Bài 29. Thấu kính mỏng

BÀI 48:
THẤU KÍNH MỎNG




TRƯỜNG THPT GIỒNG ÔNG TỐ
NGUYỄN LÊ TỈNH
Quang Hình
Học
Tính chất truyền của ánh sáng
Phản Xạ
Ánh sáng
Khúc xạ
Ánh sáng
Gương Phẳng
Lăng Kính
Gương Cầu
Thấu Kính
Nghiên Cứu
Hiện Tượng
Hiện Tượng
Quang
Cụ

*Bạn có biết tên gọi của các dụng cụ sau?
M?t kính
Kính lúp
Kính hi?n vi
Kính thiên văn
1. Bộ phận khúc xạ ánh sáng trong những quang cụ này là gì?.
2. Cấu tạo và tính chất khúc xạ ánh sáng của chúng như thế nào?
NỘI DUNG BÀI HỌC
Định nghĩa, cấu tạo và
phân loại thấu kính.
Tiêu điểm.
Tiêu diện, tiêu điểm phụ, tiêu cự.
Đường đi của tia
sáng qua thấu kính.
1
4
2
3
I. ĐỊNH NGHĨA
1. Định Nghĩa
Thấu kính là một khối trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.
I. ĐỊNH NGHĨA
2. Phân Loại
Thấu kính mép mỏng gọi là thấu kính hội tụ.
Thấu kính mép dày gọi là thấu kính phân kì.
I. ĐỊNH NGHĨA
2. Phân Loại
Lưu ý:
* Chùm tia hội tụ là chùm tia mà các tia tới giao nhau tại một điểm
S
* Chùm tia phân kì là chùm tia mà các tia sáng xuất phất từ một điểm
S`
I. ĐỊNH NGHĨA
3. Các yếu tố thấu kính

C1,C2 lần lượt là tâm của các mặt cầu 1 và 2
R1, R2 : Bán kính các mặt cầu 1 và 2(mặt phẳng được coi là có bán kính ở vô cực
? : Đường kính mở hay đường kính khẩu độ.
Đường thẳng C1 C2 nối các tâm của hai mặt cầu( đi qua tâm của một mặt cầu và vuông góc với một mặt phẳng) được gọi là trục chính.
I. ĐỊNH NGHĨA
3. Các yếu tố thấu kính
O : Quang tâm thấu kính (O là điểm mà trục chính cắt thấu kính).
? : Trục phụ : Đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O.
trục phụ
I. ĐỊNH NGHĨA
d. Điều kiện để có ảnh rõ nét (Điều kiện tương điểm)
Các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục chính. Trong điều kiện này ứng với một điểm vật chỉ có một điểm ảnh rõ nét.
Để có điều kiện này, ta có thể giới hạn chùm tia tới thấu kính bằng một tấm bìa chắn sáng, trên đó có đục một lỗ thủng tròn, được đặt trước thấu kính. Trong trường hợp này, đường kính khẩu độ bằng đường kính của lỗ tròn.
I
P
II. TIÊU ĐIỂM
1. Tiêu điểm ảnh chính (Tiêu điểm ảnh )
a. Định nghĩa
O
II. TIÊU ĐIỂM
1. Tiêu điểm ảnh chính (Tiêu điểm ảnh )
a. Định nghĩa
Giao điểm của các tia ló (hay đường kéo dài của các tia ló ) khi chùm tia tới song song với trục chính. Kí hiệu : F`
O
O
II. TIÊU ĐIỂM
1. Tiêu điểm ảnh chính (Tiêu điểm ảnh )
b. Vị Trí
O
O
? Nằm phía tia ló.
? Nằm phía tia tới
II. TIÊU ĐIỂM
2. Tiêu điểm vật chính (Tiêu điểm vật )
a. Định nghĩa
Giao điểm của các tia tới (hay đường kéo dài của các tia tới) khi chùm tia ló song song với trục chính. Kí hiệu : F
Tiêu điểm F và F` đối xứng với nhau qua quang tâm
O
O
II. TIÊU ĐIỂM
b. Vị Trí
O
O
? Nằm phía tia ló.
? Nằm phía tia tới
2. Tiêu điểm vật chính (Tiêu điểm vật )
II. TIÊU ĐIỂM
2. Tiêu điểm vật chính (Tiêu điểm vật )
? Chú ý :
Tiêu diện vật : Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật F
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
Tiêu diện ảnh : Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh chính F`
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
Tiêu điểm vật phụ : Điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu diện vật
O
O
Fp
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
Tiêu điểm ảnh phụ : Điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu diện ảnh
O
O
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
Tính chất tạo ảnh ứng với trục phụ ?
+ Chùm tia tới song song với một trục phụ ? thì các tia ló (hoặc đường kéo dài các tia ló) sẽ cắt nhau tại điểm F`p ( Tiêu điểm ảnh phụ)
F’
O
F’
O


III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
Tính chất tạo ảnh ứng với trục phụ ?
+ Chùm tia tới (nguồn sáng điểm hay một điểm sáng ảo) phát ra tại một tiêu điểm vật phụ Fp (hoặc có đường kéo dài qua Fp) thì chùm tia sáng ló là một chùm tia song song với trục phụ �? đi qua tiêu điểm vật phụ Fp.
O
O
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
1. Tiêu diện - Tiêu điểm phụ
2. Tiêu cự
a. Định nghĩa
Tiêu cự là độ dài đại số ,được kí hiệu f, có trị số tuyệt đối bằng khoảng cách từ các tiêu điểm tới quang tâm thấu kính.
F’
F
O
F’
F
O
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
2. Tiêu cự
b. Công thức
c. Qui ước dấu
f > 0 với thấu kính hội tụ.
f < 0 với thấu kính phân kì
III. TIÊU DIỆN - TIÊU ĐIỂM PHỤ - TIÊU CỰ
IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
1. Các tia đặc biệt
Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F`.
F’
F
O
F’
F
O
Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính.
F’
F
O
F’
F
O
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
1. Các tia đặc biệt
Tia tới qua tâm O thì đi thẳng
F’
F
O
F’
F
O
IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
1. Các tia đặc biệt
2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì
Xét một tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo các cách sau:
F’
F
O
F’
F
O
IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì
Cách 1
Vẽ trục phụ song song với tia tới SI.
Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu diện phụ là F`p. Từ I vẽ tia ló đi qua F`p
F’
F
O
F’
F
O
I
I
S
S
IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì
Cách 2
Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phụ là Fp. Vẽ trục phụ đi qua Fp.
Vẽ tia ló song song với trục trên
F’
F
O
F’
F
O
I
I
S
S
IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH
I. Ñònh nghóa, phaân loaïi vaø caáu taïo thaáu kính.
II. Vò trí, tính chaát cuûa tieâu ñieåm, tieâu dieän, tieâu cöï.
III. Veõ ñöôïc ñöôøng ñi cuûa tia saùng qua thaáu kính.
IV. Củng cố và dặn dò:
Câu 2: Hãy vẽ đường đi của tia sáng bất kì qua thấu kính hội tụ với hai cách vẽ trên?
Câu 3: Hãy cho biết 3 tia sáng đặc biệt và đường đi của 3 tia đó qua thấu kính phân kì?
Câu 1: Hãy mô tả lại đặc điểm và tên gọi của các vị trí đặc biệt trong cấu tạo thấu kính?
IV. Củng cố và dặn dò:
THẤU KÍNH MỎNG
BÀI 48 (tiết 2)
GVTH: Nguyễn Lê Tỉnh
Trường THPT GIỒNG ÔNG TỐ
Bộ môn Vật Lý
BÀI GIẢNG VẬT LÝ 11
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1
Câu 2
Trả lời:
Tia tới qua tâm O thì đi thẳng
F’
F
O
F’
F
O
Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính.
Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F`.
Cách 1
Vẽ trục phụ song song với tia tới SI.
Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu diện phụ là F`p. Từ I vẽ tia ló đi qua F`p
F’
F
O
F’
F
O
I
I
S
S
Cách 2
Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phụ là Fp. Vẽ trục phụ đi qua Fp.
F’
F
O
F’
F
O
I
I
S
S
Vẽ tia ló song song với trục trên
NỘI DUNG BÀI HỌC

I. Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng.
II. Độ tụ của thấu kính.
III. Coâng thöùc thaáu kính
IV. Cuûng coá vaø daën doø
Thế nào là vật thật?
Thế nào là vật ảo?
Thế nào là ảnh thật?
Thế nào là ảnh ảo?
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
1.Vật thật, vật ảo và ảnh thật, ảnh ảo
? Vật thật: là vật phát ra chùm tia tới phân kì qua thấu kính, vật thật nằm trước thấu kính
?Vật ảo: là giao điểm các đường kéo dài của chùm tia tới phân kì, vật ảo nằm phía sau thấu kính theo chiều truyền tia sáng.
1.Vật thật, vật ảo và ảnh thật, ảnh ảo
?Ảnh thật là giao điểm của chùm tia ló hội tụ phía sau thấu kính, có thể hứng được trên màn.
? Ảnh ảo là giao điểm của đường kéo dài chùm tia ló, nằm trước thấu kính, không hứng được trên màn.
S`
S
S`
S
M
1.Vật thật, vật ảo và ảnh thật, ảnh ảo

Vẽ tia tới đi qua quang tâm 0 thì tia ló truyền thẳng.
? Vẽ tia tới bất kì, vẽ trục phụ song song với tia tới, vẽ tiêu diện ảnh cắt trục phụ tại tiêu điểm ảnh phụ Fp`. Vẽ tia ló đi qua tiêu điểm ảnh phụ Fp`.
? Giao điểm của hai tia ló là ảnh S` của S qua thấu kính.
FP’
S
S’
FP’
O
F’
F
F’
O
F
S’
S
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
2. Vật là một điểm sáng S nằm trên trục chính
S’
S’
?Giao điểm của hai tia ló( hay giao điểm của đường kéo dài hai tia ló) là ảnh S` của S qua thấu kính.
? Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh chính.
?Vẽ tia tới đi qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng.
S
S
F
F’
F
F’
O
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
3. Vật là một điểm sáng nằm ngoài trục chính
O
Bước 1: Xác định ảnh B` của B bằng cách từ B vẽ đường đi của hai trong các tia sáng đặc biệt. ?nh B` là giao điểm của các tia ló
F’
F
O
A
B
B’
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính.
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
4. Vật là một vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính
F’
F
O
A
B
B’
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính.
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
4. Vật là một vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính
Bước 2: Từ B` hạ đường thẳng góc xuống trục chính tại A` ? ta thu được ảnh A`B` của vật AB
O
A
B
F’
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
4. Vật là một vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính
ĐỐI VỚI THẤU KÍNH PHÂN KÌ
Chú ý:
Nếu chùm tia ló ra khỏi thấu kính là một chùm tia hội tụ thì ảnh của vật là ảnh thật (nằm sau thấu kính theo chiều truyền ánh sáng )
F’
F
O
A
B
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
Nếu chùm tia ló ra khỏi thấu kính là một chùm tia phân kỳ thì ảnh của vật là ảnh ảo (nằm trước thấu kính theo chiều truyền ánh sáng )
O
A
B
F’
I. Xác định ảnh của một vật bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
Chú ý:
R1 ,R2 là bán kính của các mặt cầu
n/n0: chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính đối với môi trường
Quy ước: Mặt cầu lồi R>0
Mặt cầu lõm R<0
Mặt phẳng R = ∞
 Thấu kính hội tụ D>0
 Thấu kính phân kì D<0
Đơn vị: điôp Kí hiệu: dp chú ý: f ( m)
II. Độ tụ của thấu kính
1. Công thức
II. Độ tụ của thấu kính
1. Công thức
Bài tập: Giả sử một thấu kính hội tụ có chiết suất n = 1,5 đặt trong không khí. Thấu kính hội tụ trên được tạo bởi 2 mặt cầu có bán kính lần lượt là R1 = 60 cm và R2 = 120 cm. Hỏi độ tụ của thấu kính và tiêu cự của nó là bao nhiêu?
Đáp số:
f = 0,8 m
D = 1,25 điôp
2. Ý nghĩa
Độ tụ D càng lớn thì khả năng hội tụ chùm tia sáng đi qua thấu kính càng mạnh.
3. Chú ý
Hệ thấu kính mỏng , ghép đồng trục sát nhau coi tương đương như một thấu kính có tụ số D
D = D1 + D2 + D3 + . + Dn
II. Độ tụ của thấu kính
F’
F
O
III. Công thức thấu kính
Xét hai tam giác đồng dạng BIJ vàFOJ, ta có:
Xét hai tam giác đồng dạng B`JI vàF`OI, ta có:
I
J
(1)
(2)
F’
F
O
III. Công thức thấu kính
I
J
Cộng (1) và (2)
mà
F’
F
O
III. Công thức thấu kính
I
J
Hay
Đặt
F’
F
O
III. Công thức thấu kính
I
J
Đặt
Qui ước
Thay các khoảng cách hình học trên bằng các trị đại số
d > 0 với vật thật, d < 0 với vật ảo
d` > 0 với ảnh thật, d` < 0 với ảnh ảo.
f > 0 với thấu kính hội tụ.
f < 0 với thấu kính phân kì.
III. Công thức thấu kính
III. Công thức thấu kính
Công thức độ phóng đại ảnh:
Nếu k>0 thì ảnh và vật cùng chiều, trái tính chất
Nếu k<0 thì ảnh và vật ngược chiều, cùng tính chất
Tính chất của ảnh khi đặt vật ở những vị trí khác nhau đối với thấu kính hội tụ
Vật thật
Vật ảo
Tính chất vật
Vị trí vật
Tính chất ảnh
Vị trí ảnh
Độ lớn ảnh so với vật
Vô cùng
d > 2f
d = 2f
d = f
f < d < 2f
0 < d < f
Thật
Thật
Thật
Thật
Thật
Ảo
d < 0
Luôn luôn cho ảnh thật
Nhỏ hơn vật
Bằng vật
Lớn hơn vật
Lớn hơn vật
Nhỏ hơn vật
d` = f
f< d` < 2f
d` = 2f
Vô cùng
d` > 2f
ld`| > d
d` < f
Ảnh là một điểm sáng
Tính chất của ảnh khi đặt vật ở những vị trí khác nhau đối với thấu kính phân kì
Vật ảo
Vật thật
Tính chất vật
Vị trí vật
Tính chất ảnh
Vị trí ảnh
Độ lớn ảnh so với vật
Vô cùng
|d| > 2|f|
|d| = 2 |f|
|d| = |f|
|f|<|d|<2 |f|
0<|d|<|f|
Ảo
Ảo
Ảo
Thật
Ảo
Thật
d > 0
Luôn luôn cho ảnh ảo
Nhỏ hơn vật
Bằng vật
Lớn hơn vật
Lớn hơn vật
Nhỏ hơn vật
|d`| = |f|
ld`| > d
|d`| > |f|
Vô cùng
|f| <|d|< 2|f|
|d| = 2 |f|
|d| > 2|f|
Ảnh là một điểm sáng
*CÁC ỨNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH
M?t kính
Kính lúp
Kính hi?n vi
Kính thiên văn
Nhìn qua thấu kính hội tụ ta thấy ảnh của một vật thì ảnh đó
a. Luôn nhỏ hơn vật
b. Luôn lớn hơn vật
d. Có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật
c. Luôn ngược chiều với vật
Câu 1: Chọn phát biểu đúng
III. Củng cố và vận dụng
Câu 2: Quan sát một vật bằng thấu kính. Di chuyển thấu kính ra xa hay lại gần ta đều thấy ảnh nhỏ hơn vật. Thấu kính này là thấu kính gì?
a. Thấu kính hội tụ
b. Thấu kính phân kì
III. Củng cố và vận dụng
Caâu 2: Choïn phaùt bieåu ñuùng
a. Ảnh cho bởi TKHT luôn lớn hơn vật
b. Ảnh cho bởi TKPK luôn lớn hơn vật
c. Với TKHT, vật thật luôn cho ảnh thật
d. Với TKPK, vật thật luôn cho ảnh ảo

III. Củng cố và vận dụng
III. Củng cố và vận dụng
III. Củng cố và vận dụng
Bài tập: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự là 5 cm. Hãy cho biết tính chất của ảnh khi đặt một vật trước thấu kính và cách thấu kính
a. 12 cm?
b. 8 cm?
HẾT
CHÂN THÀNH
CẢM ƠN
QUÝ THẦY CÔ ĐẾN DỰ