Thấu kín hội tụ là một trong những kiến thức vật lý lớp 9 nhưng lại được sử dụng trong quá trình học lý cấp 3. Do đó, học sinh cần nhớ được thấu kính hội tụ là gì và công thức tính thấu kính hội tụ thì mới có thể làm được bài tập. Tất cả đã được Huyndai Smart Phone trình bày chi tiết trong bài viết này
Thấu kính hội tụ là gì?
Thấu kính hội tụ là một khối chất trong suốt, đồng chất (thường làm bằng thủy tinh), có phần rìa mỏng hơn phần giữa, được giới hạn bởi hai mặt lồi hoặc một mặt lồi và một mặt phẳng.
Đặc điểm của thấu kính hội tụ
1. Tia sáng qua thấu kính
- Tia sáng đi tới thấu kính gọi là tia tới
- Tia khúc xạ ra khỏi thấu kính gọi là tia ló
2. Hình dạng của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa, được làm bằng vật liệu trong suốt (thường là thủy tinh hoặc nhựa)
Kí hiệu trong hình vẽ:
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.
Dùng thấu kính hội tụ quan sát dòng chữ thấy lớn hơn so với khi nhìn bình thường.
Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cụ của thấu kính hội tụ
1. Trục chính của thấu kính hội tụ
Trục chính của thấu kính hội tụ chính là tia ló, có thể truyền thẳng qua vật và không bị đổi hướng khi đi qua thấu kính.
2. Quang tâm của thấu kính hội tụ
Đối với thấu kính hội tụ thì quang tâm chính là điểm mà mọi tia sáng đi tới điểm này đều có thể truyền thẳng và không bị đổi hướng. Quang tâm được ký hiệu là O.
3. Tiêu điểm của thấu kính hội tụ
Đối với tiêu điểm của thấu kính hội tụ được kí hiệu là F. Chúng có chùm tia ló hội tụ tại một điểm và có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính.
Hệ thống đường truyền của ba tia sáng đặc biệt như sau:
- Tia tới khi đi qua quang tâm O sẽ cho tia ló truyền thẳng.
- Tia tới sẽ song song với trục chính, sau đó cho tia ló đi qua tiêu điểm F’
- Tia tới khi qua tiêu điểm F có đặc điểm song song với trục chính.
4. Tiêu cự của thấu kính hội tụ
Với tiêu cự thấu kính hội tụ, đây là khoảng cách từ tiêu điểm F của thấu kính, đi tới quang tâm O của thấu kính, được ký hiệu là f và có đơn vị đo là cm.
Cách vẽ thấu kính hội tụ
Để có thể vẽ được thấu kính hội tụ, bạn cần thực hiện theo các bước vẽ sau:
- Vẽ trục chính nằm ngang ký hiệu là (△).
- Dựng thấu kính vuông góc với trục chính. Điểm đi qua quang tâm ký hiệu là (O)
- Có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ. Tiêu điểm chính là chùm tia ló hội tụ tại 1 điểm trên trục chính.
- Tiêu điểm chính là hai điểm nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng và đối xứng với tiêu điểm F bên này ta có tiêu điểm F’ bên kia của thấu kính.
Công thức thấu kính hội tụ
Công thức liên hệ giữa vị trí của vật, vị trí của ảnh và tiêu cự của thấu kính
1/f = 1/d + 1/d’
Công thức số phóng đại của thấu kính
Trong đó:
- f là tiêu cự của thấu kính, có đơn vị cm hoặc m. Đối với thấu kính hội tụ f >0; đối với thấu kính phân kì f < 0.
- d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, có đơn vị cm hoặc m. Nếu vật thật d > 0; nếu vật ảo d < 0.
- d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, có đơn vị cm hoặc m. Nếu ảnh thật d’ > 0; nếu ảnh ảo d’ < 0.
- k là số phóng đại ảnh. Nếu k > 0: ảnh và vật cùng chiều; nếu k < 0: ảnh và vật ngược chiều. Nếu |k| > 1: ảnh lớn hơn vật; nếu |k| < 1: ảnh nhỏ hơn vật.
- A’B’— là độ cao của ảnh, có đơn vị cm hoặc m.
- AB— là độ cao của vật, có đơn vị cm hoặc m.
Tham khảo thêm:
- Áp suất là gì? Công thức tính áp suất chất lỏng, khí, rắn và bài tập chuẩn 100%
- Lực ma sát là gì? Công thức tính lực ma sát trượt, nghỉ, lăn kèm VD
- Định luật vạn vật hấp dẫn là gì? Công thức và bài tập có lời giải từ A – Z
Bài tập về thấu kính hội tụ có lời giải
Ví dụ 1: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Đặt một vật sáng AB cao 2 cm trước thấu kính và cách thấu kính 60 cm. Xác định vị trí và chiều cao của ảnh.
Lời giải
Áp dụng công thức tính thấu kính hội tụ
1/f = 1/d + 1/d’ ⇒ d’ = d.f/d-f = (60.20) : (60-20) = 30 cm
Áp dụng công thức độ phóng đại ảnh
k = -d’/d = -30/60 = -0,5
Mà
Vậy ảnh A’B’ cao 1 cm, dấu “-” cho biết ảnh ngược chiều với vật.
Ví dụ 2: Cho thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5. TÍnh tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu:
a) Hai mặt lồi có bán kính 10cm và 30cm
b) Mặt lồi có bán kính 10cm và mặt lõm có bán kính 30cm.
Lời giải
Ví dụ 3: 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.
a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính.
b) Xác định kích thước và vị trí của ảnh.
Lời giải
a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính.
Qua B kẻ tia tới BI // với trục chính, thì tia ló qua I và tiêu điểm ảnh F’.
Xuất phát từ B kẻ tia qua quang tâm O, tia này giao với tia IF’ tại B’, B’ là ảnh của B.
Từ B hạ vuông góc xuống trục chính cắt trục chính tại A’.
Vậy A’B’ là ảnh của AB cần dựng.
Bên trên chính là toàn bộ lý thuyết thấu kính hội tụ là gì và công thức tính thấu kính hội tụ mà chúng tôi đã phân tích chi tiết có thể giúp các bạn học sinh củng cố lại kiến thức của mình để áp dụng vào làm bài tập
