Bài 29. Thấu kính mỏng

Thấu kính. Phân loại thấu kính.
Khảo sát thấu kính hội tụ.
Khảo sát thấu kính phân kì.
Sự tạo ảnh bởi thấu kính.
Các công thức thấu kính.
Công dụng của thấu kính.

I.Thấu kính.Phân loại thấu kính.
Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc bởi một mặt cầu và một mặt phẳng.
TK lồi(TK rìa mỏng)
TK lõm (TK rìa dày)
TKHT
TKPK
TKHT
TKPK
II.1/ Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.
II. Khảo sát thấu kính hội tụ
a) Quang tâm O.
O là điểm chính giữa thấu kính.
Đường thẳng qua O và vuông góc với mặt TK là trục chính của TK .
Các đường thẳng khác qua O ( không trùng với trục chính ) là trục phụ.
Mọi tia tới qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.
II.1/ Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.
b) Tiêu điểm. Tiêu diện
Chùm tia tới song song, qua TKHT thì hội tụ tại 1 điểm. Điểm này là tiêu điểm ảnh của TK.
Tiêu điểm ảnh
F`n là giao điểm của trục phụ và đường thẳng vuông góc với trục chính đi qua F`
Tiêu điểm ảnh c?a TKHT là tiêu điểm ảnh thật.
Tiêu điểm ảnh phụ ( F`n ), F`n thuộc trục phụ. (n = 1; 2;.)
Tiêu điểm ảnh chính ( F`), F` thuộc trục chính.
Điểm đối xứng với tiêu điểm ảnh qua O là tiêu điểm vật của thấu kính.
Tiêu điểm vật chính (F). F thuộc trục chính.
Tiêu điểm vật phụ (Fn). (n = 1; 2; .)
II.1/ Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.
b) Tiêu điểm. Tiêu diện.
Tiêu điểm vật
Chùm tia tới xuất phát từ F ( hoặc Fn) truyền đến thấu kính thì cho chùm tia ló song song.
Fn là giao điểm của trục phụ với đường thẳng qua F vuông góc trục chính.
Vị trí của tiêu điểm ảnh hoặc tiêu điểm vật phụ thuộc vào chiều truyền ánh sáng
Theo chiều truyền ánh sáng, tiêu điểm ảnh của TKHT nằm phía sau TK, tiêu điểm vật nằm phía trước TK.
Tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính.
II.1/ Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.
b) Tiêu điểm. Tiêu diện.
Tiêu diện
Tiêu diện ảnh
Tiêu diện vật
II.2/ Tiêu cự. Độ tụ
Tiêu cự : f



Quy ước: Với TKHT thì f > 0
Độ tụ : D
Vơí
f tính bằng mét ( m )

D tính bằng điôp (dp)
Thấu kính có f càng nhỏ thì khả năng làm hội tụ chùm tia sáng càng mạnh ( D càng lớn )
TKHT: D > 0
III. Khảo sát thấu kính phân kỳ
Tiêu diện ảnh
Tiêu diện vật
III. Khảo sát thấu kính phân kỳ
Các tiêu điểm và tiêu diện của thấu kính phân kì đều ảo.
Với TKPK :
Tiêu cự :
Độ tụ :
Theo chiều truyền ánh sáng, tiêu điểm ảnh của TKPK nằm phía trước TK, tiêu điểm vật nằm phía sau TK.
IV. Sự tạo ảnh bởi thấu kính
IV.1/Khái niệm ảnh và vật trong quang học
A�nh điểm là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng
a/ Khái niệm ảnh
Một ảnh điểm là:
thật (hứng được trên màn) nếu chùm tia ló là chùm hội tụ.
ảo (không hứng được trên màn) nếu chùm tia ló là chùm phân kì.
IV.1/Khái niệm ảnh và vật trong quang học
b/ Khái niệm vật
Vật điểm là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng.
Một vật điểm là:
thật (trước thấu kính) nếu chùm tia tới là chùm phân kì.
ảo (sau thấu kính) nếu chùm tia tới là chùm hội tụ.
Vật ảo
Vật thật
IV.2/ Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
a/ Đường đi của các tia sáng qua thấu kính.
Tia tới qua quang tâm O thì đi thẳng.
Tia tới // với trục chính thì tia ló ( hoặc đường kéo dài) đi qua F`
Tia tới hoặc đường kéo dài của tia tới qua F thì tia ló // trục chính.
Tia đặc biệt
Tia tới // với trục phụ thì tia ló ( hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh phụ.
Tia tới (hoặc đường kéo dài )đi qua tiêu điểm vật phụ thì tia ló // với trục phụ.

IV.2/ Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
a/ Đường đi của các tia sáng qua thấu kính
Tia bất kì
IV.2/ Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
b/ Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng.
Điểm sáng S đặt ngoài trục chính.
Cách xác định ảnh: Vẽ 2 trong 3 tia đặc biệt.
Vẽ tia tới qua đi O, truyền thẳng.
Vẽ tia tới song song trục chính tia ló(hoặc đường kéo dài của tia ló)qua F`.
Ví dụ :
Cách vẽ 1 :
Điểm sáng S đặt trên trục chính.
Vẽ tia tới qua đi O, truyền thẳng.
Vẽ tia tới bất kì.
Vẽ trục phụ // với tia tới bất kì đó.
Vẽ đường thẳng đi qua F` vuông góc với trục chính cắt trục phụ tại tiêu điểm ảnh phụ F`1

Vẽ tia ló đi qua F`1 ( hoặc có đường kéo dài qua F`1 ) cắt trục chính tại S` là ảnh của S .
Điểm sáng S đặt trên trục chính.
Cách vẽ 2 :
Vẽ tia tới qua đi O, truyền thẳng.
Vẽ tia tới bất kì.
Vẽ đường thẳng đi qua F vuông góc với trục chính cắt tia tới tại tiêu điểm vật phụ F1

Vẽ trục phụ đi qua F1 .
Vẽ tia ló // trục phụ cắt trục chính tại S` là ảnh của S.
Vật AB đặt vuông góc với trục chính
(A thuộc trục chính)
Vẽ ảnh B` của B qua thấu kính.
Từ B` hạ đường vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A` .

Cách xách định ảnh:
A`B` là ảnh của AB qua TK
IV.3/ Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính.
Vật ngoài OF
Vật trong OF
< vật : Vật ngoài FI
= vật : Vật tại I
> vật : Vật trong FI
Luôn > vật
A�nh luôn luôn ảo
A�nh < vật
A�nh cùng chiều so với vật
Vật tại F ` ảnh = � vật.
TKHT
TKPK
TKPK
TKHT
Vật ảo
A�nh luôn luôn th?t.
A�nh < vật
A�nh cùng chiều so với vật
Nhận xét :
Vật và ảnh cùng chiều thì trái tính chất.
Vật và ảnh cùng tính chất thì trái chiều.
Đặt :
Quy ước:
Vật thật : d > 0
Vật ảo : d < 0
A�nh thật : d` > 0
A�nh ảo : d` < 0
V.1/ Công thức xác định vị trí ảnh
V.2/ Công thức xác định số phóng đại ảnh
k : Số phóng đại ảnh.
Nếu k > 0 : vật và ảnh cùng chiều, khác tính chất.
Nếu k < 0 : vật và ảnh ngược chiều, cùng tính chất.
Bài tập ví dụ
Đề bài: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB đặt trước thấu kính. Xác định vị trí, tính chất của ảnh trong hai trường hợp:
a/ Vật đặt cách thấu kính 30 cm.
b/ Vật đặt cách thấu kính 10 cm.
Tóm tắt :
f = 20cm
a/ d = 30cm
b/ d = 10cm
d` = ?
Bài giải
Kính khắc phục các tật của mắt ( cận, viễn, lão);
Kính lúp;
Máy ảnh, máy ghi hình (camera);
Kính hiển vi;
Kính thiên văn, ống dòm;
Đèn chiếu;
Máy quang phổ.
Thấu kính được dùng làm:
Đường đi của tia sáng qua TK
Cách dựng ảnh tạo bởi TK
Các trường hợp tạo ảnh bởi TK
Các công thức TK
Làm tất cả các bài tập trang 189 và 190 Sgk