intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài tập về hệ thấu kính

Chia sẻ: Huỳnh Tấn Lộc | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:11

174
lượt xem
3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập về hệ thấu kính giúp các bạn nắm được đặc điểm về sự tạo ảnh qua hệ thấu kính ghép đồng trục: ghép cách nhau, ghép sát nhau. Viết được công thức tính độ phóng đại k, công thức liên hệ giữa d2 và d1.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài tập về hệ thấu kính

  1. Equation Chapter 1 Section 1 BÀI TẬP VỀ HỆ THẤU KÍNH Sinh viên thực hiện: Huỳnh Tấn Lộc Lớp : Sư phạm Vật lí K38 Ngày dạy :  I. Mục tiêu 1. Kiến thức ­ Nắm được đặc điểm về sự tạo ảnh qua hệ thấu kính ghép đồng trục: ghép cách nhau,  ghép sát nhau. ­ Viết được công thức tính độ phóng đại k, công thức liên hệ giữa d2 và  2. Kỹ năng ­ Giải các bài toán về hệ thấu kính. ­ Vẽ ảnh của vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của hệ thấu kính.  3. Thái độ ­ Nghiêm túc trong giờ học. ­ Tích cực tham gia phát biểu xây dựng bài. ­ Tích cực tìm tòi, sáng tạo để giải các bài tập. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên ­ Dự kiến những sai lầm của học sinh trong quá trình giải bài tập. ­ Những lưu ý trong các dạng bài tập. 2. Học sinh ­ Làm trước bài tập ở nhà. ­ Xem lại những công thức về thấu kính, hệ thấu kính. ­ Ôn lại những kiến thức về  đường đi của tia sáng qua thấu kính hội tụ  và thấu kính   phân kỳ. III. Tiến trình giảng dạy 1. Các bài tập: Bài 1: Cho một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự  và một thấu kính phân kì L2 có tiêu cự  hai  thấu kính đặt đồng trục, thấu kính L2  nằm bên phải thấu kính L1 và cách L1 30 (cm). Vật  sáng AB đặt vuông góc với trục chính, nằm bên trái L1 và cách L1 một đoạn d1. a, Biết  hãy xác định tính chất, số  phóng đại của  ảnh cuối cùng cho bởi thấu kính. Vẽ  hình. 1
  2. b, Tính d1 để ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng bốn lần vật. Bài 2: Cho hai thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là  Hai thấu kính được ghép  sát đồng trục với nhau, khoảng cách giữa hai thấu kính coi như  bằng 0. Thấu kính L1  có  đường kính rìa gấp đôi thấu kính L2. a, Chứng minh rằng khi đặt một vật sáng nhỏ trước hệ thấu kính ghép đó và cách nó một  khoảng d, ta sẽ thu được hai ảnh phân biệt của vật. b, Tìm điều kiện mà d phải thỏa mãn để hai ảnh đó là thật cả, hoặc ảo cả. Chứng minh   rằng khi cả hai ảnh đều thật, hoặc đều ảo thì độ lớn của chúng không thể bằng nhau. Bài 3: Hai thấu kính L1, L2 được ghép đồng trục, thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự  thấu kính  phân kỳ  L2 có tiêu cự   Đặt L1 cách L2 một khoảng a. Hỏi a bằng bao nhiêu thì độ  lớn của    ảnh cuối cùng không thay đổi khi ta di chuyển vật lại gần thấu kính?  2. Tiến trình giảng dạy Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1: (3 phút) Ổn định lớp và đặt vấn đề vào bài mới  ­ Ổn định lớp: Yêu cầu lớp trưởng báo cáo  ­ Lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp. sĩ số lớp. ­ Đặt vấn đề: Ở tiết trước chúng ta đã học  những kiến thức cơ  bản về  hệ  thấu kính,  hôm nay chúng ta sẽ  áp dụng những kiến  thức đó để  giải những bài tập về  hệ  thấu   kính để hiểu rõ hơn về hệ thấu kính.  Hoạt động 2: (38 phút) Tiến hành giải các bài tập Bài 1:    ­ GV đọc và tóm tắt đề bài.  ­ Ghi đề.  ­ Yêu cầu HS:  ­ Trả lời: + Nêu sơ đồ tạo ảnh của một vật qua hệ  + Sơ đồ tạo ảnh: hai thấu kính đồng trục.   + Vật đặt tại tiêu điểm của thấu kính L1    + Nhận xét về vị trí của vật? vì   d1 = f1.  ­  Ảnh của vật qua thấu kính L1  nằm  ở  vô   ­ Ảnh của vật qua thấu kính L1 nằm ở vị trí  cùng vì từ công thức thấu kính, ta có:  nào? (Gợi ý: Áp dụng công thức thấu kính).  ­ Khoảng cách từ  đến L2:   ­ Khoảng cách từ    đến L2  được xác định  2
  3. như thế nào?  ­ Trả lời:   ­ Dựa vào những dữ  kiện đã có, yêu cầu   + Vị trí của ảnh: HS   nêu   cách   xác   định   vị   trí   của   ảnh   sau  cùng số  phóng đại k và nhận xét tính chất  + Số phóng đại của ảnh: của ảnh.  k = k1k2 =     +  Ảnh cuối cùng   là  ảnh  ảo, cách thấu  kính L2 một đoạn 10cm, cùng chiều với AB  và có độ lớn bằng một nửa AB.    ­ Nhận xét câu trả lời của HS.  ­ Lưu ý:  + Dấu của cho ta biết  ảnh là  ảnh thật  hay ảnh ảo.  + Dấu của k cho ta biết  ảnh cùng chiều   hay ngược chiều với vật. Trị  số  tuyệt đối  của k cho biết  ảnh cao bằng bao nhiêu lần  vật.   ­ Hướng dẫn HS vẽ hình:  ­ Vẽ theo hướng dẫn của GV. + Vẽ hệ thấu kính đồng trục theo đúng tỉ  lệ. + Từ  B vẽ  tia song song với trục chính  của thấu kính, cắt thấu kính tại điểm C,  thu được tia ló qua tiêu điểm . + Từ  B vẽ  tiếp tia đi qua quang tâm O    của thấu kính, thu được tia ló truyền thẳng.   + Hai tia này song song với nhau nên ảnh  của vật nằm tại vô cực. +   Hai   tia   ló     và   BO   truyền   thẳng   đến  thấu kính L2, cắt L2 tại 2 điểm K và V. + Yêu cầu HS nêu cách vẽ đường đi của  tia  qua thấu kính phân kỳ. 3
  4. + Tương tự, tia tới OV có cùng tiêu điểm  ảnh phụ  với tia tới CK. Từ  K, vẽ  tia ló đi  qua  ­ Trả lời: + Giao điểm của hai tia ló là điểm là ảnh  +   Bước   1:   Vẽ   tiêu   diện   ảnh   của   thấu   của điểm B qua hệ thấu kính. + Từ hạ vuông góc xuống trục chính, thu  kính L2. được điểm là ảnh của điểm A qua hệ thấu   + Bước 2: Vẽ trục phụ song song với tia  kính. tới CK, cắt tiêu diện ảnh tại một tiêu điểm  + Nối vớita thu được ảnh cuối cùng của  phụ là Từ K, vẽ tia ló đi qua  AB qua hệ thấu kính.  ­ Tiến hành giải câu b.  ­ Để ảnh sau cùng là ảnh  ảo và cao gấp 4   lần vật thì ảnh phải thỏa điều kiện nào?  ­ Yêu cầu HS nêu cách tính   ­ Yêu cầu HS nêu cách xác định biểu thức  liên hệ giữa d1 với  và k.    ­ Để   ảnh sau cùng là  ảnh  ảo và cao gấp 4   lần vật thì khoảng cách từ   ảnh  đến thấu  2 2 kính L  phải bé hơn 0 (d ᾿ 
  5. ­ Tiến hành giải bất phương trình  +   Yêu   cầu   HS   nêu   điều   kiện   để   biểu  thức có nghĩa. +   Biểu   thức   trên   bé   hơn   không   trong  những trường hợp nào. + Giải bất phương trình tìm ra điều kiện  để ảnh là ảnh ảo.    ­ Giải phương trình k =  4. Tìm ra d1 và so  sánh với điều kiện ở trên để tìm ra kết quả  ­ Điều kiện: d1   40. cuối cùng.  ­ Tổng kết và chốt lại phương pháp chung   ­ Khi tử số và mẫu số trái dấu nhau.  để giải các bài tập về hệ thấu kính +   Lập   sơ   đồ   tạo   ảnh   của   vật   qua   hệ  thấu kính. + Áp dụng các công thức liên quan cho   ­ Ghi bài. mỗi khâu của sơ  đồ  và công thức chuyển   khâu để giải bài toán theo yêu cầu của đề.   Công thức thấu kính.  ­ Lắng nghe.   Mối liên hệ  giữa vai trò vật và  ảnh   của     Công thức tính độ  phóng đại của hệ  thấu kính.   Đối với hệ  thấu kính ghép sát nhau,  có thể sử dụng một thấu kính tương đương  có tiêu cự được xác định theo công thức: + Với bài toán có tham số, dựa theo yêu  cầu của đề bài để đặt phương trình mà các  giá trị d1,phải thỏa mãn để giải. Bài 2:   ­ Đọc đề và tóm tắt bài toán.  ­ Ghi bài.  ­ Yêu cầu HS mô tả hệ thấu kính.   ­  Hệ  gồm  hai  thấu kính  hội  tụ  ghép  sát  nhau. Thấu kính L1 dài gấp đôi thấu kính L2. 5
  6.  ­ Khi chùm tia tới từ S truyền đến hệ thấu   ­ Khi tia sáng truyền đến phần rìa của thấu  kính, quá trình tạo  ảnh qua hệ  diễn ra như  kính L1 thì cho tia ló khác. Còn khi tia sáng  thế nào? truyền đên phần ghép nhau giữa thấu kính  L1 và L2 thì sẽ cho tia ló khác.  ­ Điều đó chứng tỏ điều gì?   ­   Khi   tia   sáng   từ   vật  truyền   đến   hệ,   sẽ  xuất hiện hai ảnh.   ­ GV bổ  sung: Phần chập nhau giữa hai  thấu kính có thể xem như  là một thấu kính  tương đương.   ­ Yêu cầu HS nêu sơ  đồ  tạo  ảnh và công   ­ Trả lời thức thấu kính của hai quá trình. + Phần rìa của L1:   + Phần chập nhau của hai thấu kính:   ­ Thấu kính  tương đương L có tiêu cự:    = 20 (cm)  ­ Từ (1) và (2) ta có:    ­ Yêu cầu HS nêu công thức tính tiêu cự  của thấu kính tương đương.  ­ Hai ảnh của vật qua hệ sẽ không bao giờ  trùng nhau.   ­ Từ  hai biểu thức (1) và (2), hãy rút ra    ­ Dựa vào dấu của   nhận xét về  và    ­ Yêu cầu HS rút ra kết luận dựa trên mối   quan hệ giữa  và    ­ Trả lời:   ­ Nhận xét câu trả lời của HS và kết luận.   ­ Dựa vào đâu để  ta biết  ảnh là  ảnh thật  hay ảnh ảo?  ­ Biểu thức của  và   ­ Ảnh thật có dấu gì và ảnh ảo có dấu gì?     ­ Để  hai  ảnh cùng  ảo hoặc cùng thật thì  biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ    giữa  và là gì?  ­ Yêu cầu HS nêu biểu thức của  và  6
  7.  ­ Được xác định bằng số phóng đại.  ­ Dựa vào số phóng đại.  ­ Dựa vào biểu thức liên hệ  giữa  và tiến  hành giải bài toán.  ­ Trả lời:  ­ Kích thước của ảnh so vật được xác định  + Số phóng đại của ảnh : bằng giá trị nào?    ­ Làm thế  nào để  ta biết được hai  ảnh có  + Số phóng đại của ảnh :  kích thước khác nhau?     ­ Yêu cầu HS nêu công thức tính số phóng  đại của hai ảnh.  ­ Số phóng đại của hai ảnh khác nhau.   ­ Ta  lập tỉ  số  giữa  k1  và  k2.  Chúng  khác  nhau khi tỉ số giữa chúng khác 1.   ­ Để  hai  ảnh có kích thước khác nhau thì  số phóng đại của chúng như thế nào?  ­ Dựa vào cách nào để biết được số phóng  đại của hai ảnh khác nhau?  ­ Nhận xét và kết luận. Bài 3:    ­ Đọc đề bài tập.  ­ Ghi đề vào vở.  ­ Hướng dẫn cách giải và yêu cầu HS về  nhà hoàn thành bài giải. + Độ  lớn của  ảnh so với vật được xác   ­ Được xác định bởi số phóng đại. định bởi giá trị nào. + Vậy muốn độ  lớn của ảnh không thay   ­ Số phóng đại không đổi. đổi khi thay đổi vật thì độ  phóng đại phải  như thế nào? + Khi di chuyển vật AB lại gần hệ thấu     ­ Khi di chuyển vật AB lại gần hệ  thì d1  kính thì đại lượng nào thay đổi? thay đổi. +  Nhận xét: Bây  giờ,  bài  toán  có  d1  là  biến số  và a là thông số  cần xác định, k là  đại lượng không đổi.  7
  8. + Dựa vào các dữ  kiện của bài toán, hãy    ­ Thiết lập biểu thức có cả  ba đại lượng  nêu cách xác định a? trên. + Yêu cầu HS nêu biểu thức cần thiết  lập.   ­ Thiết lập biểu thức của độ  phóng đại k  có chứa a và d1. + Để  độ  phóng đại không đổi khi thay   ­ k không phụ thuộc vào d1. đổi vị  trí vật lại gần thấu kính thì k phải  như thế nào?  ­ Đưa ra đáp án: a = f1 + f2 = 20 (cm). Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà.    ­ Củng cố: Khi giải bài tập về  hệ  thấu  kính, cần lưu ý các vấn đề sau: + Nên thế  số   ở  biểu thức sau cùng để  tránh sai sót và dễ dàng tính toán. + Khi thay số  vào công thức, cần chú ý  đến dấu của đại lượng.  ­ Giao nhiệm vụ về nhà: + Giải lại các bài tập và giải bài 3. + Chuẩn bị bài “Mắt”. IV. Nội dung ghi bảng BÀI TẬP VỀ HỆ THẤU KÍNH Bài 1: Tóm tắt đề bài a, Vẽ hình. b, để ảnh là ảnh ảo cao gấp 4 lần vật. Bài giải a, ­ Sơ đồ tạo ảnh:  ­ Khi đặt AB tại F1 thì:    Ảnh  ở vô cực. ­  là vật đối với L2 và cách O2 một đoạn:   8
  9. ­ Vì  ở vô cùng nên ảnh  ở tiêu điểm ảnh của L2:   ­ Số phóng đại của ảnh qua hệ thấu kính:      ­ Ảnh cuối cùng  là ảnh ảo, cách thấu kính L2 một đoạn 10cm, cùng chiều với AB và  có độ lớn bằng một nửa AB. b, ­ Ta có: d1 là khoảng cách từ AB đến thấu kính L1. ­ Ảnh  cách O1 một đoạn:   ­ là vật đối với L2 và cách O2 một đoạn:  ­ Ảnh  cách O2 một đoạn:                           ­ Để vật AB cho ảnh  là ảnh ảo thì:          (*) ­ Vì ảnh cao gấp 4 lần vật nên:  So sánh với điều kiện (*), ta chọn d1 = 37,5 cm Bài 2: Tóm tắt đề bài   a, CMR: có hai ảnh của S tạo bởi hệ. b, d = ? để  cùng dấu.  CMR:     9
  10. Bài giải a, ­ Phần rìa của L1:         ­ Phần chập nhau của hai thấu kính:   + Sơ đồ tạo ảnh:   + Thấu kính  tương đương L có tiêu cự:    = 20 (cm) ­ Từ (1) và (2), ta có:  Suy ra hai ảnh sẽ không bao giờ trùng nhau. Vậy, với cùng vật S có vị trí d sẽ cho hai ảnh: ảnh qua phần không chung của thấu kính  lớn L1  và  ảnh qua phần chung của hai thấu kính (thấu kính ghép hay thấu kính tương  đương). b,   ­ Vị trí của :   ­ Vị trí của :   ­ Hai ảnh đều là thật khi và đều dương. Do d > 0 nên  > 0 khi d – 60 > 0   d > 60 (cm)   > 0 khi d – 20 > 0   d > 20 (cm) Vậy, khi d > 60cm thì cả hai ảnh đều thật. ­ Hai ảnh đều là ảo khi và đều âm. Lập luận tương tự, ta tìm được điều kiện         d 
  11. Bài 3: Tóm tắt đề bài:  để A2B2 không đổi khi AB lại gần thấu kính.  Bài giải: ­ Tìm a để ảnh cuối cùng có độ  lớn không đổi khi di chuyển vật: bây giờ  d1 là biến  số,   a là thông số phải xác định  ­ Ta có:       Suy ra:       và   ­ Số phóng đại: . ­ Muốn độ lớn của ảnh A2B2 không đổi khi ta di chuyển vật lại gần thấu kính, số phóng   đại k phải độc lập với d1. Muốn vậy, ta phải có:     (hệ vô tiêu)         IV. Rút kinh nghiệm 11
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2