Bài giảng Vật lí 11 - Bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính

1. I. LẬP SƠ ĐỒ TẠO ẢNH: 1/ Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách nhau: B2 L2 L1 B d'1 d2 F F'1 A1 2 A A F'2 2 d1 d'2 B1 l B d'1 d2 A F'2 F'1 1 A2 A d1 B2 B1 d'2 L L2 1 SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L L1 2 AB A1 B1 A2 B2 ( d , d' ) ( d1, d'1 ) 2 2
2. B2 L2 L1 B l F' A1 F 1 2 A F' A2 2 B1 d1 d'1 d2 d'2 SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L2 L1 AB A1 B1 A2 B2 ( d , d' ) ( d1, d'1 ) 2 2 1 1 1 1 1 1 + = + = l = d '+d d d ' f 1 2 d1 d1' f1 2 2 2 d’2 > 0 : Hệ cho ảnh A2B2 là ảnh thật d’2 < 0 : Hệ cho ảnh A2B2 là ảnh ảo d’2 → : Hệ cho ảnh A2B2 ở xa vô cực
3. * Số phóng đại ảnh sau cùng: k > 0 → ảnh A2B2 cùng chiều với vật AB k < 0 → ảnh A2B2 ngược chiều với vật AB
4. 2/ Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau: B O1 O2 A2 A L1 L 2 B2 d1 d2’ l = d1'+d2 = 0 d2 = −d1' 1 1 1 1 1 1 + = (a) + = (b) d1 d1' f1 d2 d2 ' f2 1 1 1 1 + = + (1) d1 d2 ' f1 f2
5. 2/ Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau: B B d2΄ F' A‘2 F' A2' A A d1 L L 1 2 B‘2 L B2' * Hệ hai thấu kính L1 và L2 tiêu cự f1 và f2 tương đương với một thấu kính L12 có tiêu cự f. SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L12 AB A2΄B2΄ (d1 ,d2΄) 1 1 1 + = (2) d1 d2 ' f 1 1 1 + = hay độ tụ D = D1 + D2 f f1 f2
6. Phương pháp giải SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L L1 2 AB A1 B1 A2 B2 ( d , d' ) ( d1, d'1 ) 2 2 d1.f1 + Khoảng cách từ ảnh A1B1 đến thấu kính L1: d'1= d1 – f1 + Khoảng cách từ A1B1(xem như là vật) đến thấu kính L2: d2 = l - d'1 d2.f2 + Khoảng cách từ ảnh A2B2 đến thấu kính L2: d'2= d2 – f2 + Số phóng đại ảnh sau cùng:
7. III. CÁC BÀI TẬP VÍ DỤ: Ví dụ 1: Cho f1 = 20 cm; f2 = 30 cm; l = 70 cm; d1 = 60 cm. Hãy xác định vị trí ảnh cuối cùng ( d2’ = ? ) và số phóng đại ảnh cuối cùng của hệ?
8. Ví dụ 1: SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L1 L2 AB A1 B1 A2 B2 d 1 d'1 d2 d'2 d1 f1 60.20 d1'= = = 30 (cm) d1 − f1 60 − 20 d2 = l - d'1 = 70 – 30 = 40 ( cm ) d2 f2 40.30 d2 '= = =120 (cm) d2 − f2 40 − 30 A2 'B2 ' d2 ' d1' 120.30 k = = k2.k1 = . = = 4,5 AB d2 d1 40.20
9. III. CÁC BÀI TẬP VÍ DỤ: Ví dụ 2: Một hệ gồm hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau : L1 có f1 = 15 cm; vật AB cách L1 một đoạn d1 = 10 cm; qua hệ thấu kính cho ảnh cuối cùng cách L2 một đoạn d2’ = 30 cm. Hãy tính tiêu cự của thấu kính L2 ( f2 = ? ) B B d2΄ F' A‘2 F' A2' A A d1 L L 1 2 B‘2 L B2'
10. Ví dụ 2: SƠ ĐỒ TẠO ẢNH L12 AB A2΄B2΄ (d1 ,d2΄) d d ' 10.30 f = 1 2 = = 7,5 (cm) d1 + d2 ' 10 + 30 f1. f 15.7.5 f2 = = =15 (cm) f1 − f 15 −7,5
11. TRẮC NGHIỆM HỆ THẤU KÍNH Câu 1: Cho hai thÊu kÝnh héi tô L1, L2 cã tiªu cù lÇn luît lµ 20 (cm) vµ 25 (cm), ®Æt ®ång trôc vµ c¸ch nhau mét kho¶ng a = 80 (cm). VËt s¸ng AB ®Æt truíc L1 mét ®o¹n 30 (cm), vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña hai thÊu kÝnh. ¶nh A2 B2 cña AB qua quang hÖ lµ A. ¶nh thËt, n»m sau L1 c¸ch L1 mét ®o¹n 60 (cm). B. ¶nh ¶o, n»m truíc L2 c¸ch L2 mét ®o¹n 20 (cm). C. ¶nh thËt, n»m sau L2 c¸ch L2 mét ®o¹n 100 (cm). . D. ¶nh ¶o, n»m truíc L2 c¸ch L2 mét ®o¹n 100 (cm).
12. TRẮC NGHIỆM HỆ THẤU KÍNH Câu 2: HÖ quang häc ®ång trôc gåm thÊu kÝnh héi tô O1 (f1 = 20 cm) vµ thÊu kÝnh héi tô O2 (f2 = 25 cm) ®uîc ghÐp s¸t víi nhau. VËt s¸ng AB ®Æt truíc quang hÖ vµ c¸ch quang hÖ mét kho¶ng 25 (cm). ¶nh A2 B2 cña AB qua quang hÖ lµ A. ¶nh ¶o, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 20 (cm). B. ¶nh ¶o, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 100 (cm). C. ¶nh thËt, n»m sau O c¸ch O mét kho¶ng 100 (cm). . 1 1 D. ¶nh thËt, n»m sau O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 20 (cm).
13. TRẮC NGHIỆM HỆ THẤU KÍNH Câu 3: Cho thÊu kÝnh O1 (D1 = 4 dp) ®Æt ®ång trôc víi thÊu kÝnh O2 (D2 = -5 dp), kho¶ng c¸ch O1O2 = 70 (cm). §iÓm s¸ng S trªn quang trôc chÝnh cña hÖ, truíc O1 vµ c¸ch O1 mét kho¶ng 50 (cm). ¶nh S2 cña S qua quang hÖ lµ A. ¶nh ¶o, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 10 (cm). B. ¶nh ¶o, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 20 (cm). C. ¶nh thËt, n»m sau O1 c¸ch O1 mét kho¶ng 50 (cm). . D. ¶nh thËt, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét kho¶ng 20 (cm).
14. TRẮC NGHIỆM HỆ THẤU KÍNH Câu 4: Cho thÊu kÝnh O1 (D1 = 4 dp) ®Æt ®ång trôc víi thÊu kÝnh O2 (D2 = -5 dp), chiÕu tíi quang hÖ mét chïm s¸ng song song vµ song song víi trôc chÝnh cña quang hÖ. §Ó chïm lã ra khái quang hÖ lµ chïm song song th× kho¶ng c¸ch gi÷a hai thÊu kÝnh lµ A. a = 25 (cm). B. a = 5 (cm). . C. a = 10 (cm). D. a = 20 (cm).
15. TRẮC NGHIỆM HỆ THẤU KÍNH Câu 5: HÖ ®ång trôc gåm hai thÊu kÝnh O1 vµ O2 cã tiªu cù lÇn luît lµ f1 = 20 (cm), f2 = - 20 (cm), ®Æt c¸ch nhau mét ®o¹n a = 30 (cm), vËt ph¼ng AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh truíc O1 vµ c¸ch O1 mét ®o¹n 20 (cm). ¶nh cuèi cïng cña vËt qua quang hÖ lµ A. ¶nh thËt, n»m sau O2 c¸ch O2 mét ®o¹n 10 (cm). B. ¶nh thËt, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét ®o¹n 20 (cm). . C. ¶nh ¶o, n»m truíc O2 c¸ch O2 mét ®o¹n 10 (cm). D. ¶nh thËt, n»m sau O2 c¸ch O2 mét ®o¹n 20 (cm).
16. VD3: (Dạng Bài 3 trang 195) f1 = 20cm, f2 = -10cm, O1O2 = a = 30cm Vật AB cách O1 là d1 a. Tìm d1 để ảnh qua thấu kính là ảnh thật, ảnh ảo, ảnh ở xa vô cực b. d Tìm S1ơ đểđồảnh tạoqua ảnh:hệ là ảnh thật, cao gấp hai lần vật O1 O2 . AB ⎯⎯⎯→ A1B1 ⎯⎯⎯→ A2B2 (d1, d1’ ) ( d2 ,d2’)
17. VD3: d1.f1 d'1= d1 – f1 Lập bảng xét dấu của d2 = l - d'1 d2’ theo d1 d2.f2 d'2= d2 – f2
18. Lập bảng xét dấu d1 0 40 60 + + 0 60- d1 + - 0 + + d1- 40 - - || 0 - d’2 + Hệ cho ảnh thật khi d2’ > 0 → 40cm 60cm Hệ cho ảnh ở xa vô cực d2’ → → d1 = 40cm
19. b) Ta có: d2’ > 0 và |k| = 2 d1 f1 20d1 d'1 = = d1 − f1 d1 − 20 20d1 10d1 − 600 d2 = a – d1’ = 30 - = d1 − 20 d1 − 20 . + k = 2 → d1 = 35cm ( loại ) + k = -2 → d1 = 45cm ( thỏa mãn)
20. THE END
21. BÀI TẬP VỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH - Lớp 11 Sơ đồ tạo ảnh: L1 L2 AB ⎯⎯⎯→ A1B1 ⎯⎯⎯→ A2B2 d1 d1’ d2 d2’ a) Ta coù: d f 20.20 d' d' d ' d ' d ' 1 d' = 1 1 = = k = 1 1 = 2 . 1 = 2 = 0.5 1 d d d l − d ' d l d1 − f1 20 − 20 1 2 1 1 1 −1 d ' d2 = a – d1’ = 30 - = - 1 . 1 1 1 1 1 1 = + ' = + ' = ' f 2 d 2 d 2 d 2 d 2  d2’ = f2 = - 10 cm.
22. BÀI TẬPVỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH - Lớp 11 Bài 3 trang 195 Sơ đồ tạo ảnh: L1 L2 AB ⎯⎯⎯→ A1B1 ⎯⎯⎯→ A2B2 d1 d1’ d2 d2’ d' d' d ' d ' d ' 1 k = 1 1 = 2 . 1 = 2 = 0.5 ' l d1d2 d1 l − d1 d1 ' −1 d1 d1 f1 20d1 b) Ta coù: d'1 = = d1 − f1 d1 − 20 . 20d 10d − 600 d2 = a – d1’ = 30 - 1 = 1 d1 − 20 d1 − 20
23. BÀI TẬPVỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH - Lớp 11 Bài 3 trang 195 Sơ đồ tạo ảnh: L1 L2 AB ⎯⎯⎯→ A1B1 ⎯⎯⎯→ A2B2 d1 d1’ d2 d2’ b) Ta coù: d1 f1 20d1 d'1 = = d1 − f1 d1 − 20 20d1 10d1 − 600 20d 600 −10d d2 = a – d1’ = 30 - = 1 . 1 d1 − 20 d1 − 20 d − 20 2d − 90 k = 1 1 = 2 . 10d1 − 600 10d1 − 600 d . .(−10) 1 d − 20 d f d − 20 600 −10d 1 2 2 = 1 = 1 0 d − f 10d − 600 2d −80 2 2 1 +10 1 d1 = 35cm d1 − 20