Trang Chủ

» Tài Liệu Phổ Thông

» Bài tập SGK

Giải bài 1,4 trang 195 SGK Vật lý 11

Chia sẻ: Guigio | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với những hướng dẫn chi tiết của tài liệu sẽ giúp các em học sinh biết cách giải các bài toán về hệ thấu kính SGK Vật lý 11 trang 195 một cách nhanh chóng và hiệu quả. Để hoàn thành tốt bài tập và đạt kết quả cao trong học tập, mời các em cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải bài 1,4 trang 195 SGK Vật lý 11

A. Tóm tắt lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính

I. Đặt vấn đề:

Khi dạy Vật lý lớp 11 ban KHTN phần thấu kính, phân phối chương trình chỉ cho một tiết bài tập về lăng kính và thấu kính mỏng (Bài 49- tiết 75) học sinh chỉ có thể giải được những bài tập cơ bản về lăng kính và thấu kính. Với các bài tập về hệ thấu kính, học sinh thường lúng túng chưa tìm ra một phương pháp giải tổng quát thì làm sao các em có thể tự giải được gần 40 bài toán các dạng trong sách bài tập?

Mặt khác, khi học đến chương "Mắt và các dụng cụ quang" thì mắt, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn ... đều có cấu tạo phức tạp gồm nhiều bộ phận: nhiều thấu kính(gương) ghép với nhau tạo thành một hệ quang học. Để giải được các bài toán này, mấu chốt vấn đề là giải bài toán quang hệ mà chủ yếu là hệ thấu kính.

"Giải toán về hệ thấu kính" là phần bài tập mà học sinh thường gặp khó khăn, cần tư duy và vận dụng kiến thức toán học nhiều. Với học sinh khá, giỏi thì bớt khó khăn, song với bộ phận học sinh có hạn chế về tư duy và kỹ năng tính toán thì hầu như các em không làm được dạng toán tổng hợp này. Vậy yêu cầu đặt ra với người thày dạy vật lý phải "hóa giải" dạng toán này, giúp các em có một phương pháp giải chung , hiệu quả, đặt nền móng cho việc tiếp thu kiến thức chương sau.

Bằng vốn kiến thức và kinh nghiệm luyện thi học sinh giỏi nhiều năm tôi mạnh dạn trao đổi với đồng nghiệp chuyên đề này.

II. Phương pháp giải bài toán về hệ thấu kính:

1/. Giải bài toán hệ quang học nói chung (hệ thấu kính nói riêng) bao gồm hai bước:

- Bước 1: Lập sơ đồ tạo ảnh.

- Bước 2: Áp dụng các công thức liên quan cho mỗi khâu của sơ đồ để giải bài toán theo yêu cầu của đề.

2/. Các kiến thức liên quan:

+ Công thức thấu kính:

+ Xác định số phóng đại ảnh:

K_hệ = K₁.K₂ =

+ Độ tụ của hệ 2 thấu kính mỏng đồng trục ghép sát:

D = D₁+D₂ hay .

Đặc điểm ảnh của vật AB tạo bởi hệ 2 thấu kính ghép là đặc điểm ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính tương đương.

+ Nguyên lý thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

Nếu ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó (nếu ánh sáng từ môi trường (1) sang môi trường (2) theo đường AIA' thì cũng truyền theo chiều A'IA từ môi trường (2) sang môi trường (1)

3. Phương pháp giải

Bước 1:

a. Hệ 2 thấu kính đồng trục ghép cách nhau một đoạn l:

Giả sử vật thật AB đặt trên trục chính của hệ 2 thấu kính đồng trục L₁ và L₂ trước L₁,cho ảnh A'₁B'₁, ảnh này coi là vật đối với L₂

Nếu A'₁B'_1: Ở trước L₂ thì đó là vật thật

Nếu A'₁B'_1:Ở sau L₂ thì đó là vật ảo (không xét)

Thấu kính L₂ cho ảnh A'₂B'₂ của vật A'₁B'_1.Vậy A'₂B'₂ là ảnh cuối cùng qua hệ

Vậy A'₂B'₂là ảnh sau cùng của AB qua hệ thấu kính.

Tóm tắt theo sơ đồ:

b. Hệ 2 thấu kính đồng trục ghép sát nhau:

Với hệ này có 2 cách:

+ Lập sơ đồ như hệ 2 thấu kính đồng trục ghép cách nhưng khoảng cách L₁đến L₂ là l = 0

+ Hoặc dùng thấu kính tương đương là tiện lợi

Giả sử vật thật AB trên trục chính của hệ 2 thấu kính đồng trục L₁ và L₂ ghép sát tương tự mục (a) ta có sơ đồ tạo ảnh

AB A'₁B'₁A'₂B'₂

Khi áp dụng công thức về thấu kính để giải chỉ cần nhớ l là khoảng cách 2 thấu kính luôn bằng 0: d'₁+ d₂ = 0 => d₂ = -d'₁

Ta có: Và

Mà ta luôn có d₂ = -d₁^/ => Suy ra:

+ Nhận thấy 2 thấu kính f₁, f₂ ghép sát tương ứng với hệ thấu kính có tiêu cự f: hay D₁ + D₂ = D

Lúc này ta có sơ đồ tạo ảnh

Bước 2: Thực hiện tính toán

Nội dung khảo sát của 1 hệ thấu kính rất đa dạng, nhưng nhìn chung thường gặp 3 yêu cầu chính:

(1). Xác định các đặc điểm của ảnh sau cùng.

(2). Xác định các đặc điểm cấu tạo của hệ

(3). Tìm điều kiện để hệ cho ảnh ảo, ảnh thật, 2 ảnh, 1 ảnh duy nhất.

Để giải đáp được 3 yêu cầu này, học sinh cần lưu ý đến 3 kết quả sau:

+ Ảnh A'₁B'₁ qua L₁ được xác định bởi d'₁

Khi A'₁B'₁ đóng vai trò vật với L₂thì đặc điểm của nó được xác định bởi d₂, trong mọi trường hợp, ta luôn có d'₁ + d₂ = l hay d₂ = l – d'₁ (l: k/c 2 thấu kính)

+ Số phóng đại ảnh sau cùng được xác định bởi:

Khi học sinh hiểu và nắm được các bước giải trước mỗi yêu cầu bài toán thì việc phân tích bài toán hệ thấu kính đã xong, chỉ còn là khâu tính toán vấn đề phức tạp đã được "hóa giải", phương pháp này còn vận dụng để giải các bài tập về mắt khi đeo kính sát hoặc không sát mắt (đó là hệ thấu kính ghép sát hoặc ghép cách quãng), bài tập về kính lúp (đó là hệ thấu kính ghép cách quãng), bài tập về kính hiển vi, kính thiên văn ... (hệ thấu kính).

+ Hệ vô tiêu: ảnh cuối cùng A'₂B'₂ có độ lớn không đổi khi ta di chuyển vật lại gần thấu kính:l = f₁ + f₂ (chú ý: f₁, f₂ có giá trị đại số :dương với thấu kính hội tụ, âm với thấu kính phân kỳ)

B. Ví dụ minh họa Giải bài toán về hệ thấu kính

Ví dụ:

Cho một thấu kính │f│=40cm, có hai vật AB và CD cùng vuông góc với trục chính ở hai bên của thấu kính và cách nhau 90cm. Qua thấu kính ta thấy ảnh của AB và CD nằm cùng một vị trí. Xác định:

a).Tính chất của hai ảnh.

b). Loại thấu kính đang dùng.

c). Khoảng cách từ AB và CD tới thấu kính.

d).Vẽ hình.

Giải:

* Sơ đồ tạo ảnh:

a)Tính chất hai ảnh:

+ Trường hợp 1: nếu hai ảnh cùng là thật thì hai ảnh ở khác phía với vật đối với thấu kính=> chúng ở khác phía nhau so với thấu kính, điều đó trái với giả thiết =>loại.

+ Trường hợp 2: : nếu hai ảnh cùng là ảo thì hai ảnh ở cùng phía với vật đối với thấu kính=> chúng ở khác phía nhau so với thấu kính, điều đó trái với giả thiết =>loại.

Vì vậy hai ảnh sẽ phải có một ảnh ảo và một ảnh thật.

b) Loại thấu kính: