BÀI 8. THẤU KÍNH
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 8. THẤU KÍNH
Mở đầu
Mở đầu
Mở đầu
Thấu kính có trong các dụng cụ quen thuộc như ống nhòm, kính lúp, kính hiển vi hay trong chính mắt của chúng ta. Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như thế nào?
Ảnh
Trả lời
Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật có đặc điểm như: ảnh ảo, ảnh thật, ảnh ngược chiều vật, ảnh cùng chiều vật, ảnh lớn hơn vật, ảnh nhỏ hơn vật.
Cấu tạo thấu kính và phân loại
Cấu tạo thấu kính và phân loại
Cấu tạo thấu kính và phân loại
- Thấu kính là một khối đồng chất trong suốt (thủy tinh, nhựa, …) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng.
Ảnh
Có hai loại thấu kính
- Có hai loại thấu kính: + Thấu kính rìa mỏng (có phần rìa thấu kính mỏng hơn phần giữa) là thấu kính hội tụ, khi chiếu chùm sáng song song qua thấu kính ta thu được chùm tia ló hội tụ. + Thấu kính rìa dày (có phần rìa thấu kính dày hơn phần giữa).
Ảnh
Ảnh
Hoạt động
Hoạt động
1. Quan sát để nhận ra độ dày, mỏng ở rìa so với phần giữa các thấu kính có trong phòng thí nghiệm, phân loại chúng thành thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì. 2. Ống kính máy ảnh có cấu tạo gồm nhiều thấu kính nhằm mục đích để thu được hình ảnh chất lượng rõ nét. Hình 8.4 mô tả hệ thống gồm các thấu kính ((1), (2), (3), (4)) trong ống kính của một máy ảnh. Hãy chỉ rõ đâu là thấu kính hội tụ và đâu là thấu kính phân kì trong hệ thống này.
Ảnh
Trả lời
Trả lời
1. - Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa là thấu kính hội tụ. - Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì. 2. - Thấu kính (1), (4) là thấu kính hội tụ. - Thấu kính (2), (3) là thấu kính phân kì.
Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính
Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính
Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính
- Quang tâm O của thấu kính là mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. - Trục chính của thấu kính là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với tiết diện thẳng của thấu kính. - Tiêu điểm chính của thấu kính F: + Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính đối với thấu kính hội tụ. + Đường kéo dài của chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính đối với thấu kính phân kì. - Tiêu cự của thấu kính (OF = f) là khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F của thấu kính.
Ảnh
Câu hỏi
Câu hỏi
Hãy chỉ ra đâu là trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính của các thấu kính trong Hình 8.3.
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Ảnh
Đường truyền của tia sáng qua thấu kính
Hoạt động
Hoạt động
Thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua thấu kính Chuẩn bị: - Nguồn sáng; - Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì. Tiến hành: - Bố trí thí nghiệm như Hình 8.6 với thấu kính hội tụ. - Lần lượt chiếu tia sáng song song với trục chính tới thấu kính; tia sáng qua quang tâm O của thấu kính. - Quan sát tia ló trong mỗi trường hợp (Hình 8.6a, b, c) và rút ra nhận xét. - Lặp lại thí nghiệm trên với thấu kính phân kì
Ảnh
Thực hiện các yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:
Thực hiện các yêu cầu và trả lời câu hỏi sau: 1. Biểu diễn đường đi của tia sáng qua thấu kính bằng hình vẽ. 2. Đường đi của các tia sáng tới quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính có đặc điểm gì?
Trả lời
Trả lời
1. 2. - Tia sáng đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng. - Tia sáng song song với trục chính cho tia ló hội tụ tại tiêu điểm chính.
Ảnh
Đường truyền của tia sáng qua thấu kính
Đường truyền của tia sáng qua thấu kính
- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng về trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ trở thành chùm sáng hội tụ.
Ảnh
Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì
- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng ra xa trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính phân kì trở thành chùm sáng phân kì.
Ảnh
Hoạt động
Hoạt động
Hãy phân tích tương tự và giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì (Hình 8.8).
Ảnh
Trả lời
Trả lời
Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng ra xa trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính phân kì trở thành chùm sáng phân kì.
Câu hỏi
Câu hỏi
So sánh độ lệch của tia sáng ở gần rìa thấu kính với tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
Trả lời
Trả lời
Tia sáng ở gần rìa thấu kính lệch hơn tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính
Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính
Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính
Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ: - Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới. - Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm. - Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
Cách vẽ ảnh tạo bởi thấu kính
Cách vẽ ảnh tạo bởi thấu kính
Để vẽ ảnh của một điểm sáng S nằm ngoài trục chính (nguồn sáng rất nhỏ) qua thấu kính, ta thường xét các tia sáng sau đây: - Tia sáng từ S tới quang tâm O của thấu kính thì truyền thẳng. - Tia sáng từ S song song với trục chính của thấu kính thì tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm chính F. Giao điểm S’ của chùm tia ló (hoặc đường kéo dài của chùm tia ló) tương ứng với chùm tia tới xuất phát từ S chính là ảnh của S.
Ảnh
Hoạt động
Hoạt động
1. Hãy dựng ảnh S’ của điểm sáng S ở Hình 8.10 vào vở. 2. Hãy chứng tỏ rằng điểm sáng đặt trên trục chính cũng cho ảnh nằm trên trục chính. 3. Ảnh S’ trong từng trường hợp ở Hình 8.10 là thật hay ảo?
Ảnh
Trả lời
Trả lời
1. Hình 8.10 a: Hình 8.10 b: Hình 8.10 c: 2. Nếu S nằm trên trục chính thì kẻ đường đi qua quang tâm O là trục chính mà S’, O, S thẳng hàng nên S’cũng nằm trên trục chính. 3. Ảnh S’ trong Hình 10.8 a là ảnh thật, Hình 10.8 b và hình 10.8 c là ảnh ảo.
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Dựng ảnh của một vật qua thấu kính
Dựng ảnh của một vật qua thấu kính
Để dựng ảnh của một vật nhỏ, phẳng AB đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính của thấu kính, ta làm như sau: - Sử dụng tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính xuất phát từ B. Điểm B là điểm sáng trên vật nằm ngoài trục chính. Giao điểm của hai tia ló là ảnh B’ của điểm B. - Từ B’ hạ vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A’, ta thu được ảnh A’B’ của vật. - Ảnh của vật qua thấu kính phân kì: - Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ: Quy ước: Ảnh thật được biểu diễn bằng mũi tên nét liền, ảnh ảo được biểu diễn bằng mũi tên nét đứt.
Ảnh
Ảnh
Hoạt động
Hoạt động
1. Vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính. Gọi d là khoảng cách từ vật đến quang tâm thấu kính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB ứng với các trường hợp d>f và d Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1. 2. Vẽ ảnh của một vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f trong các trường hợp d>f và d
Ảnh
Ảnh
Trả lời
Trả lời
1. - Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1. Chú ý: Với trường hợp d > 2f thì ảnh nhỏ hơn vật.
Ảnh
Ảnh
Ảnh
2
2. - Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.2.
Ảnh
Ảnh
Hoạt động
Hoạt động
Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm như Hình 8.12: - Đèn chiếu sáng (1); - Vật sáng bằng kính mờ hình chữ F (2); - Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì (3); - Màn chắn (4); - Giá quang học (5); - Nguồn điện và dây nối (6).
Tiến hành
Tiến hành: Thí nghiệm 1. - Bố trí thí nghiệm như Hình 8.12. - Đặt vật ở vị trí d > f. - Từ từ dịch chuyển màn chắn cho đến khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn chắn. - Nhận xét đặc điểm ảnh của vật. - Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp d < f và rút ra nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong trường hợp đó. Trả lời các câu hỏi sau: 1. Đặt vật trong khoảng nào thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? 2. Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách nào? Ảnh ảo có hứng được trên màn chắn không?
Thí nghiệm 2
Thí nghiệm 2. - Thay thấu kính hội tụ bằng thấu kính phân kì. - Đặt vật ở các vị trí d > f và d < f. Đặt mắt quan sát ảnh của vật qua thấu kính. Thực hiện các yêu cầu sau: 1. Hãy cho biết ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có gì giống và khác nhau. 2. Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Trả lời
Trả lời
Thí nghiệm 1: 1. Đặt vật trong khoảng d thỏa mãn 2f > d > f thì ảnh sẽ hứng được trên màn chắn, ảnh đó là ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật. Nếu di chuyển vật ra vị trí cách thấu kính hội tụ một khoảng d > 2f thì thu được ảnh thật, ngược chiều vật và nhỏ hơn vật. 2. Muốn nhìn được ảnh ảo thì chúng ta sẽ nhìn qua thấu kính. Ảnh ảo không hứng được trên màn chắn.
Thí nghiệm 2
Thí nghiệm 2: 1. 2. Các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì: - Cách 1: Phân biệt qua hình dạng + Nếu phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa thì đó là thấu kính hội tụ + Nếu phần rìa ngoài dày hơn phần chính giữa thì đó là thấu kính phân kì.
Ảnh
Cách 2,3
- Cách 2: Quan sát đường truyền tia sáng qua thấu kính Chiếu một chùm sáng song song vào thấu kính nếu các tia ló hội tụ tại 1 điểm trên trục chính thì đây là thấu kính hội tụ. - Cách 3: Hứng ảnh trên màn chắn Cho một vật bất kì đặt trước thấu kính ở nhiều vị trí, nếu không hứng được ảnh trên màn chắn thì đó là thấu kính phân kì (vì thấu kính phân kì luôn tạo ảnh ảo).
Cảm ơn
Cảm ơn
Ảnh