1. Lý thuyết ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Khoảng cách từ vật đến thấu kính (d)

Đặc điểm của ảnh

Vị trí ảnh (d’)

Tính chất ảnh

Vật ở rất xa thấu kính

d’ = OF’

ảnh thật

d > 2f

ảnh ở F’C’

ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật

d = 2f

ảnh ở C’ (với OC’ = 2OF)

ảnh thật ngược chiều với vật và bằng vật

f < d < 2f

Từ C’ đến

ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật

d = f

Không cho ảnh

d < f

Trước thấu kính

ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật

Dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính hội tụ

- Từ S ta dựng hai trong ba tia đặc biệt đến thấu kính sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính

- Nếu 2 tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh thật S′của S, nếu đường kéo dài của hai tia ló cắt nhau thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo S′ của S qua thấu kính.

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Dựng ảnh của một vật sáng AB tạo bởi thấu kính hội tụ

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

Công thức thấu kính hội tụ

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

- Tỉ lệ chiều cao vật và ảnh: h/h′=d/d′

- Quan hệ giữa d,d′ và f: 1/f=1/d+1/d′  nếu là ảnh ảo thì 1/f=1/d−1/d′

Trong đó:

+ h: chiều cao của vật

+ h′: chiều cao của ảnh

+ d: khoảng cách từ vật đến thấu kính

+ d′: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

+ f: tiêu cự của thấu kính

 

2. Giải bài tập Vật Lí 9 Bài 43: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

Câu 1: Đặt vật ở xa thấu kính và màn ở sát thấu kính. Từ từ dịch chuyển màn ra xa thấu kính cho đến khi xuất hiện ảnh rõ nét của vật ở trên màn, đó là ảnh thật. Ảnh thật cùng chiều hay ngược chiều với vật?

Gợi ý đáp án

Đối với thấu kính hội tụ, vật đặt ngoài khoảng tiêu cự và trong khoảng tiêu cự có cho ảnh không giống nhau

Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự

Câu 2: Dịch vật vào gần thấu kính hơn. Tiến hành thí nghiệm như trên, có thu được ảnh của vật trên màn nữa không? Ảnh thật hay ảo? Ảnh cùng chiều hay ngược chiều với vật?

Gợi ý đáp án

Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật

Câu 3: Hãy chứng minh rằng không hứng được ảnh của vật ở trên màn. Hãy quan sát ảnh của vật qua thấu kính và cho biết đó là ảnh thật hay ảo, cùng chiều hay ngược chiều, lớn hơn hay nhỏ hơn vật.

Gợi ý đáp án

Đặt vật trong khoảng tiêu cự,màn ở sát thấu kính. Từ từ di chuyển màn ra xa thấu kính, không hứng được ảnh ở trên màn. Đặt mắt trên đường truyền của chòm tia ló, ta quan sát thấy ảnh cùng chiều, lớn hơn vật. Đó là ảnh ảo và không hứng được trên màn.

Câu 4: Hãy dựng ảnh S' của điếm sáng S 

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Gợi ý đáp án

Dùng 2 trong 3 tia đặc biệt đã học để dựng ảnh (H.43.3a)

+ Tia tới SI là tia đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua tiêu điểm F’

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

Hai tia ló trên giao nhau tại S’, ta thu được ảnh thật S’ của S qua thấu kính.

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Câu 5: Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính. Hãy dựng ảnh A'B' của AB và nhận xét đặc điểm của ảnh A'B' trong hai trường hợp:

- Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm (hình 43.4a SGK).

- Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm (hình 43.4b SGK).

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Gợi ý đáp án

Dựng ảnh của vật sáng AB qua thấu kính hội tụ. Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.

+ Vật AB cách thấu kính d = 36 cm, vật ngoài khoảng OF.

Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua F’

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

Hai tia ló trên giao nhau tại B’, ta thu được ảnh thật 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 của AB tạo bởi thấu kính hội tụ.

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Nhận xét: Ảnh A’B” là ảnh thật ngược chiều với vật khi vật được đặt ngoài khoảng tiêu cự ( Hình 43.4a)

+ Vật AB cách thấu kính d = 8 cm, vật nằm trong khoảng OF.

Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló 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 của AB tạo bởi thấu kính hội tụ.

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Nhận xét: Ảnh ảo A’B’ cùng chiều với vật và lớn hơn vật khi vật được đặt trong khoảng tiêu cự (Hình 43.4b)

Câu 6: Vận dụng kiến thức hình học, hãy tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong hai trường hợp ở C5. Cho biết vật AB có chiều cao h = lcm.

Gợi ý đáp án

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

+) Vật AB cách thấu kính d = 36 cm, vật ngoài khoảng OF.

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

AB = h = 1cm

OA = d = 36cm

OF = OF' = f = 12cm

A'O = ? A'B' = ?

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Vậy chiều cao của ảnh là 0,5cm, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là 18 cm.

- TH2: Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm.

AB = h = 1cm

OA = d = 8cm

OF = OF' = f = 12cm

A'O = ? A'B' = ?

Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ chi tiết nhất

Vậy chiều cao của ảnh là 3cm, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là 24 cm.

Câu 7: Trả lời câu hỏi nêu ra ở phần đầu bài.

Gợi ý đáp án

Dịch chuyển thấu kính hội tụ ra xa trang sách, ảnh của dòng chữ quan sát qua thấu kính cùng chiều và to hơn dòng chữ quan sát trực tiếp. Đó là ảnh ảo của dòng chữ tạo bởi thấu kính hội tụ khi dòng chữ nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Đến một vị trí nào đó, ảnh của dòng chữ ngược chiều với vật. Đó là ảnh thật của dòng chữ tạo bởi thấu kính hội tụ, khi dòng chữ nằm ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính, và ảnh thật đó nằm ở trước mắt.

 

3. Bài tập vận dụng: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

Câu 1. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15 cm, A nằm trên trục chính cách thấu kính 10 cm. Ảnh của AB tạo bởi thấu kính có đặc điểm gì?

A. Ảnh ảo, cùng chiều, bé hơn vật.           

B. Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

C. Ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.     

D. Ảnh thật, ngược chiều, bé hơn vật.

Đáp án: B

Giải thích:

Vì 10 cm < 15 cm nên vật AB nằm trong khoảng tiêu cự.

⇒ Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

Câu 2. Một vật AB đặt trước một thấu kính hội tụ. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh cao 5 cm và đối xứng với vật qua quang tâm O. Kích thước của vật AB là

A. 10 cm.   

B. 15 cm.    

C. 5 cm.     

D. 20 cm.

Đáp án: C

Giải thích: Ảnh đối xứng với vật qua quang tâm O thì kích thước của vật bằng kích thước của ảnh: AB = A’B’ = 5 cm.

Câu 3. Chỉ ra phương án sai. Đặt một cây nến trước một thấu kính hội tụ

A. Ta có thể thu được ảnh của cây nến trên màn.

B. Ảnh của cây nến trên màn ảnh có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn cây nến.

C. Ảnh của cây nến trên màn ảnh có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo.

D. Ảnh ảo của cây nến luôn luôn lớn hơn cây nến.

Đáp án: C

Giải thích:

A, B, D – đúng.

C – sai. Vì ảnh ảo không thể hứng được trên màn chắn.

Câu 4. Vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính có ảnh qua thấu kính là A’B’. Ảnh A’B’ không thể có đặc điểm nào sau đây?

A. Ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

B. Ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.

C. Ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

D. Ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

Đáp án: B

Giải thích: Thấu kính hội tụ không bao giờ cho ảnh ảo cùng chiều, nhỏ hơn vật.

Câu 5. Ảnh thật cho bởi thấu kính hội tụ bao giờ cũng

A. cùng chiều, nhỏ hơn vật.   

B. cùng chiều với vật.

C. ngược chiều, lớn hơn vật.

D. ngược chiều với vật.

Đáp án: D

Giải thích: Ảnh thật cho bởi thấu kính hội bao giờ cũng ngược chiều với vật.

Câu 6:  Chọn câu trả lời sai.

Đối với thấu kính hội tụ: một vật đặt trong khoảng OF luôn cho

A. ảnh ảo.

B. ảnh cùng chiều với vật.

C. ảnh lớn hơn vật.

D. ảnh ngược chiều và nhỏ hơn vật.

Đáp án: D

Giải thích:

Đối với thấu kính hội tụ: một vật đặt trong khoảng OF luôn cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

⇒ A, B, C – đúng; D – sai.

Quý khách có thể đọc thêm bài viết liên quan cùng chủ đề như:  Đề cương ôn thi giữa học kì 2 môn Vật lí 9 năm 2022 - 2023 chi tiết. Quý khách có thể liên hệ với Công ty Luật Minh Khuê thông qua số hotline: 19006162 hoặc email: lienhe@luatminhkhue.vn. Trân trọng./.