Bài giảng Vật lí 11 - Bài số 32: Kính lúp

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài số 32: Kính lúp

1. Người thợ sửa đồng hồ muốn quan sát các bộ phận của chiếc đồng hồ đeo tay, chuyên viên phịng thí nghiệm sinh học muốn quan sát các tế bào, các hồng cầu, các vi trùng Một trong những dụng cụ đạt yêu cầu đĩ là kính lúp. 11/11/2021
2. KÍNH LÚP
3. 1. ĐỊNH NGHĨA Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trơ cho mắt trong việc quan sát các vật nhỏ. Nó có tác dụng làm tăng góc trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Kính lúp đơn giản nhất là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (chừng vài cm)
4. Người ta phân các dụng cụ quang thành hai nhĩm: Các dụng cụ quan sát vật Các dụng cụ quan sát vật nhỏ: kính lúp, kính hiển vi, ở xa: kính thiên văn, ống nhịm,
5. 2.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG Khi vẽ ảnh của một điểm sáng qua thấu kính hội tụ ta dùng hai trong số ba tia tới đặc biệt sau đây : a) Tia đi qua quang tâm O không bị lệch phương. b) Tia song song với trục chính có tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính F’. c) Tia đi qua F cho tia ló song song song với trục chính. Giao điểm của hai tia ló (hoặc đường kéo dài của chúng) cho ta ảnh
6. 3. CÁCH NGẮM CHỪNG Khi đặt vật trong khoảng OF, kính lúp sẽ cho một ảnh ảo lớn hơn vật. Để cho mắt thấy được ảnh, ta phải điều chỉnh vị trí của vật sao cho ảnh hiện ra trong khoảng từ cực cận CC đến cực viễn CV ; quá trình đó gọi là sự ngắm chừng kính lúp. * Nếu ảnh A’B’ hiện lên ở CC, cách quan sát này là cách ngắm chừng ở điểm cực cận. * Nếu ảnh A’B’ hiện lên ở CV, cách quan sát này là cách ngắm chừng ở điểm cực viễn. * Nếu ảnh A’B’ hiện lên ở vô cực, cách quan sát này là cách ngắm chừng ở vô cực. Khi quan sát viên có mắt bình thường, nghĩa là nhìn được vô cực không cần điều tiết (CV ở vô cực), thì người ta hay ngắm chừng ở vô cực cho mắt đỡ mỏi.
7. Cách ngắm chừng vật qua kính lúp
8. •* Vật ở A1B1 : ảnh A’1B’1 ở cực cận CC. * Vật ở A2B2 : ảnh A’2B’2 ở cực viễn CV. Khoảng L = A1A2 gọi là phạm vi ngắm chừng
9. 4. ĐỘ BỘI GIÁC CỦA KÍNH LÚP 1. Độ bội giác G của một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt là tỉ số giữa góc trông ảnh của vật qua quang cụ (α) với góc trông trực tiếp vật đó khi vật đặt ở điểm cực cận CCcủa mắt (α0) 2. Trong trường hợp tổng quát, độ bội giác G được tính bởi công thức : 11/11/2021
10. Ngắm chừng vô cực (vật ở F) : G∞ không phụ thuộc vị trí mắt 11/11/2021
11. Mắt đặt tại F’: dù vật ở vị trí nào trong khoảng OF, ta vẫn có :
12. VẬN DỤNG Bài 1. Dùng một thấu kính có độ tụ +10 điôp để làm kính lúp. a) Tính độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực. b) Tính độ bội giác của kính và độ phóng đại của ảnh khi người quan sát ngắm chừng ở điểm cực cận. Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt là 25cm. Mắt đặt sát thấu kính. GIẢI a) Tiêu cự thấu kính : f = 1/D = 1/10 = 0,1m = 10cm. Độ bội giác khi ngắm chừng vô cực : = 25/10 = 2,5 b) Mắt người quan sát đặt sát kính lúp nên ta có : G = . Khi ngắm chừng ở cực cận thì : |d’| = Đ nên G = k Ảnh ở cực cận nên : d’ = - 25cm suy ra : d = = cm Độ bội giác trong trường hợp này là : G = k = - d’/d = 3,5 11/11/2021
13. BÀI 2 Một người cận thị có khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận là 10cm và đến điểm cực viễn là 50cm quan sát một vật nhỏ qua một kính lúp có độ tụ +10 điôp. Mắt đặt sát sau thấu kính. a) Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính ? b) Tính độ bội giác của kính ứng với mắ người ấy và độ phóng đại của ảnh trong các trường hợp sau : •* Người ấy ngắm chừng ở điểm cực viễn. •* Người ấy ngắm chừng ở điểm cực cận.
14. GIẢI a) Tiêu cự thấu kính : f = 1/D = 1/10 = 0,1m = 10cm. Ảnh ở cực cận cách mắt 10 cm, như vậy : d’1 = - 10cm Vị trí của vật tương ứng : dC = = 5cm Ảnh ở cực viễn cách mắt 50 cm, như vậy : d’V = - 50cm Vị trí của vật tương ứng : dV = = 25/3 8,3 cm 5cm d 8,3 cm b) Độ bội giác và độ phóng đại ảnh : •* Khi ngắm chừng ở cực viễn : d’V = - 50 cm; dV = 25/3 (cm) k V = 6 • GV = 6.10/ 50 = 1,2 •* Khi ngắm chừng ở cực cận : d’C = - 10 cm; dC = 5 (cm) k C = 2 • Trong trường hợp này : GC = kC = 2 11/11/2021
15. BÀI 3 Một người đứng tuổi khi nhìn những vật ở xa thì không phải đeo kính, nhưng khi đeo kính số 1 thì sẽ đọc được trang sách đặt cách mắt gần nhất là 25 cm. a) Xác định khoảng cách từ mắt người ấy đến điểm cực cận và cực viễn khi không đeo kính. b) Người ấy bỏ kính ra và dùng một kính lúp có ghi ký hiệu X8 (với quy ước Đ = 25 cm) để quan sát một vật nhỏ. Mắt đặt cách kính 10cm. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính. Xác định phạm vi biến thiên của độ bội giác ảnh trong trường hợp này.
16. GIẢI a) Người này nhìn được vật ở xa mà không cần đeo kính : điểm cực viễn của mắt ở vô cực. Kính số 1 là kính có độ tụ là + 1 điôp, tiêu cự : f = 1 m = 100 cm. Khi đeo kính thì trang sách ở gần mắt nhất sẽ cho một ảnh ảo ở cực cận. Ta có : d’C = = = - 100/3 = - 33,3 cm Điểm cực cận cách mắt Đ = 33,3 cm. Như vậy khi không đeo kính mắt người này nhìn được các vật ở cách mắt từ 33,3 cm ra đến vô cực. b) Trên vành kính lúp ghi X8 nghĩa là độ bội giác vô cực ứng với Đq = 25 cm (theo quy ước) là 8. Ta có : G = Đq/ f f = Đq/ G = 25/8 (cm) = 3,125cm •Khi ngắm chừng ở vô cực : G = Đ/ f = (100/3) / (25/8) = 10,7. •Khi ngắm chừng ở CC thì ảnh cách thấu kính khoảng : |d’| = 33,3 – 10 = 23,3 cm •Tính được : dC = 2,76 cm và kC = 8,4 khi này GC = kC = 8,4 Vật phải đặt vật trong khoảng cách kính lúp từ 2,76 cm đến 3,125 cm