THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
THẦY CƯỜNG PLEIKU
KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9
ĐỊA CHỈ: 74A VÕ TRUNG THÀNH
CHỦ ĐỀ: THẤU KÍNH HỘI TỤ
SĐT: 0989 476 642
ẢNH CỦA VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH HỘI TỤ
PHẦN I. LÝ THUYẾT
1. Thấu kính hội tụ
- Thấu kính là một khối trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa,…) được giới hạn bởi
hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong.
- Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa. Chùm sáng song
song đi qua thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm.
2. Các đặc điểm của thấu kính hội tụ
Δ
O
F'
F
- Thấu kính hội tụ được kí hiệu bằng một đoạn thẳng có mũi tên ở hai đầu như hình
vẽ. Trong đó:
+ O : Quang tâm của thấu kính (Trung điểm của đoạn thẳng)
Mọi tia sáng qua quang tâm đều truyền thẳng (không bị khúc xạ) + (đọc là delta): Trục chính của thấu kính hội tụ. Trục chính vuông góc với thấu kính tại quang tâm O . Chú ý: Những đường thẳng đi qua quang tâm O nhưng không vuông góc với thấu
kính thì được gọi là trục phụ của thấu kính. Một thấu kính có một trục chính và vô số
trục phụ.
'
+
;F F : Hai tiêu điểm chính của thấu kính nằm trên trục chính. (Chú ý: các tia
ló hội tụ tại đâu thì ở đó là tiêu điểm F )
'
f
OF OF
+
: Tiêu cự của thấu kính.
Page | 1
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
3. Đường đi của ba tia sáng đặc biệt
'F thì cho tia ló song song với trục chính.
+ Tia số 1 : Tia sáng đi qua quang tâm O thì tia ló truyền thẳng theo phương của tia
(2)
I
S
(1)
Δ
O
F'
F
(3)
S'
tới. + Tia số 2 : Tia sáng song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm F . + Tia số 3 : Tia sáng đi qua tiêu điểm
4. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ
- Giao điểm của các tia ló (hoặc các tia ló kéo dài) là ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội
tụ. Khi dựng ảnh, ta chỉ cần dùng hai trong ba tia đặc biệt. Thông thường ta sử dụng tia số 1 và tia số 2 .
OA OF
- Ta có hai trường hợp tổng quát đối với ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ: Cho vật AB dạng mũi tên đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, A
thì ảnh tạo bởi thấu
'
+ Ảnh thật: Khi vật đặt ngoài khoảng tiêu cự kính hội tụ hứng được trên màn chắn đặt phía sau thấu kính (hay ảnh tạo bởi
B
I
A'
Δ
O
F'
F
A
B'
giao điểm của các tia ló)
Page | 2
Nhận xét: Ảnh thật, ngược chiều với vật.
OA OF
thì ảnh tạo bởi thấu
'
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA + Ảnh ảo: Khi vật đặt trong khoảng tiêu cự kính hội tụ ảnh không hứng được trên màn chắn đặt phía sau thấu kính (hay
B'
B
I
Δ
O
A'
F'
A
F
ảnh tạo bởi giao điểm của các tia ló kéo dài)
Nhận xét: Ảnh ảo, cùng chiều với vật.
Chú ý: Các đường kéo dài và ảnh ảo phải vẽ bằng nét đứt. (nếu vẽ bằng nét liền thì bài
đó coi như sai, không có điểm nào!!!)
BẢNG CÁC TRƯỜNG HỢP TẠO ẢNH CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; f là tiêu cự của thấu kính
d
f 2
Vị trí của vật Tính chất của ảnh trước thấu kính
d
f 2
Ảnh thật ngược chiều và cao bằng vật
f
f
2
d
Ảnh thật ngược chiều và nhỏ hơn vật
f
Ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật
f
Ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật
Không cho ảnh
1 2 3 4 d 5 d 6 vật ở xa vô cùng Ảnh ngay tại tiêu điểm F
Page | 3
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
5. Công thức thấu kính hội tụ
Ta có thể dùng kiến thức “Tam giác đồng dạng” ở lớp 8 để chứng minh các công thức sau
a) Trường hợp ảnh thật
:
OA d
Đặt
' OA d
'
' OA OA d d
khoảng cách từ vật đến thấu kính. ' : khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. Chú ý: Khoảng cách từ ảnh đến vật
:
AB h
'
' A B
bằng
'
chiều cao vật. ' : h chiều cao ảnh.
B
I
A'
Δ
O
A
F'
F
B'
'
'
OAB
' OA B g g
.
90
f : OF OF tiêu cự của thấu kính.
và ' AOB A OB
do ' A A (đối đỉnh)
Xét
1
'
'
d d
h ' h
OA ' OA
AB ' A B
'
'
FOI
.
90
hay
và ' OFI A FB
do ' O A (đối đỉnh)
' FA B g g
Xét
2
'
'
'
'
OI ' A B
OF ' A F
AB ' A B OA OF
OF '
A F OA OF
OI AB
mà nên
'
'
Từ 1 và 2 ta có:
OA ' OA OA OF
d d
f
d
OF '
f
Page | 4
hay
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
B'
B
I
Δ
O
A'
F'
A
F
'
'
OAB
' OA B g g
.
90
b) Trường hợp ảnh ảo
và ' AOB A OB
do ' A A (góc chung)
1
'
'
Xét OA ' OA
AB ' A B
d d
h ' h
'
'
FOI
.
90
hay
và ' OFI A FB
do ' O A (góc chung)
' FA B g g
2
'
'
'
'
Xét OI ' A B
OF ' A F
AB ' A B OA OF
OF '
A F OA OF
OI AB
mà nên
'
'
Từ 1 và 2 ta có:
d d
f
d
OA ' OA OA OF
f
OF '
Page | 5
hay
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 4 ĐÁP ÁN
Câu 1. Khi cho chùm sáng song song chiếu tới thấu kính hội tụ thì chùm tia ló là chùm sáng
A. phân kì. B. hội tụ. C. song song. D. loe rộng.
Câu 2. Thấu kính hội tụ có đặc điểm
A. phần rìa dày hơn phần giữa. B. phần rìa mỏng hơn phần giữa.
C. hai mặt bên là hai mặt phẳng. D. hai mặt bên lõm vào trong.
Câu 3. Tia tới đi qua quang tâm của thấu kính hội tụ cho tia ló
A. đi qua tiêu điểm. B. song song với trục chính.
C. truyền thẳng theo phương của tia tới. D. có đường kéo dài đi qua tiêu điểm.
Câu 4. Tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho tia ló
A. đi qua điểm giữa quang tâm và tiêu điểm.
B. song song với trục chính.
C. truyền thẳng theo phương của tia tới.
D. đi qua tiêu điểm.
Câu 5. Tia tới đi qua tiêu điểm của thấu kính hội tụ cho tia ló
A. truyền thẳng theo phương của tia tới.
B. đi qua điểm giữa quang tâm và tiêu điểm.
C. song song với trục chính.
D. có đường kéo dài đi qua tiêu điểm.
Câu 6. Tiêu điểm của thấu kính hội tụ có đặc điểm
A. là một điểm bất kỳ trên trục chính của thấu kính.
B. mỗi thấu kính chỉ có một tiêu điểm ở sau thấu kính.
C. mỗi thấu kính chỉ có một tiêu điểm ở trước thấu kính.
D. mỗi thấu kính có hai tiêu điểm đối xứng nhau qua quang tâm của thấu kính.
Câu 7. Chùm tia sáng đi qua thấu kính hội tụ mô tả hiện tượng
A. Truyền thẳng ánh sáng. B. Tán xạ ánh sáng.
C. Phản xạ ánh sáng. D. Khúc xạ ánh sáng.
Câu 8. Trục chính của thấu kính hội tụ là đường thẳng
A. đi qua quang tâm và vuông góc với thấu kính.
B. đi qua hai tiêu điểm của thấu kính .
C. bất kỳ đi qua quang tâm của thấu kính.
D. đi qua một tiêu điểm và song song với thấu kính.
Câu 9. Chùm tia ló của thấu kính hội tụ có đặc điểm là
A. chùm song song. B. lệch về phía trục chính so với tia tới.
D. phản xạ ngay tại bề mặt của thấu kính.
C. lệch ra xa trục chính so với tia tới. Câu 10. Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ sẽ cho ảnh thật khi
A. vật nằm trong khoảng tiêu cự. B. vật nằm trên tiêu điểm.
Page | 6
C. vật nằm ở vị trí bất kì. D. vật nằm ngoài khoảng tiêu cự.
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
Câu 11. Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ sẽ cho ảnh thật khi
A. vật nằm trong khoảng tiêu cự. B. vật nằm trên tiêu điểm.
C. vật nằm ở vị trí bất kì. D. vật nằm ngoài khoảng tiêu cự.
Câu 12. Ảnh thật tạo bởi thấu kính hội tụ luôn có đặc điểm
B. lớn bằng vật. A. lớn hơn vật.
D. ngược chiều với vật. C. cùng chiều với vật.
CÂU HỎI ĐÚNG – SAI
'
Đánh dấu vào lựa chọn của em.
f 12 cm và vật AB dạng mũi tên được
OF OF Câu 1. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự đặt vuông góc với trục chính của thấu kính A
a) Vật AB đặt ở vị trí bất kì trước thấu kính hội tụ đều cho ảnh ảo.
đúng; sai
b) Vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 10 cm thì cho ảnh ảo.
đúng; sai
c) Vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 15 cm thì cho ảnh thật.
đúng; sai
d) Ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ luôn luôn cùng chiều và lớn hơn vật.
đúng; sai
Câu 2. Cho thấu kính hội tụ. Xác định tính đúng – sai của các phát biểu sau
a) Vật liệu chế tạo thấu kính hội tụ thường là nhựa trong hoặc thủy tinh.
đúng; sai
b) Tia tới qua quang tâm thì tia ló bị khúc xạ.
đúng; sai
c) Tia tới song song với trục chính thì cho tia ló đi qua tiêu điểm.
đúng; sai
d) Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
đúng; sai
Câu 3. Cho một điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ
a) Ảnh của điểm sáng S hiện rõ trên màn chắn đặt phía sau thấu kính là ảnh thật.
đúng; sai
b) Ảnh của điểm sáng S là ảnh không hứng được trên màn chắn đặt phía sau thấu
kính. Chỉ có thể nhìn thấy khi nhìn qua thấu kính.
Page | 7
đúng; sai
'S .
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA c) Khi điểm sáng S nằm trùng với tiêu điểm thì không tồn tại ảnh
đúng; sai
d) Khi điểm sáng S ở rất ra thấu kính thì sẽ cho ảnh ảo nằm ngay trên tiêu điểm.
'
đúng; sai
f 48 cm và vật AB dạng mũi tên được
OF OF Câu 4. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự đặt vuông góc với trục chính của thấu kính A
a) Thấu kính cho ảnh thật cao bằng vật khi vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 96 cm .
đúng; sai
b) Thấu kính cho ảnh ảo ngược chiều với vật khi vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 40 cm .
đúng; sai
c) Thấu kính cho ảnh thật cùng chiều với vật khi vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 50 cm .
đúng; sai
d) Thấu kính cho ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật khi vật AB đặt cách thấu kính một khoảng 60 cm .
Page | 8
đúng; sai
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
'
TỰ LUẬN
A . Vẽ ảnh của AB trong các trường hợp sau
f 4 cm và vật AB dạng mũi tên được đặt
OA d
2
cm
OA d
6
cm
OA d
8
cm
Câu 1. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự vuông góc với trục chính của thấu kính OF OF
f
24
cm
a) ; b) ; c) ;
Câu 2. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự . Điểm A
'
nằm trên trục chính.
36
OA d
a) Hãy dựng ảnh
'A B của AB và nhận xét đặc điểm của ảnh trong hai trường hợp cm
OA d
12
cm
- Đặt vật cách thấu kính một khoảng
- Đặt vật cách thấu kính một khoảng
b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và khoảng cách từ ảnh đến vật trong hai
trường hợp trên.
Câu 3. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm , vật AB đặt cách thấu kính 60 cm và có chiều
cao 20 cm .
f
25
cm
a) Vẽ ảnh của vật qua thấu kính? Nhận xét tính chất của ảnh?
d
50
cm
b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh. Câu 4. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự , cách thấu
kính một khoảng .
a) Xác định vị trí và tính chất của ảnh bằng phép dựng hình.
'
b) Chứng minh rằng chiều cao của ảnh và vật bằng nhau.
'A B
Câu 5. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự 42 cm , thì thấy ảnh
của AB là ảnh thật và cao gấp 2 lần vật. Hãy xác định vị trí của ảnh và vật so với thấu kính
bằng phép dựng hình – nêu rõ các bước vẽ. Câu 6. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự 20 cm , điểm A nằm trên
trục chính, cách thấu kính 30 cm . Hãy xác định vị trí, tính chất của ảnh bằng phép dựng hình
– nêu rõ các bước vẽ. Câu 7. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự f và cách thấu kính 40 cm
1 2
thì thu được ảnh thật cao bằng vật.
a) Xác định vị trí và tính chất của ảnh bằng phép dựng hình.
b) Tính tiêu cự của thấu kính và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.
Câu 8. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính 28cm thì thu
được ảnh thật cách vật 49 cm .
a) Xác định vị trí và tính chất của ảnh bằng phép dựng hình.
f
16
cm
b) Tính tiêu cự của thấu kính.
'
. Nhìn qua
'
'A B là ảnh thật hay ảnh ảo? Vì sao? Dựng hình.
Câu 9. Đặt vật AB vuông góc với trục chính của một TKHT có tiêu cự 'A B cao gấp 2 lần vật AB . thấu kính ta thấy ảnh
'OA )
Page | 9
a) Hãy cho biết ảnh b) Xác định vị trí của vật và của ảnh? (Tìm OA và
'
'A B cao bằng vật
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA
'
Câu 10. Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một TKHT cho ảnh thật và cách vật 100 cm . Tính tiêu cự của thấu kính.
'
'A B cách thấu kính 20 cm . 'A B là ảnh thật hay ảnh ảo? Tính tiêu cự của thấu kính? a) Hỏi ảnh b) Dịch chuyển vật lại gần thấu kính thêm 15cm . Tìm độ dịch chuyển của ảnh?
'
Câu 11. Vật AB đặt cách TKHT 55cm thì ảnh
A . Ảnh
AB .
'
Câu 12. Một vật sáng AB hình mũi tên cao 6 cm đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính 'A B qua thấu kính ngược chiều với AB và có chiều cao bằng 2 3
'A B cách thấu kính 18cm . Vẽ hình và tính tiêu cự của thấu kính
a) Cho biết ảnh
b) Người ta di chuyển vật AB một đoạn 5cm lại gần thấu kính (điểm A vẫn nằm trên
trục chính) thì ảnh của AB qua thấu kính lúc này thay đổi như thế nào? Vẽ lại hình và
'
tính độ lớn của ảnh lúc sau, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.
'A B là ảnh của AB qua thấu kính
Câu 13. Cho AB là vật sáng đặt trước một thấu kính và
'
như hình vẽ
'A B có tính chất gì? Thấu kính đã cho là thấu kính gì? Vì sao?
a) Ảnh
b) Trình bày cách vẽ để xác định vị trí của: Quang tâm, trục chính, thấu kính và hai
'
tiêu điểm.
'A B có độ cao bằng 3AB
c) Giả sử vật AB cao 4 cm , đặt cách thấu kính 10 cm thì ảnh
B'
B
A'
A
. Tính tiêu cự của thấu kính.
Câu 14. Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 2 cm được đặt vuông góc với trục chính của
một thấu kính hội tụ có tiêu cự 24 cm , điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một
khoảng 36 cm .
a) Vẽ hình và nêu nhận xét về ảnh thu được.
b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh. c) Dịch chuyển vật lại gần thấu kính một đoạn 16 cm , vẽ hình và tính chiều cao của
Page | 10
ảnh lúc này.
'
'A B
THẦY CƯỜNG PLEIKU – DẠY KÈM TOÁN – LÝ – HÓA Câu 15. Cho vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính thì thu được ảnh
1 2
ngược chiều và có độ lớn bằng vật như hình vẽ
a) Xác định vị trí của thấu kính và hai tiêu điểm bằng phép vẽ (Nêu rõ các bước vẽ) b) Biết thấu kính đã cho có tiêu cự 12 cm . Tính khoảng cách từ vật đến thấu kính.
c) Di chuyển vật AB lại gần thấu kính một đoạn bao nhiêu cm để thu được một ảnh
B
A'
A
B'
thật có độ lớn bằng với vật?
Câu 16. Vật thật AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm . Khoảng cách từ vật đến thấu kính là OA d . Hãy xác định vị trí, tính
cm
cm
20
10
30
d
d
d
chất, chiều và độ lớn ảnh và vẽ hình đúng tỉ lệ trong các trường hợp sau: cm b) a) c) . . .
Câu 17. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm . Xác định tiêu cự của thấu kính. Biết qua thấu kính, vật AB cho ảnh
a) cùng chiều và cao gấp 3 lần vật. b) ngược chiều và cao gấp 3 lần vật.
AB h
5
cm
Câu 18. Người ta dùng một màn ảnh để thu ảnh của một ngọn nến qua một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm . Nến đặt vuông góc với trục chính, để thu được ảnh trên màn cao gấp 5 lần
vật thì ngọn nến đặt cách thấu kính bao nhiêu? Câu 19. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6 cm . Vật sáng là một đoạn thẳng đặt
'
vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh ở trên màn cách vật 25cm . Xác định vị trí vật và
'A B .
f
20
cm
độ cao ảnh
'
Câu 20. Thấu kính hội tụ có tiêu cự . Vật thật AB trên trục chính, vuông góc với
'A B cách vật 18 cm . Xác định vị trí của vật và ảnh, chiều cao ảnh.
Page | 11
trục chính có ảnh
