2

=

2

'

2

'

2

fd

−

= 2,22 cm; d

1

’ = O

1

O

2

– d

2

= 12,78 cm;

d

1

=

1

'

1

'

1

fd

−

= 0,5204 cm.

Khi ngắm chừng ở cực viễn: d

2

’ = - OC

V

= -50;

d

2

=

2

'

2

'

2

fd

−

= 2,38 cm; d

1

’ = O

1

O

2

– d

2

= 12,62 cm;

d

1

=

1

'

1

'

1

fd

−

= 0,5206 cm. Vậy: 0,5206 cm ≥ d

1

≥ 0,5204 cm.

VD5. Vật kính của một kính thiên văn có tiêu cự 1,2 m, thị kính có tiêu cự 4 cm. Người quan

sát có điểm cực viễn cách mắt 50 cm, đặt mắt sát thị kính để quan sát Mặt Trăng.

a) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi quan sát ở trạng thái không điều tiết mắt.

b) Tính số bội giác của kính trong sự quan sát đó.

HD. a) Khi ngắm chừng ở cực viễn: d

2

’ = - OC

V

= - 50 cm;

d

2

=

2

'

2

'

2

fd

−

= 3,7 cm; d

1

= ∞  d

1

’ = f

1

= 120 cm;

O

1

O

2

= d

1

’ + d

2

= 123,7 cm.

b) Số bội giác: G =

ld

f

d

+

2

1

2

'

=

2

1

d

f

= 32,4.

VD6. Vật kính của một kính thiên văn có tiêu cự 90 cm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm. Người

quan sát có điểm cực cận cách mắt 20 cm, điểm cực viễn ở vô cực, đặt mắt sát thị kính để

quan sát một chòm sao.

a) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi ngắm chừng ở cực cận.

b) Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính khi ngắm chừng ở vô cực và số bội giác khi

đó.

HD. a) Khi ngắm chừng ở cực cận: d

2

’ = - OC

C

= - 20 cm;

d

2

=

2

'

2

'

2

fd

−

= 2,2 cm; d

1

= ∞  d

1

’ = f

1

= 90 cm;

O

1

O

2

= d

1

’ + d

2

= 92,2 cm.

b) Khi ngắm chừng ở vô cực: d

2

’ = ∞  d

2

= f

2

= 2,5 cm;

d

1

= ∞  d

1

’ = f

1

= 90 cm; O

1

O

2

= d

1

’ + d

2

= 92,5 cm.

Số bội giác khi đó: G

∞

=

2

1

f

= 36.

VD7. Tiêu cự của vật kính và thị kính của một ống dòm quân sự lần lượt là f

1

= 30 cm và f

2

=

5 cm. Một người đặt mắt sát thị kính chỉ thấy được ảnh rỏ nét của vật ở rất xa khi điều chỉnh

khoảng cách giữa vật kính và thị kính trong khoảng L

1

= 33 cm đến L

2

= 34,5 cm. Tìm giới

hạn nhìn rỏ của mắt người ấy.

HD. Vì d

1

= ∞  d

1

’ = f

1

= 30 cm.

Khi ngắm chừng ở cực cận: d

2

= O

1

O

2

– d

1

= 3 cm;

Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 7: Chủ đề 4

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi