Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024

3. Vật là đoạn thẳng AB vuông góc trục chính,A ở trên trục chính thì vẽ ảnh B/ của B sau đó hạ đường vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A’B­’.

IV- VỊ TRÍ VẬT - ẢNH

- Với thấu kính hội tụ:

+ vật thật chỉ cho ảnh ảo nếu trong khoảng OF, còn lại cho ảnh thật, ảnh thật thì ngược chiều, còn ảo thì cùng chiều.

+ về độ lớn của ảnh: độ lớn ảnh tăng dần đến $\infty $ rồi giảm.

V- TIÊU CỰ - MẶT PHẲNG TIÊU DIỆN

- Tiêu cự: | f | = OF

Quy ước: Thấu kính hội tụ thì f > 0, thấu kính phân kỳ thì f < 0.

- Tiêu diện:

+ Tiêu diện vật: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật

+ Tiêu diện ảnh: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh

- Tiêu điểm phụ:

+ Các tiêu điểm vật phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện vật vuông góc với trục chính tại F.

+ Các tiêu điểm ảnh phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện ảnh vuông góc với trục chính tại F’.

VI- ĐỘ TỤ

- Độ tụ của thấu kính: \(D = \frac{1}{f}\)

Đơn vị: trong hệ SI, đơn vị của độ tụ là điôp, tiêu cự f tính bằng mét.

Với thấu kính hội tụ \(D > 0\) , thấu kính phân kì \(D < 0\)

- Công thức độ tụ tính theo bán kính hai mặt cầu: \({\bf{D}}{\rm{ }} = \frac{1}{f} = (\frac{n}{{{n_{mt}}}} - 1)(\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}})\)

Quy ước: mặt cầu lồi thì $R > 0$, mặt cầu lõm thì $R, mặt phẳng thì $R = \infty $.

VII- CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH: VẬT THẬT, ẢO

- Quy ước: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\overline {OA} = d}\\{\overline {OA'} = d'}\\{\overline {OF'} = f}\end{array}} \right.\)

+ Vật thật thì d > 0

+ Vật ảo thì d < 0

+ Ảnh thật thì d’ > 0

+ Ảnh ảo thì d’ <0

- Công thức về vị trí ảnh - vật : \(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\)

- Công thức về độ phóng đại ảnh của vật qua thấu kính: \(k = - \frac{{d'}}{d} = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }}\)

Trong đó:

+ k > 0: thì ảnh và vật cùng chiều, trái tính chất thật, ảo.

+ k < 0: thì ảnh và vật ngược chiều, cùng tính chất thật, ảo.

- Hệ quả: \(d' = \frac{{d.f}}{{d - f}} ; d = \frac{{d'.f}}{{d' - f}} ;f = \frac{{d.d'}}{{d + d'}} ; k = - \frac{{d'}}{d} = \frac{f}{{f - d}} = \frac{{f - d'}}{{ f}}\)

- Công thức khoảng cách vật và ảnh: \({\bf{L}} = \left| {{\bf{d}} + {\bf{d}}'} \right|\)

Trong đó:

+ nếu vật thật qua thấu kính cho ảnh thật thì L > 0

+ nếu vật ảo qua thấu kính cho ảnh ảo thì L < 0

- Tỉ lệ về diện tích của vật và ảnh: \(S = {\left( {\frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }}} \right)^2} = {k^2}\)

- Nếu vật AB tại hai vị trí cho hai ảnh khác nhau A1B1 và A2B2 thì: (AB)2 = (A1B1)2.(A2B2)2

- Điều kiện để vật thật qua thấu kính cho ảnh thật là: L ³ 4.f

- Vật AB đặt cách màn một khoảng L, có hai vị trí của thấu kính cách nhau l sao cho AB qua thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì tiêu cự thấu kính tính theo công thức: \(f = \frac{{{L^2} - {l^2}}}{{ 4.L}}\)

- Nếu có các thấu kính ghép sát nhau thì công thức tính độ tụ tương đương là: \(D = {D_1} + {D_2} + ...\)

Các khái niệm cơ bản của thấu kính

  • Quang tâm O: là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.
  • Trục chính của thấu kính: là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.
  • Tiêu điểm của thấu kính: là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.
  • Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính
  • Tiêu diện: là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính.

Các tia đặc biệt qua thấu kính hội tụ

  • Tia tới song song với trục chính → tia ló đi qua tiêu điểm chính (tia số 1)
  • Tia tới đi qua quang tâm → tia ló truyền thẳng (tia số 2)
  • Tia tới đi qua tiêu điểm của thấu kính → tia ló song song với trục chính (tia số 3)

Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng)

Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Hình ảnh chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng hội tụ tại một điểm → thấu kính rìa mỏng còn được gọi là thấu kính hội tụ
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Hình minh họa cách tạo ảnh qua thấu kính hội tụ
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Cách vẽ ảnh qua thấu kính hội tụ
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Tính chất ảnh qua thấu kính hội tụ

Thấu kính phân kỳ (thấu kính rìa dày)

Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Hình ảnh chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa dày bị phân tách ra → thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kì
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Hình minh họa cách tạo ảnh qua thấu kính phân kì
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Ảnh của vật sáng đặt vuông góc với trục chính của thấu kinh phân kỳ
Bài toán thấu kính hội tị lớp 11 năm 2024
Tính chất ảnh qua thấu kính phân kì

Công thức liên hệ giữa vị trí của vật, vị trí của ảnh và tiêu cự của thấu kính

\[\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d’}\]

Công thức số phóng đại của thấu kính

\[|k| = \dfrac{A’B’}{AB}\]

\[k = \dfrac{-d’}{d}=\dfrac{f}{f-d}=\dfrac{f-d’}{f}\]

Công thức tính độ tụ của thấu kính

\[D=\dfrac{1}{f}=(n-1)(\dfrac{1}{R_{1}}+\dfrac{1}{R_{2}})\]

Trong đó:

  • n: chiết suất của chất làm thấu kính
  • R1; R2: bán kính của các mặt cong (R = ∞ cho trường hợp mặt phẳng) (m)
  • D: độ tụ của thấu kính (dp đọc là điốp)
  • f: tiêu cự của thấu kính (m)
  • d: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính
  • d’: khoảng cách từ vị trí của ánh đến thấu kính

Qui ước dấu:

  • Thấu kính hội tụ: f > 0
  • Thấu kính phân kỳ: f < 0
  • ảnh là thật: d’ > 0
  • ảnh là ảo: d’ < 0
  • k > 0: ảnh và vật cùng chiều
  • k < 0: ảnh và vật là ngược chiều

Ứng dụng của thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì

  • Thấu kính hội tụ dùng để chế tạo kính lúp, có trong kính hiển vi, kính thiên văn
  • Thấu kính hội tụ dùng để chữa tật khúc xạ viễn thị của mắt
  • Thấu kính phân kỳ dùng để chữa tật cận thị của mắt
  • Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì còn được sử dụng trong các thiết bị như máy ảnh, ống nhòm …
  • hiết bị quang học: Thấu kính được sử dụng trong các thiết bị quang học như telescop, laser, máy đo khoảng cách và máy quét để tập trung ánh sáng và tạo ra hình ảnh hoặc đường thẳng sắc nét.
  • Thiết bị y tế: Thấu kính được sử dụng trong các thiết bị y tế như endoscope, máy chụp X-quang và siêu âm để tạo ra hình ảnh rõ nét của các bộ phận trong cơ thể.
  • Thiết bị đo lường: Thấu kính được sử dụng trong các thiết bị đo lường như ống kính và đo lường độ sáng để tập trung ánh sáng và đo lường các thông số quan trọng.

Video bài giảng thấu kính mỏng, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, cách vẽ ảnh qua thấu kính