Bài giảng Vật lí lớp 11 - Bài 29: Thấu kính mỏng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí lớp 11 - Bài 29: Thấu kính mỏng

1. I.Tóm tắt lí thuyết 1.Khái niệm ảnh và vật trong quang học +>Ảnh điểm là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng. +>Vật điểm là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng. S’ S S S’
2. I.Tóm tắt lí thuyết 1.Khái niệm ảnh và vật trong quang học 2. Cách dựng ảnh bởi thấu kính - Tia tới quang tâm O truyền thẳng - Tia tới song song trục chính => tia ló đi qua tiêu điểm ảnh - Tia tới qua tiêu điểm vật chính=> tia ló song song trục chính S’ S S F’ F’ F F S’
3. I.Tóm tắt lí thuyết 3. Các trường hợp tạo ảnh bởi thấu kính Các trường hợp tạo ảnh của thấu kính hội tụ Các trường hợp tạo ảnh của thấu kính phân kì
4. I.Tóm tắt lí thuyết B d 4. Công thức thấu kính o F’ A A’ F *.Qui ước : d’ B’ +>TKHT  f > 0, D > 0 TKPK  f Vật thật  d > 0, vật ảo  d Ảnh thật  d’ > 0, ảnh ảo  d’ h, h’ cùng dấu thì ảnh, vật cùng chiều. Trái dấu thì ảnh, vật trái chiều. ( h: chiều cao vật, h’: chiều cao ảnh )
5. I.Tóm tắt lí thuyết a. Công thức xác định vị trí vật - ảnh B d F’ 1 1 1 A A’ F +=' d d f d’ B’ b . Công thức xác định độ phóng đại của ảnh hd'' d’ k = = − d hd o F’ k > 0 => ảnh, vật cùng chiều F k ảnh, vật ngược chiều
6. I.Tóm tắt lí thuyết II. Bài tập * Dạng 1: Bài tập xác định vị trí, tính chất, độ cao ảnh và vẽ ảnh theo đúng tỉ lệ. df. * Phương pháp: + Tìm vị trí ảnh: d ' = df− d'' f f− d + Tìm số phóng đại: k = − = = d f− d f + Tìm độ cao ảnh: h' = k. h + Kết luận và vẽ ảnh.
7. Bài 1: Một TKHT có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB cao 2 cm đặt trước thấu kính và cách thấu kính một đoạn d. Hãy xác định vị trí, tính chất, độ cao của ảnh và vẽ ảnh trong các trường hợp sau: a) d = 30cm b) d = 10 cm Bài giải: f = 20 cm; h =AB = 2 cm; a) d = 30cm df. d' = =60 cm 0 df− d ' k = − = −20 h' == k.4 h cm d KL: Ảnh thu được là ảnh thật cách thấu kính 60 cm. Ảnh ngược chiều vật, cao gấp đôi vật, ảnh cao 4 cm.
8. B A F’ A’ O F b) d = 10 cm ( Mời các em tự giải) B’ d’ = -20 cm; k = 2; h’ = 4cm F’ Ảnh ảo; cách TK 20 cm; ảnh cùng chiều o F vật và cao 4cm
9. I.Tóm tắt lí thuyết II. Bài tập * Dạng 2: Bài tập xác định vị trí đặt vật, vị trí và tính chất của ảnh khi biết khoảng cách từ vật đến ảnh. * Phương pháp: +B1: Tìm điều kiện cho bài ( thường là d > 0) +B2 : Lập hệ phương trình gồm: L=+ d d ' df. Nếu đề bài cho f : d ' = df− d'' f f− d Nếu đề bài cho k k = − = = d f− d f +B3 : Giải hệ pt kết hợp điều kiện suy ra ĐS
10. Bài 2 ( Bài 10-trang 190 SGK): Một TKHT có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh A’B’. Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật - ảnh là: a) 125 cm b) 45 cm 20d Bài giải: + TH1: d + d’ = 125 d + =125 d − 20 a) L = 125 cm ĐK: d >0 d 2 −125d + 2500 = 0 df. 20d => d = 100 cm > 0; d = 25 cm > 0 (tm) d ' == 1 2 d−− f d 20 20d + TH2: d + d’ = -125 d + = −125 d − 20 Gt => L= d + d ' =125 d 2 +125d − 2500 = 0 => d3 = 17,54 cm > 0; (tm) d4 = -107,46 cm < 0 (loại) KL: bài toán có ba nghiệm: 100cm; 25cm; 17,54cm. b) L = 45 cm ( Mời các em tự làm)
11. I.Tóm tắt lí thuyết II. Bài tập * Dạng 3: Bài tập xác định loại thấu kính, tìm F, O, F’ bằng phương pháp vẽ hình. B1: Dựa vào tính chất vật - ảnh lập luận để suy ra loại thấu kính. B2: Dùng các tia sáng đặc biệt đi qua vật - ảnh và các điểm để tìm O, F’, F.
12. Bài 3 ( Bài 12-trang 190 SGK): Trong hình vẽ dưới đây biết xy là trục chính của thấu kính L, A là vật điểm thật, A’ là ảnh của A tạo bới thấu kính. Với mỗi trường hợp hãy xác định: a) A’ là ảnh thật hay ảo. b) Loại thấu kính c) F, O, F’ bằng phép vẽ. A’ A A A’ x y x y H.1 H.2
13. A’ a) A’ là ảnh ảo vì A’ nằm cùng bên trục chính với A. I b) Đây là TKHT A F’ x vì ảnh A’ nằm xa y trục chính hơn A F O c) + Nối AA’ cắt xy tại đâu đó là O vì tia tới đi qua O truyền thẳng và đi qua ảnh. Qua O dựng TKHT vuông góc với xy. + Kẻ AI song song với xy, cắt TK tại I. Nối A’I cắt xy tại đâu thì đó là F’ vì tia tới song song trục chính cho tia ló đi qua F’ và đi qua ảnh. + Lấy đối xứng F’ qua O trên trục xy ta được F.
14. A A’ x y H.2 CÁC EM TỰ LÀM H2 TƯƠNG TỰ NHƯ H1
15. Giao nhiệm vụ về nhà 1. Ôn lại lý thuyết của bài đã học. 2. Làm tiếp các bài tập 5, 6, 9, 11 trang 189-190 SGK. 3. Giờ sau tiếp tục làm các bài tập lăng kính và thấu kính.
16. I.Tóm tắt lí thuyết II. Bài tập * Dạng 4: Bài tập xác định vị trí đặt vật, vị trí và tính chất của ảnh khi biết độ dịch chuyển của chúng. - Chú ý: Vật lại gần TK thì ảnh lùi ra xa và ngược lại. * Phương pháp: +B1 : Đặt điều kiện cho bài toán +B2 : Lập và giải hệ pt df. Vị trí đầu : d ' = df− (d a ). f Vị trí sau : db' = d a− f
17. Bài 4 Một TKHT có độ tụ 5 đp. Vật sáng AB đặt cách TK một đoạn d1 cho ảnh A’B’ cách thấu kính một đoạn d1’. Dịch vật lại gần TK 1 đoạn a = 10 cm thì ảnh dịch chuyển một đoạn b = 20 cm. Hãy xác định vị trí của vật trước và sau dịch chuyển, xác định vị trí và tính chất của ảnh trước, sau dịch chuyển. Bài giải: + ĐK: d1 > 10; d2 >0. ' d11. f 20 d + Trước khi dịch chuyển: d 1 == (1) d11−− f d 20 ' d22. f 20 d + Sau khi dịch chuyển: d 2 == (2) d22−− f d 20 + Theo giả thiết suy ra: d2= d1 – a = d1 – 10 ; d2’ = d1’+ b = d1’+ 20 (3)
18. 20dd 20(− 10) + Từ (1), (2), (3) suy ra: 11+=20 dd11−20 − 10 − 20 2 dd11 −50 + 400 = 0 + GPT ta được: d1 = 10 cm (loại) d1 = 40 cm (tm) => d2 = 30 cm; d1’= 40 cm; d2’= 60 cm (Ảnh thật)
19. - Có một bức chân dung bị che khuất bới 20 ô khóa! Mỗi ô khóa này tương ứng với một câu hỏi mà trả lời đúng sẽ mở. - Hãy chọn lựa ô khóa để mở sao cho có thể nhận ra bức chân dung vẽ ai một cách nhanh nhất. ( không nhất thiết phải mở hết 20 ô) Phần thưởng: Ai mở được 3 ô trở lên sẽ thưởng điểm hệ số 1. Càng mở được nhiều ô điểm thưởng càng cao. Đặc biệt: Người tìm ra được bức chân dung vẽ ai sẽ thưởng điểm hệ số 2 (^o^). Nhưng nếu sai sẽ mất quyền chơi tiếp và toàn bộ điểm thưởng mở ô đều bị hủy.
20. 11 2 13 4 15 16 7 18 10 9 1 12 3 14 5 6 17 19 8 2020
21. Câu 1. Với một tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nước là na , của thuỷ tinh là nb . Chiết suất tỉ đối khi tia sáng đó truyền từ thủy tinh sang nước là A. n = na/nb C. n = nb – na B. n = nb/na D. n = na – nb 21
22. Câu 2. Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt một môi trường trong suốt sao cho tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc nhau. Khi đó góc tới và góc khúc xạ liên hệ với nhau qua hệ thức A. i = r + 900 C. i + r = 1800 B. i + r = 900 D. i = 1800 + r 22
23. Câu 3. Khi ánh sáng từ nước có chiết suất n = 4/3 sang không khí thì góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là 0 A. igh = 41 24’ 0 B. igh = 36 52’ 0 C. igh = 48 35’ 0 D. igh = 53 7’ 23
24. Câu 4. Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi A. hai mặt bên của lăng kính B. tia tới và pháp tuyến C. tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính D. tia ló và pháp tuyến 24
25. Câu 5. Qua thấu kính hội tụ nếu vật thật muốn cho ảnh ngược chiều, nhỏ hơn vật thì vật phải đặt cách thấu kính một khoảng A. lớn hơn 2f B. bằng 2f. C. từ f đến 2f D. từ 0 đến f 25
26. Câu 6. Phát biểu nào sau đây đối với thấu kính phân kì là đúng? A. Vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật B. Vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật C. Vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh thật ngược chiều và nhỏ hơn vật D. Vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật 26
27. Câu 7. Vật sáng AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính một khoảng lớn hơn tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh A. ảo, nhỏ hơn vật B. ảo, lớn hơn vật C. thật, ngược chiều vật D. thật, cùng chiều vật 27
28. Câu 8. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 5(đp) và cách thấu kính một khoảng 30 (cm). ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là A. ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 60 (cm) B. ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính 60 (cm) C. ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 20 (cm) D. ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính 20 (cm) 28
29. Câu 9. Một thấu kính có tiêu cự f = -20 cm, đó là A. thấu kính phân kì có độ tụ D = - 0,2 (đp) B. thấu kính phân kì có độ tụ D = - 5 (đp) C. thấu kính hội tụ có độ tụ D = 5 (đp) D. thấu kính hội tụ có độ tụ D = 20 (đp) 29
30. Câu 10. Vật sáng AB cao 2 cm qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật A’B’ cao 4 cm. Độ phóng đại của ảnh qua thấu kính là A. k = 2 B. k = 0,5 C. k = -2 D. k = - 0,5 30
31. Câu 11. Tia sáng truyền từ không khí tới gặp mặt thoáng của một chất lỏng có chiết suất n = 3 . Hai tia phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhau. Góc khúc xạ r có giá trị là A. 60o B. 50o C. 45o D. 30o 31
32. Câu 12. Điều nào sau đây đúng khi nói về đường truyền của tia sáng qua thấu kính phân kì? A. Tia tới đi qua quang tâm thì cho tia ló song song với trục chính B. Tia tới đi qua quang tâm thì truyền thẳng không bị khúc xạ C. Tia tới đi qua quang tâm thì cho tia ló đi song song với mặt thấu kính D. Tia tới đi qua quang tâm thì cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F’ 32
33. Câu 13. Một người nhìn hòn sỏi dưới đáy một bể nước thấy ảnh của nó dường như cách mặt nước một khoảng 1,2 (m); chiết suất của nước là n = 4/3. Độ sâu của bể là A. h = 9 (dm) B. h = 12 (dm) C. h = 15 (dm) D. h = 16 (dm) 33
34. Câu 14. Chiếu một tia sáng đơn sắc vào mặt bên của một lăng kính có chiết suất n >1. So với tia tới thì sau khi ra khỏi lăng kính tia ló sẽ A. Lệch về phía đỉnh lăng kính và không bị đổi màu B. Lệch về phía đỉnh lăng kính và bị đổi màu C. Lệch về phía đáy lăng kính và bị đổi màu D. Lệch về phía đáy lăng kính và không bị đổi màu 34
35. Câu 15. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự 25 cm, cách thấu kính 25cm. ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là: A. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cao gấp hai lần vật B. ảnh ảo, nằm trước thấu kính, cao bằng nửa lần vật C. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cao gấp hai lần vật D. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cao bằng nửa lần vật 35
36. Câu 16. Vật AB = 2 (cm) nằm trước thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16cm cho ảnh A’B’ cao 8cm. Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là A. 8 (cm) B. 16 (cm) C. 64 (cm) D. 72 (cm) 36
37. Câu 17. Một TKHT có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB đặt trước TK cho ảnh A’B’ cách vật 135 cm. Vật được đặt cách TK một đoạn là A. 35cm B. 40 cm C. 45cm D. 60cm 37
38. Câu 18. Một TKHT có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB ban đầu được đặt cách TK một đoạn d. Cho vật dời xa TK một đoạn 30 cm thì thấy ảnh dịch chuyển một đoạn 15cm. Ban đầu vật đặt cách TK là A. 90 cm B. 60 cm C. 45 cm D. 75 cm 38
39. Câu 19. Bạn An dùng một thấu kính để thu ảnh của một ngọn nến trên màn ảnh. Khi ngọn nến cách thấu kính 30 cm thì bạn An thấy ảnh của nó rõ nét trên màn, ngược chiều vật và có chiều cao bằng nửa vật. Em hãy tính giúp bạn An tiêu cự của thấu kính trên là bao nhiêu? A. 10 cm B. 15 cm C. 20 cm D. -10 cm 39
40. Câu 20. Chiếu một ánh sáng đơn sắc từ chân không vào một khối chất trong suốt với góc tới 450 thì góc khúc xạ bằng 300. Chiết suất tuyệt đối của môi trường này là A. 1,73 B. 2 C. 1,5 D. 1,41 40