Mục lục bài viết

1. Giải đề
2. Bài tập vận dụng liên quan

1. Giải đề

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng vật. Xác định vị trí vật và ảnh.

Lời giải chi tiết:

Sơ đồ tạo ảnh: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng?

Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng vật

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng?

Tuy nhiên vật thật qua thấu kính hội tụ nếu cho ảnh ảo thì ảnh ảo luôn lớn hơn vật nên trong bài toán này ta chỉ lấy k = -1 => d = d'

Áp dụng công thức về vị trí ảnh - vật:

$\frac{1}{d} +\frac{1}{d'} = \frac{1}{f}$

<=> $\frac{1}{d} + \frac{1}{d} = \frac{1}{f}$

=> d' = d = $\frac{f}{2}$ = $\frac{20}{2}$ = 10 cm

2. Bài tập vận dụng liên quan

BÀI TẬP 1: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.

a/ Dựng ảnh của vật qua thấu kính

b/ Xác định kích thước và vị trí của ảnh

BÀI TẬP 2: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 10cm. Thấu kính có tiêu cự 15 cm.

a/ Dựng ảnh của vật qua thấu kính

b/ Xác định kích thước và vị trí của ảnh

BÀI TẬP 3: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh thật cao 12 cm, cách thấu kính 30 cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.

Xác định kích thước và vị trí của vật

BÀI TẬP 4: Thấu kính hội tụ có các tiêu điểm F và F’ đã biết. Đặt một vật phẳng nhỏ AB vuông góc với trục chính của thấu kính sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm thấu kính một khoảng OA= a, qua thấu kính cho ảnh của AB cao gấp ba lần AB. Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng qua thấu kính, hãy xác định những vị trí có thể đặt vật AB để thỏa mãn điều kiện của bài toán, từ đó hãy dựng vật và dựng ảnh tương ứng với nó.

Hướng dẫn giải:

Phân tích: • Khi AB dịch chuyển lại gần hay ra xa thấu kính thì quĩ tích các điểm B nằm trên 1 đường thẳng cố định xy // trục chính, cách thấu kính 1 khoảng h = OI = AB = không đổi.

* Nếu ảnh của AB là thật thì A’B' ngược chiều với AB và B’nằm trên đường thẳng x1y1 // trục chính, khác phía với xy và cách trục chính 1 khoảng h1 = OI1 = A’B’ = 3h.

* Nếu ảnh của AB là ảo thì A’’B’’ cùng chiều với AB và B’’ nằm trên đường thẳng x2y2 // trục chính, cùng phía với xy và cách trục chính 1 khoảng h2 = OI2 = A’’B’’ = 3h

• Nhận thấy: xy ≡ tia tới // với trục chính xuất phát từ B.

BÀI TẬP 5: Một thấu kính hội tụ L có trục chính alf xy, quang tâm O. Một nguồn sáng điểm S chiếu vào thấu kính. Ì và K là hai tia ló ra khỏit hấu kính, F là tiêu điểm. Hãy định vị trí của S. Cho OI = 1cm, OK = 2m.

BÀI TẬP 6: Cho biết là trục chính củamột thấu kính, S là điểm sáng, S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính đó

a, S’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Vì sao?

b, Thấu kính đã cho là hội tụ hay phân kì?

c, Bằng phép vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F và F’ của thấu kính đã cho.

BÀI TẬP 7: Một sơ đồ quang họcvẽ đường đi của một tia sáng qua một thấu kính hội tụ,nhưng do lâu ngày nên nét vẽ bị mờ và chỉ còn rõ 3 điểm A, B, M (H vẽ). Đọc mô tả kèm theo thì thấy A là giao điểm của tia tớ với tiêu diện trước, B là giao điểmcủa tia ló với tiêu diện sau còn M là giao điểmcủa tia ló với trục chính của thấu kính. Bằng cách vẽ hãy khôi phục lại vị trí quang tâm, các tiêu điểm và đường đi của tia sáng.

BÀI TẬP 8: Thấu kính hội tụ có đặc điểm biến đổi chùm tia tới song song thành chùm gì?

A. Thành chùm tia phản xạ.

B. Thành chùm tia ló hội tụ.

C. Thành chùm tia ló phân kỳ.

D. Thành chùm tia ló song song khác.

Hướng dẫn giải:

Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính → Đáp án B

BÀI TẬP 9: Mô tả cách vật được nhìn thấy thông qua thấu kính hội tụ khi vật ở nhiều vị trí khác nhau và điều chỉnh kích thước của hình ảnh.

Lời giải chi tiết:

khi vật nằm ở các vị trí khác nhau đối với thấu kính hội tụ và kích thước của hình ảnh được điều chỉnh, cách vật được nhìn thấy sẽ thay đổi theo các điều kiện sau:

Vật nằm xa hơn tiêu cự của thấu kính: Trong trường hợp này, hình ảnh được tạo ra sẽ nằm ở phía sau thấu kính và hình ảnh sẽ là hình ảnh thu nhỏ, đảo ngược so với vật gốc.

Vật nằm ở vị trí tiêu cự của thấu kính: Khi vật nằm ở vị trí này, hình ảnh sẽ được tạo ra ở vô cùng, tức là hình ảnh sẽ không có kích thước và sẽ xuất hiện ở một khoảng cách không xác định từ thấu kính.

Vật nằm gần hơn tiêu cự của thấu kính: Trong trường hợp này, hình ảnh được tạo ra sẽ ở phía trước thấu kính và sẽ là hình ảnh phóng đại so với vật gốc.

Khi di chuyển vật từ vị trí này sang vị trí khác, kích thước và đặc điểm của hình ảnh sẽ thay đổi. Khi vật di chuyển từ xa tiêu cự đến gần tiêu cự, hình ảnh sẽ phóng đại và ngược lại, khi vật di chuyển từ gần tiêu cự đến xa tiêu cự, hình ảnh sẽ thu nhỏ

BÀI TẬP 10: Ứng dụng của thấu kính hội tụ trong thực tế là gì?

Lời giải chi tiết:

Thấu kính hội tụ có rất nhiều ứng dụng thực tế trong đời sống hàng ngày cũng như trong công nghiệp và khoa học. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của thấu kính hội tụ:

- Kính Hiển Vi: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong kính hiển vi để quan sát và nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của các tế bào, vi khuẩn, và các vật liệu nhỏ.

- Ứng Dụng Trong Mắt Kính: Trong ngành công nghiệp sản xuất kính cận, thấu kính hội tụ được sử dụng để tạo ra các bộ kính cận hoặc kính lão.

- Ứng Dụng Trong Kỹ Thuật Máy Ảnh: Trong ngành sản xuất máy ảnh, các thấu kính hội tụ được sử dụng trong ống kính để tạo ra hình ảnh rõ nét và chất lượng cao.

- Ứng Dụng Trong Thiết Bị Quang Học: Trong các thiết bị quang học như telescop, kính thiên văn, hay đèn hiển vi, thấu kính hội tụ được sử dụng để thu phóng và tạo ra hình ảnh sắc nét.

- Ứng Dụng Trong Y Học: Trong lĩnh vực y học, thấu kính hội tụ được sử dụng trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh như kính hiển vi y học và thiết bị phóng đại.

- Ứng Dụng Trong Công Nghiệp Gia Công Quang Học: Thấu kính hội tụ cũng được sử dụng trong công nghiệp gia công quang học để sản xuất các thiết bị quang học phức tạp như lens, gương, hay các thiết bị quang khác.

- Thấu kính hội tụ không chỉ có ứng dụng trong việc tạo ra hình ảnh sắc nét mà còn rất quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau.

BÀI TẬP 11: Tại sao thấu kính hội tụ còn được gọi là kính phản xạ?

Lời giải chi tiết:

Thấu kính hội tụ còn được gọi là "kính phản xạ" vì tính chất của nó trong việc tập trung ánh sáng và tạo ra hình ảnh. Thuật ngữ "phản xạ" ở đây không đề cập đến hiện tượng phản xạ ánh sáng như trong gương, mà ám chỉ việc thấu kính hội tụ có khả năng phản chiếu ánh sáng về một điểm tiêu điểm.

Khi ánh sáng đi qua thấu kính hội tụ, nó sẽ bị lăn xạ và tập trung về một điểm tiêu điểm, tạo ra hình ảnh rõ nét của vật thể. Quá trình này giống như việc ánh sáng phản xạ và tập trung ở một điểm cụ thể, từ đó tạo ra hình ảnh được nhìn thấy.

Thuật ngữ "kính phản xạ" thường được sử dụng để mô tả tính chất của thấu kính hội tụ trong việc tập trung ánh sáng và tạo ra hình ảnh, dù thực tế không liên quan trực tiếp đến hiện tượng phản xạ ánh sáng như chúng ta thường nghĩ.