1. Nhận định nào sau đây đúng về tiêu điểm chính của thấu kính?
Câu hỏi: Nhận định nào sau đây là đúng về tiêu điểm chính của thấu kính?
A. Tiêu điểm ảnh chính của thấu kính hội tụ nằm trước kính;
B. Tiêu điểm vật chính của thấu kính hội tụ nằm sau thấu kính;
C. Tiêu điểm ảnh chính của thấu kính phân kì nằm trước thấu kính;
D. Tiêu điểm vật chính của thấu kính phân kì nằm trước thấu kính.
Chọn đáp án C
2. Lý thuyết liên quan đến thấu kính
Khái niệm thấu kính:
Thấu kính là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng.
Trục chính là đường thẳng nối các tâm của hai mặt cong của thấu kính. Quang tâm là điểm nằm trên trục chính và tia sáng đi qua quang tâm sẽ truyền thẳng.
Thấu kính được phân loại thành thấu kính lồi (rìa mỏng) và thấu kính lõm (rìa dày). Thấu kính lồi hội tụ chùm tia sáng và tạo ảnh hội tụ, trong khi thấu kính lõm phân kì chùm tia sáng và tạo ảnh phân kì.
Đặc điểm thấu kính:
Chùm tia sáng song song với trục chính cho ảnh tại một điểm nằm trên trục chính gọi là tiêu điểm ảnh chính (thật nếu thấu kính hội tụ và ảo nếu phân kỳ).
Tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh nằm đối xứng qua quang tâm.
Tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh được kết nối bởi tiêu diện vật (vuông góc với trục chính) và tiêu diện ảnh.
Chùm tia sáng tới và trải qua trục phụ của thấu kính sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh phụ.
Cách dựng ảnh qua thấu kính:
Để xây dựng ảnh của một điểm sáng, ta chọn hai tia tới (thường là tia đi qua quang tâm và tia sáng bất kỳ). Giao điểm của hai tia ló hoặc của đường kéo dài của hai tia là vị trí ảnh của điểm sáng.
Đối với điểm sáng nằm trên trục chính, ta cũng chọn hai tia tới nhưng một trong số chúng phải đi qua quang tâm.
Công thức thấu kính:
Tiêu cự (f) là độ dài đại số và có giá trị tuyệt đối bằng khoảng cách từ tiêu điểm chính đến quang tâm thấu kính. Tiêu cự dương cho thấu kính hội tụ và tiêu cự âm cho thấu kính phân kỳ.
Độ tụ (D) của thấu kính là nghịch đảo của tiêu cự và được đo bằng độ dp (độ phôi quang) của thấu kính.
Công thức cơ bản của thấu kính là: 1/f = 1/d + 1/d', trong đó d là vị trí vật và d' là vị trí ảnh.
Hệ số phóng đại ảnh (k) là tỉ lệ giữa độ lớn của ảnh và độ lớn của vật, có giá trị là k = -d'/d.
Nếu k > 0, ảnh và vật cùng chiều. Nếu k < 0, ảnh và vật ngược chiều.
Nếu |k| > 1, ảnh cao hơn vật. Nếu |k| < 1, ảnh thấp hơn vật.
Các ứng dụng của thấu kính:
Thấu kính được sử dụng trong nhiều thiết bị và ứng dụng như kính cận, kính lúp, máy ảnh, hiển vi, ống nhòm, thiết bị quang phổ và đèn chiếu.
Tóm lại, lý thuyết về thấu kính bao gồm khái niệm, đặc điểm, cách dựng ảnh, các trường hợp ảnh, công thức và các ứng dụng quan trọng của thấu kính trong vật lý.
3. Bài tập vận dụng về thấu kính
Bài 1: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15 cm. Một đối tượng nằm ở khoảng cách d = 30 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài 2: Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -20 cm. Một vật nằm ở khoảng cách d = 10 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài tập 3: Một đối tượng nằm cách một thấu kính lồi 20 cm và nằm trên trục chính. Tính vị trí và kích thước của ảnh, sử dụng công thức thấu kính.
Bài 4: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 10 cm. Một đối tượng nằm ở vị trí d = 5 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 5: Một thấu kính lõm có tiêu cự f = -30 cm. Nếu một vật nằm ở vị trí d = 40 cm trước thấu kính, hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 6: Sử dụng công thức thấu kính để tính tiêu cự của một thấu kính nếu bạn biết vị trí của tiêu điểm chính (F) và tiêu điểm vật (d).
Bài 7: Một vật được đặt ở vị trí d = 10 cm trước một thấu kính hội tụ. Nếu bạn muốn có ảnh nằm ở vị trí d' = 30 cm sau thấu kính, tính tiêu cự của thấu kính cần sử dụng.
Bài 8: Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -10 cm. Một đối tượng nằm ở khoảng cách d = 20 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài 9: Cho một thấu kính lõm có tiêu cự f = -25 cm. Một vật nằm ở khoảng cách d = 15 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài 10: Một đối tượng nằm cách một thấu kính hội tụ 12 cm và nằm trên trục chính. Tính vị trí và kích thước của ảnh, sử dụng công thức thấu kính.
Bài 11: Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -30 cm. Một đối tượng nằm ở vị trí d = 10 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 12: Một thấu kính lồi có tiêu cự f = 25 cm. Nếu một vật nằm ở vị trí d = 40 cm trước thấu kính, hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 13: Sử dụng công thức thấu kính để tính tiêu cự của một thấu kính nếu bạn biết vị trí của tiêu điểm chính (F) và tiêu điểm vật (d).
Bài 14: Một vật được đặt ở vị trí d = 15 cm trước một thấu kính hội tụ. Nếu bạn muốn có ảnh nằm ở vị trí d' = 45 cm sau thấu kính, tính tiêu cự của thấu kính cần sử dụng.
Bài 15: Một thấu kính lõi có tiêu cự f = -15 cm. Một đối tượng nằm ở khoảng cách d = 25 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài 16: Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -20 cm. Một vật nằm ở khoảng cách d = 30 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh và kích thước của ảnh. Ảnh có phải là thật hay ảo? Ảnh có phải là ảnh lớn hơn vật hay nhỏ hơn vật?
Bài 17: Một đối tượng nằm cách một thấu kính hội tụ 8 cm và nằm trên trục chính. Tính vị trí và kích thước của ảnh, sử dụng công thức thấu kính.
Bài 18: Cho một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = -40 cm. Một đối tượng nằm ở vị trí d = 20 cm trước thấu kính. Hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 19: Một thấu kính lồi có tiêu cự f = 30 cm. Nếu một vật nằm ở vị trí d = 60 cm trước thấu kính, hãy tính vị trí của ảnh, kích thước của ảnh và xác định tính chất của ảnh (thật, ảo; lớn hơn vật, nhỏ hơn vật).
Bài 20: Sử dụng công thức thấu kính để tính tiêu cự của một thấu kính nếu bạn biết vị trí của tiêu điểm chính (F) và tiêu điểm vật (d).
Bài 21: Một vật được đặt ở vị trí d = 30 cm trước một thấu kính hội tụ. Nếu bạn muốn có ảnh nằm ở vị trí d' = 60 cm sau thấu kính, tính tiêu cự của thấu kính cần sử dụng.
Bài 22: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6 cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.
Quý khách có thể tham khảo bài viết liên quan cùng chủ đề như: Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì?
