Cách Vẽ Ảnh Của Vật Qua Hệ Thấu Kính / TOP 5 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 5/2023 # Top View

Cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính hội tụ cực hay

Phương pháp giải:

Học sinh cần nắm được kiến thức về đường truyền 3 tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ, cách dựng ảnh một vật qua thấu kính hội tụ

1. Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ:

(1): Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng (không bị khúc xạ) theo phương của tia tới.

(2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm.

(3): Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.

2. Cách dựng ảnh một vật qua thấu kính hội tụ

Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A’ của A.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1

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.

Hướng dẫn giải:

Đáp án: C

Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính của thấu kính hội tụ.

Ví dụ 2

Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính nhỏ hơn khoảng tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh :

A. ảo, nhỏ hơn vật.

B. ảo, lớn hơn vật

C. thật, nhỏ hơn vật

D. thật, lớn hơn vật.

Hướng dẫn giải:

Đáp án: B

Một vật đặt trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ thì ảnh của nó qua thấu kính hội tụ là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật.

Ví dụ 3

Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính bằng hai lần tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh A’B’. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính và cho biết ảnh A’B’ có đặc điểm gì?

Hướng dẫn giải:

Ảnh A’B’ là ảnh thật, ngược chiều và bằng vật.

Bài tập trắc nghiệm tự luyện

Câu 1.

Tia tới đi qua quang tâm của thấu kính hội tụ. Tia ló có đặc điểm nào sau đây?

A. đi qua tiêu điểm.

B. truyền thẳng theo phương của tia tới.

C. song song với trục chính.

D. có đường kéo dài đi qua tiêu điểm.

Câu 2.

Tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ thì tia ló sẽ

A. đi qua điểm giữa quang tâm.

B. song song với trục chính.

C. truyền thẳng theo phương của tia tới.

D. đi qua tiêu điểm.

Câu 3.

Một vật sáng dạng mũi tên được đặt trước thấu kính hội tụ. Ảnh của nó qua thấu kính hội tụ :

A. luôn nhỏ hơn vật.

B. luôn lớn hơn vật.

C. luôn cùng chiều với vật.

D. có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật

Câu 4.

A. Ảnh luôn ngược chiều với vật.

B. Ảnh luôn là ảnh ảo

C. Ảnh luôn có cùng kích thước với vật.

D. Ảnh luôn nhỏ hơn vật

Câu 5.

Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính bằng nửa khoảng tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh :

A. ảo, bằng hai lần vật.

B. ảo, bằng vật.

C. ảo, bằng nửa vật.

D. ảo, bằng bốn lần vật.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Vẽ hình như trên

Ta có

Câu 6.

Vật AB đặt vuông góc với trục chính thấu kính hội tụ và cách thấu kính lớn hơn hai lần khoảng tiêu cự. Vẽ anh của AB qua thấu kính, và cho biết ảnh có đặc điểm gì?

Hiển thị đáp án

Câu 7.

Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’; ảnh và vật nằm về cùng một phía đối với thấu kính. Ảnh A’B’ có đặc điểm gì?

Câu 8.

Hãy vẽ thêm các tia ló ứng với các tia tới trong hình cho hoàn chỉnh.

Hiển thị đáp án

Câu 9.

Trên hình là 3 tia ló (1), (2) và (3). Hãy vẽ 3 tia tới ứng với 3 tia ló trên cho hoàn chỉnh.

Hiển thị đáp án

Câu 10.

Vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ như trên hình vẽ. Em hãy vẽ ảnh của AB qua thấu kính và nhận xét về ảnh đó.

Hiển thị đáp án

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng….miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k6: chúng tôi

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Loạt bài Lý thuyết – Bài tập Vật Lý 9 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 9.

Để giải đáp thắc mắc trên, bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ, cách dựng ảnh của 1 vật khi qua thấu kính phân kỳ như thế nào? Qua đó giải một số câu hỏi bài tập vận dụng thấu kính phân kỳ.

I. Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ

- Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

- Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

- Vật đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh của vật cũng vuông góc với trục chính của của thấu kính.

* Câu C1 trang 122 SGK Vật Lý 9: Hãy làm thí nghiệm để chứng tỏ rằng không thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi vị trí của vật.

° Lời giải Câu C1 trang 122 SGK Vật Lý 9:

- Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì.

- Đặt màn hứng ở trước thấu kính, từ từ đưa màn ra xa thấu kính và quan sát xem có ảnh trên màn hay không.

- Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự như trên, ta vẫn được kết quả là không có vị trí nào của vật để thu được ảnh trên màn quan sát.

* Câu C2 trang 122 SGK Vật Lý 9: Làm thế nào để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì? Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật?

° Lời giải Câu C2 trang 122 SGK Vật Lý 9:

- Muốn quan sát được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì, ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló.

– Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì là ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật

II. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính phân kỳ

1. Cách dứng ảnh của 1 điểm sáng S qua thấu kính phân kỳ

- Từ S ta dựng hai tia (chọn 2 trong 3 tia đặc biệt) đến thấu kính, sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính.

2. Cách dựng ảnh của 1 vật AB qua thấu kính phân kỳ

° Lời giải Câu C3 trang 122 SGK Vật Lý 9:

- Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:

– Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.

+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F

+ Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của B qua thấu kính.

– Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kỳ.

* Câu C4 trang 122 SGK Vật Lý 9: Trên hình 45.2 cho biết vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA = 24cm.

+ Hãy dưng ảnh A’B’ của vật AB tạo bởi thấu kính đã cho

+ Dựa vào hình vẽ, hãy lập luận để chứng tỏ rằng ảnh này luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

° Lời giải Câu C4 trang 122 SGK Vật Lý 9:

◊ Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:

◊ Dùng hai trong ba tia sáng đặc biệt đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.

+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F

+ Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của B qua thấu kính.

+ Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kỳ (hình dưới).

– Do đó tia BO luôn cắt tia IK kéo dài tại B’ nằm trong đoạn FI → Hình chiếu A’ của B’ lên trục chính nằm trong đoạn OF. Chính vì vậy, ảnh A’B’ luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

III. Độ lớn của ảnh tạo bởi thấu kính

- Ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ: Ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

- Ảnh ảo tạo bởi thấu kính phân kì: Ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật

* Câu C5 trang 123 SGK Vật Lý 9: Đặt vật AB trước một thấu kính có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính 1 khoảng d = 8cm, A nằm trên trục chính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB. Dựa vào hình vẽ để nêu nhận xét về độ lớn của ảnh so với vật trong 2 trường hợp:

– Thấu kính là hội tụ.

– Thấu kính là phân kì.

° Lời giải Câu C5 trang 122 SGK Vật Lý 9:

◊ Đặt vật AB trong khoảng tiêu cự thì:

– Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính hội tụ lớn hơn vật

– Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì nhỏ hơn vật

IV. Bài tập vận dụng thấu kính phân kỳ

* Câu C6 trang 123 SGK Vật Lý 9: Từ bài toán trên, hãy cho biết ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có đặc điểm gì giống nhau, khác nhau. Từ đó hãy nêu cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì.

° Lời giải Câu C6 trang 122 SGK Vật Lý 9:

◊ So sánh ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì:

– Giống nhau: Cùng chiều với vật.

– Khác nhau:

+ Đối với thấu kính hội tụ thì ảnh lớn hơn vật và ở xa thấu kính hơn vật.

+ Đốì với thâu kính phân kì thì ảnh nhỏ hơn vật và ở gần thấu kính hơn vật.

◊ Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính hội tụ hay phân kì:

– Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, to hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ. Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với nhìn trực tiếp thì đó là thẩu kính phân kì.

* Câu C7 trang 123 SGK Vật Lý 9: Vận dụng kiến thức hình học, tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong hai trường hợp ở C5 khi vật có chiều cao h = 6mm.

° Lời giải Câu C7 trang 122 SGK Vật Lý 9:

- Ta đặt: OA = d; OA’ = d’; OF = OF’ = f

– Theo hình trên, xét cặp tam giác đồng dạng ΔA’B’F’ và ΔOIF’; ΔOAB và ΔOA’B’, ta có:

- Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật) nên suy ra:

- Chia cả hai vế của (2) cho tích dd’f ta được:

- Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 24cm và thay vào (*) ta được:

– Xét hình trên, với hai cặp tam giác đồng dạng là ΔA’B’F và ΔOIF; ΔOAB và ΔOA’B’, ta có:

- Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật) nên suy ra:

- Chia cả hai vế của (2) cho tích dd’f ta được:

– Đây chính là công thức tính tiêu cự của thấu kính phân kỳ:

– Thay d = 8cm, f = 12cm ta có: OA’ = d’ = 4,8cm và thay vào(**) ta được:

* Câu C8 trang 123 SGK Vật Lý 9: Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài, cụ thể câu hỏi như sau: Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn hay nhỏ hơn khi nhìn mắt bạn lúc đang đeo kính?

° Lời giải Câu C8 trang 122 SGK Vật Lý 9:

- Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn khi nhìn thấy mắt bạn đang đeo kính.

– Vì kính của bạn là thấu kính phân kì, khi ta nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì, ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính.

Bài tập thấu kính mỏng dạng bài quang hình học thấu kính

1/ Các tia đặc biệt

Tia tới quang tâm O của thấu kính thì truyền thẳng

Tia song song với trục chính cho tia ló hoặc đường kéo dài của tia ló đi qua tiêu điểm chính F’

Tia tới (hoặc đường kéo dài của tia tới) qua tiêu điểm chính F cho tia ló song song với trục chính.

2/ Vật thật, ảnh thật thì ngược chiều (khác bên thấu kính). Vật thật, ảnh ảo thì cùng chiều khác bên thấu kính.

3/ Vật thật, ảnh thật thì vẽ nét liền, ảnh ảo vẽ bằng nét đứt. Tia sáng vẽ bằng nét liền, có dấu mũi tên chỉ chiều truyền của tia sáng.

4/ Bảng nhận biết thấu kính qua ảnh thu được.

Video bài giảng xác định vị trí của thấu kính bằng phép vẽ

Bài tập thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ, dạng bài tập vẽ hình

Bài tập 1. Trình bày cách vẽ và vẽ hình để xác định vị trí ảnh S’ của điểm sáng S trong các trường hợp sau.

Bài tập 2. Trình bày cách vẽ và vẽ hình để xác định vị trí ảnh S’ của điểm sáng S trong các trường hợp sau.

Bài tập 3. Cho vật sáng AB có dạng đoạn thẳng AB, A nằm trên trục chính và cách quang tam O như hình. Hãy dựng ảnh của vật AB qua thấu kính, nói rõ cách dựng.

Bài tập 4. Hãy trình bày cách vẽ hình ảnh A’B’ của vật sáng AB trong các trường hợp sau

Bài tập 5. Trình bày cách vẽ ảnh A’B’ của vật sáng AB trong các trường hợp sau.

Bài tập 6. Trong hình xy là trục chính O là quang tâm, A là điểm sáng, A’ là ảnh của A

a/ Hãy xác định: tính chất ảnh, loại thấu kính.

b/ Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí các tiêu điểm chính.

Bài tập 7. Trong hình xy là trục chính, O là quang tâm, A là điểm sáng, A’ là ảnh của A.

a/ Hãy xác định: tính chất ảnh, loại thấu kính.

b/ Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí các tiêu điểm chính

– Toàn bộ quá trình tạo ảnh được tóm tắt bởi sơ đồ:

– Với hệ này, ta dùng thấu kính tương đương để giải.

– Độ tụ của hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát nhau bằng tổng đại số các độ tụ của từng thấu kính ghép thành hệ.

II. Thực hiện tính toán bài toán hệ thấu kính

* Nội dung khảo sát một hệ quang học thường có hai yêu cầu chính:

III. Các bài tập ví dụ về hệ thấu kính đồng trục

Cho thấu kính hội tụ L 2 có tiêu cự f 2 = 24 cm và vật AB đặt trên trục chính cách thấu kính một đoạn không đổi a = 44 cm. Thấu kính phân kì L 1 có tiêu cự f 1 = -15 cm được đặt giữa vật AB và L 2, cách L 2 khoảng l sao cho hai trục chính trùng nhau.

Xác định vị trí và số phóng đại k của ảnh sau cùng A 2‘B 2‘ trong trường hợp l = 34 cm.

– Theo bài ra, khoảng cách từ vật tới thấu kính phân kỳ L 1 là:

– Vậy ảnh A 2‘B 2‘ thật, cách L 2 60 cm, và ta có:

– Như vậy, ảnh ngược chiều với vật và có độ lớn bằng 9/10 vật.

Một thấu kính mỏng phẳng lõm bằng thuỷ tinh, có tiêu cự f 1 =- 20cm. Thấu kính được đặt sao cho trục chính thẳng đứng, mặt lõm hướng lên trên.

a) Ảnh S’ của S tạo bởi thấu kính cách thấu kính 12cm. Tính d.

b) Giữ S và thấu kính cố định. Đổ một chất lỏng trong suốt vào mặt lõm. Bây giờ ảnh S’ của S là ảnh ảo và cách thấu kính 20cm. Tính tiêu cự f 2 của thấu kính chất lỏng phẳng lồi.

a) Tính d

b) Tính tiêu cự f 2

– Hệ gồm thấu kính chất lỏng và thấu kính thuỷ tinh ghép đồng trục sát nhau. Thấu kính tương đương có tiêu cự f.

– Đối với thấu kính tương đương: d’=-20cm, nên:

IV. Bài tập về hệ thấu kính đồng trục ghép sát nhau, cách nhau.

A.60cm

B.80cm

C.Một giá trị khác A,B

D.Không xác định được, vì không có vật nên L 1 không tạo được ảnh.

* Chọn đáp án: B. 80cm

– Từ hình 30.5, chùm tia tới là chùm song song:

⇒ d = ∞ ⇒ d’= f 1 = -10cm < 0

– Nên S’ 1 là ảnh ảo nằm tại tiêu điểm ảnh F’, tức là trước thấu kính và cách thấu kính 10cm.

– Khoảng cách từ ảnh S’ 1 tạo bởi L 1 đến màn bằng:

Đặt giữa L 1 và H một thấu kính hội tụ L 2. Khi xê dịch L 2 học sinh này nhận thấy chỉ có một vị trí duy nhất của L 2 tạo được điểm sáng tại H. Tiêu cự của (L 2) là bao nhiêu?

A.10cm B.15cm. C.20cm. D.Một giá trị khác A,B,C.

* Chọn đáp án: C. 20cm.

– Sơ đồ tạo ảnh qua hệ thấu kính:

– Điều kiện để chỉ có một vị trí duy nhất của L 2 tạo được điểm sáng tại H là:

– Tiêu cự của thấu kính L 2 là:

* Bài 3 trang 195 SGK Vật Lý 11: Hai thấu kính, một hội tụ (f 1=20cm), một phân kỳ (f 2=-10cm), có cùng trục chính. Khoảng cách hai quang tâm là l=30cm. Vật AB vuông góc với trục chính được đặt bên trái (L 1 ) và cách (L 1 ) một đoạn d 1.

a) Cho d 1=20cm, hãy xác định vị trí và tính số phóng đại ảnh cuối cùng cho bởi hệ hai thấu kính. Vẽ ảnh.

b) Tính d 1 để ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng hai lần vật.

– Sơ đồ tạo ảnh qua hệ thấu kính:

– Ta suy ra điều kiện của d 1 là:

– Theo bài ra, ta có hệ số phóng đại:

– Giải phương trình trên ta được d 1 = 35cm (thỏa) hoặc d 1 = 45cm (loại)

– Kết luận: d 1=35cm thì ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng 2 lần vật.

Đáp số: a) d’ 2 = -10cm; k = 0,5; b) d 1 = 35cm.

* Bài 4 trang 195 SGK Vật Lý 11: Một hệ bao gồm hai thấu kính (L 1 )và (L 2) đồng trục có tiêu điểm ảnh chính của (L 1) trùng với tiểu điểm chính của (L 2). Chiếu một chùm tia sáng song song tới (L 1) theo bất kì.

a) Chứng minh chùm tia ló ra khỏi (L 2) cũng là chùm tia ló song song.

b) Vẽ đường đi của chùm tia sáng ứng với các trườn hợp:

– (L 1) và (L 2) đều là thấu kính hội tụ.

– (L 1) là thấu kính hội tụ; (L 2) là thấu kính phân kì.

– (L 1) là thấu kính phân kì; (L 2) là thấu kính hội tụ.

a) Sơ đồ tạo ảnh của hệ hai thấu kính đồng trục:

⇒ chùm tia ló ra khỏi (L 2) cũng là chùm tia song song.

b) Vẽ đường đi của chùm tia sáng ứng với các trường hợp:

¤ Trường hợp (L 1) là thấu kính hội tụ còn (L 2) là thấu kính phân kỳ:

Thấu kính (L 1) có đường kính rìa gấp đôi đường kính rìa của thấu kính (L 2). Một điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ, trước (L 1)

a) Chứng tỏ có hai ảnh của S được tạo bởi hệ.

b) Tìm điều kiện về vị trí của S để hai ảnh đều thật và hai ảnh đều ảo.

a) Chứng tỏ có hai ảnh của S được tạo bởi hệ.

– Khi chùm tia sáng từ S tới các điểm tới từ miền vành ngoài của thấu kính L 2 trở ra thì chỉ đi qua thấu kính L 1 và chùm tia ló sẽ tạo ảnh S 1

– Còn chùm tia sáng từ S tới các điểm tới trong khoảng từ tâm thấu kính tới miền vành trong của thấu kính L 2 thì đi qua cả hai thấu kính L 1 và L 2 và chùm tia ló sẽ tạo ảnh S’ 2. Như vậy sẽ có hai đồng thời được tạo thành như hình vẽ:.

– Sơ đồ tạo ảnh của hệ 2 thấu kính đồng trục:

⇒ Hai hình ảnh S’ 1 và S’ 2 không trùng nhau.