Giải vở BT vật lý 9 bài: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì

A. HỌC THEO SGK

I. ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH PHÂN KÌ

C1. Làm thí nghiệm:

   + Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì.

   + Đặt màn hứng ở trước thấu kính. Từ từ đưa màn ra xa thấu kính và quan sát xem có ảnh trên màn hay không.

   + Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự, ta vẫn được kết quả là không có vị trí nào của vật để thu được ảnh trên màn quan sát.

C2.

   + Quan sát được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì bằng cách: ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló.

   + Đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì: ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.

II. CÁCH DỰNG ẢNH

C3. Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính phân kì:

Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:

Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.

   + Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài 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 ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kỳ.

C4. Dựng ảnh A’B’ của vật AB (hình 45.1).

III. ĐỘ LỚN CỦA ẢNH ẢO TẠO BỞI THẤU KÍNH

C5. Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính hội tụ (H.45.2a).

Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kỳ (H.45.2b).

IV. VẬN DỤNG

C6. Phân biệt ảnh ảo ở thấu kính hội tụ và phân kỳ:

- Giống nhau: Cùng chiều với vật.

- Khác nhau:

+ Đối với thấu kính hội tụ thì ảnh lớn hơn vật và ở xa thấu kính hơn vật.

+ Đốì với thâu kính phân kì thì ảnh nhỏ hơn vật và ở gần thấu kính hơn vật.

Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính hội tụ hay phân kì: Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, to hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ. Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với nhìn trực tiếp thì đó là thẩu kính phân kì.

C7.

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

- Thấu kính là hội tụ.

Trên hình 45.3a, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔA’B’F’ và ΔOIF’; ΔOAB và ΔOA’B’.

Từ hệ thức đồng dạng ta có:

$\frac{OI}{A'B'}=\frac{OF'}{A'F'}=\frac{OF'}{A'O+OF'};\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}$ (*)

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

$\Rightarrow \frac{AO}{A'O}=\frac{OF'}{A'O+OF'}\Rightarrow \frac{d}{d'}=\frac{f}{d'+f}\Leftrightarrow d.d'+d.f=d'.f$ (2

Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:

$\frac{d.d'+d.f}{d.d'.f}=\frac{d'.f}{d.d'.f}\Leftrightarrow \frac{1}{f}+\frac{1}{d'}=\frac{1}{d}\Leftrightarrow \frac{1}{f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d'}$

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo)

Thay d = 8 cm, f = 12 cm ta tính được: OA’ = d’ = 24 cm

Thay vào (*) ta được:

$A'B' = AB.\frac{A'O}{AO}=h.\frac{d'}{d}=6.\frac{24}{8}=18mm=1,8cm$

+ Thấu kính là phân kỳ.

Trên hình 45.3b, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔA’B’F và ΔOIF; ΔOAB và ΔOA’B’.

Từ hệ thức đồng dạng ta có:

$\frac{OI}{A'B'}=\frac{OF}{A'F}=\frac{OF}{OF-OA'};\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}$ (**)

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

$\Rightarrow \frac{AO}{A'O}=\frac{OF}{OF-OA'}\Rightarrow \frac{d}{d'}=\frac{f}{f-d'}\Leftrightarrow d.f-d.d'=d'.f$ (2)

Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:

$\frac{d.f-d.d'}{d.d'.f}=\frac{d'.f}{d.d'.f}\Leftrightarrow \frac{1}{d'}-\frac{1}{f}=\frac{1}{d}\Leftrightarrow \frac{1}{-f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d'}$

(đây được gọi là công thức thấu kính phân kỳ)

Thay d = 8 cm, f = 12 cm ta tính được: OA’ = d’ = 4,8 cm

Thay vào (**) ta được:

$A'B' = AB.\frac{A'O}{AO}=h.\frac{d'}{d}=6.\frac{4,8}{8}=3,6mm=0,36cm$

C8. Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thây mắt bạn to hơn khi nhìn thấy mắt bạn đang đeo kính, vì kính của bạn là thấu kính phân kì. Khi ta nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì, ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính.