Bài 29. Thấu kính mỏng

VẬT LÝ 11 CƠ BẢN
B�i 29
TH?U KÍNH M?NG
I. THẤU KÍNH. PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
1) Định nghĩa
Th?u kính l� m?t kh?i ch?t trong su?t gi?i h?n b?i hai m?t cong ho?c b?i m?t m?t cong v� m?t m?t ph?ng.
I. THẤU KÍNH. PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
2) Phân loại
Th?u kính l?i (cịn du?c g?i l� th?u kính rìa m?ng).
Th?u kính l?m (cịn du?c g?i l� th?u kính rìa d�y).
Trong không khí:
- Thấu kính lồi là thấu kính hội tụ
- Thấu kính lõm là thấu kính phân kì
Là thấu kính có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu.
Thấu kính hội tụ
Thấu kính phân kì
Kí hiệu:
Thấu kính mỏng
II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ
1) Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện
a. Quang tâm
Trục phụ
* O : Quang tâm của thấu kính. Mọi tia tới qua quang tâm O đều truyền thẳng.
* Trục chính: đường thẳng đi qua O và vuông góc với mặt thấu kính
* Trục phụ: các đường thẳng khác đi qua O
* Tia tới qua quang tâm O truyền thẳng
b. Tiêu điểm. Tiêu diện
+ Khi chiếu tới thấu kính một chùm tia tới song song thì chùm tia ló cắt nhau (hội tụ) tại tiêu điểm ảnh của thấu kính.
+ Trên mỗi trục có 1 tiêu điểm ảnh:
Trên trục chính: tiêu điểm ảnh chính F’
Trên trục phụ: tiêu điểm ảnh phụ F’n ( n = 1, 2, 3,…)
+ Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều là tiêu điểm ảnh thật (hứng được trên màn)
Tiêu điểm ảnh:
Tiêu điểm ảnh phụ F’1
Tiêu điểm ảnh chính F’
Tiêu điểm vật:
+ Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ, chùm tia tới xuất phát từ tiêu điểm vật sẽ cho chùm tia ló song song.
+ Trên mỗi trục có 1 tiêu điểm vật:
Trên trục chính: tiêu điểm vật chính F
Trên trục phụ: tiêu điểm vật phụ Fn ( n = 1, 2, 3,…)
+ Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục nằm đối xứng với nhau qua quang tâm O.
Tiêu điểm vật chính F
Tiêu điểm vật phụ F1
Tiêu diện: Là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính.
Mỗi thấu kính có 2 tiêu diện: tiêu diện ảnh và tiêu diện vật.
2) Tiêu cự. Độ tụ
là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm chính của thấu kính.
Đối với thấu kính hội tụ: f > 0 (ứng với tiêu điểm ảnh F’ thật)
b. Độ tụ:
Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi f càng nhỏ.
(m)
(dp): điốp
a. Tiêu cự:
III. KHẢO SÁT THẤU KÍNH PHÂN KÌ
Quang tâm của thấu kính phân kì có cùng tính chất như quang tâm của thấu kính hội tụ.
1) Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện
Các tiêu điểm và tiêu diện (ảnh và vật) cũng được xác định tương tự như thấu kính hội tụ. Điểm khác biệt là: tất cả chúng đều ảo (được tạo bởi đường kéo dài của tia sáng)
2) Tiêu cự. Độ tụ
Đối với thấu kính phân kì: f < 0 (ứng với tiêu điểm ảnh F’ ảo)
a. Tiêu cự:
b. Độ tụ:
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
1) Khái niệm ảnh và vật trong quang học
* Ảnh:
+ Là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng.
+ Ảnh điểm là:
- Thật nếu chùm tia ló hội tụ.
- Ảo nếu chùm tia ló phân kỳ.
* Vật:
+ Là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng.
+ Vật điểm là:
- Thật nếu chùm tia tới phân kỳ.
- Ảo nếu chùm tia tới hội tụ.
1. Tia qua quang tâm O thì đi thẳng
F’
F
O
F’
F
O
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Sử dụng hai trong 4 tia sau:

2. 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
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
3.Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló song song với trục chính.
F’
F
O
F’
F
O
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
F’
F
O
F’
F
O
I
I
S
S
4. Tia tới song song với trục phụ, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh phụ F`p.
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính.
F’
F
O
A
B
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Bước 1: Xác định ảnh B` của B bằng cách từ B vẽ đường đi của hai trong các tia tia sáng đặc biệt. A�nh B` là giao điểm của các tia ló
F’
F
O
A
B
B’
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Bước 2: Từ B` hạ đường thẳng góc xuống trục chính tại A` ? ta thu được ảnh A`B` của vật AB
F’
F
O
A
B
B’
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Đối với thấu kính hội tụ.
Khi vật thật A1B1 ngoài tiêu cự vật (OF) ? ảnh thật A`1B`1 ngược chiều với vật
F’
F
O
A1
B1
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính
Đối với thấu kính hội tụ.
Khi vật thật A2B2 ở trong tiêu cự vật (OF) ? ảnh ảo A`2B`2, lớn hơn và cùng chiều với vật.
F’
O
F
B2
A2
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính
Đối với thấu kính hội tụ.
Khi vật ở tiêu điểm vật ? ảnh ở xa vô cực
F
O
A
B
O
F’
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính
Đối với thấu kính phân kì.
Vật thật luôn luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và nằm trong khoảng tiêu cự ảnh (OF`)
O
A
B
F
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính
? Trong đó
f : Tiêu cự của thấu kính (m).
d : Khoảng cách từ vật đến thấu kính (m).
d` : Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính (m).
F’
F
O
A
B
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH
1) Công thức xác định vị trí ảnh
Với qui ước dấu:
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.
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH
1) Công thức xác định vị trí ảnh
hay
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH
2) Công thức xác định số phóng đại ảnh
k > 0 : Ảnh và vật cùng chiều
k < 0 : Ảnh và vật ngược chiều
? k ? > 1 : Ảnh lớn hơn vật
? k ? < 1 : Ảnh nhỏ hơn vật
với
Khắc phục các tật của mắt (cận, viễn, lão).
Kính lúp.
Máy ảnh, máy ghi hình.
Kính hiển vi.
Kính thiên văn, ống nhòm.
Đèn chiếu.
Máy quang phổ.
VI. CÔNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH

Mọi tia sáng qua quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng.
Tóm tắt kiến thức

Tia tới song song với trục của thấu kính sẽ cho tia ló truyền qua
(hay có đường kéo dài của tia ló qua) tiêu điểm ảnh trên trục đó.

Tia tới (hay đường kéo dài của nó) qua tiêu điểm vật trên trục
sẽ cho tia ló song song với trục đó.

Hai tiêu điểm vật và ảnh nằm đối xứng nhau qua quang tâm.

Mỗi thấu kính có hai tiêu diện ảnh và vật là hai mặt phẳng vuông
góc với trục chính và đi qua các tiêu điểm chính.

Tiêu cự: f = OF’; độ tụ: D = . (TKHT: f > 0; D > 0. TKPK: f < 0; D < 0)

1
f

Công thức về thấu kính: + = ; k = -
f
1
1
1
d’
d
d
d’
Câu 1
Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của vật thì ảnh đó.
A. luôn nhỏ hơn vật.
B. luôn lớn hơn vật.
C. Có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật.
D. luôn ngược chiều với vật.
CỦNG CỐ
Chọn phương án đúng
Câu 2
Quan sát ảnh của một vật qua một thấu kính phân kỳ :
A. ta thấy ảnh lớn hơn vật
B. ta thấy ảnh nhỏ hơn vật
C. có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật
D. luôn ngược chiều với vật
CỦNG CỐ
Chọn phương án đúng
Câu 3
A. Ảnh cho bởi thấu kính hội tụ luôn lớn hơn vật
B. Ảnh cho bởi thấu kính phân kỳ luôn lớn hơn vật
C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật.
D. Với thấu kính phân kỳ, vật thật luôn cho ảnh ảo.
CỦNG CỐ
Chọn phương án đúng
Câu 4
Với một thấu kính :
A. Số phóng đại k >1
B. Số phóng đại k <1
C. Số phóng đại k ?1
D. Số phóng đại k >1 hoặc k=1
CỦNG CỐ
Chọn phương án đúng