Tiêu đề HSG Lý 9 Chuyên đề Bài tập về Thấu kính.pdf ✅

Trang 1  F O F CHỦ ĐỀ: ÁNH SÁNG CHUYÊN ĐỀ: THẤU KÍNH VÀ ỨNG DỤNG A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ I. Thấu kính hội tụ 1. Định nghĩa - Thấu kính hội tụ được làm bằng vật liệu trong suốt (thường là thủy tinh hoặc nhựa) trong đó phần rìa của thấu kính hội tụ mỏng hơn phần giữa - Tia sáng đi tới thấu kính gọi là tia tới, tia khúc xạ ra khỏi thấu kính gọi là tia ló. 2. Các khái niệm trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính hội tụ. • Trong các tia tới vuông góc với mặt thấu kính hội tụ, có một tia cho tia ló truyền thẳng không đổi hướng. Tia này trùng với một đường thẳng gọi là trục chính của thấu kính. • Trục chính của thấu kính hội tụ đi qua một điểm O trong thấu kính mà mọi tia sáng tới điểm này đều truyền thẳng không đổi hướng. Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính. • Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm ló hội tụ tại một điểm nằm trên trục chính gọi là tiêu điểm F của thấu kính. Điểm này nằm khác phía với chùm tia tới. Một thấu kính có hai tiêu điểm F và F nằm về hai phía của thấu kính, cách đều quang tâm. Nếu cho tia tới đi qua tiêu điểm của thấu kính thì thấy tia ló song song với trục chính. • Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm OF OF f    gọi là tiêu cự của thấu kính. 3. Đƣờng truyền của tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ • Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới. • Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm. • Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính. 4. Sự tạo ảnh qua thấu kính hội tụ Đối với thấu kính hội tụ:
Trang 2 • Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự. • Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật. 5. Dựng ảnh của vật qua thấu kính hội tụ Muốn dựng ảnh AB  của AB qua thấu kính (AB vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B của B bằng cách vẽ đường truyền của hai tia sáng đặc biệt, sau đó từ B hạ vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A của A. II. Thấu kính phân kì 1. Định nghĩa Thấu kính phân kì được làm bằng vật liệu trong suốt (thường là thủy tinh hoặc nhựa) trong đó phần rìa của thấu kính phân kì dày hơn phần giữa. 2. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính phân kì • Trong các tia tới vuông góc với mặt thấu kính phân kì, có một tia cho tia ló truyền thẳng không đổi hướng. Tia này trùng với một đường thẳng gọi là trục chính của thấu kính. • Trục chính của thấu kính phân kì đi qua một điểm O trong thấu kính mà mọi tia sáng tới điểm này đều truyền thẳng không đổi hướng. Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính. • Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kì cho các tia ló kéo dài cắt nhau tại một điểm nằm trên trục chính gọi là tiêu điểm F của thấu kính. Điểm này nằm cùng phía với chùm tia tới. • Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm OF OF f    gọi là tiêu cự của thấu kính. 3. Đƣờng truyền của tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì • Tia tới song song với trục chính thì tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm. • Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới. 4. Sự tạo ảnh qua thấu kính phân kì Đối với thấu kính phân kì: • Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. • Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính F O F   F O F
Trang 3 một khoảng bằng tiêu cự. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA B. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1: SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH HỘI TỤ, PHÂN KỲ I. PHƢƠNG PHÁP Bài toán 1: Vẽ đƣờng đi của tia sáng và ảnh của điểm sáng Phƣơng pháp giải Để vẽ tiếp đường đi của tia sáng, ta cần xác định xem tia sáng đó là tia sáng nào trong những tia đặc biệt của thấu kính. Để vẽ ảnh của một điểm sáng qua thấu kính, ta vẽ 2 tia đặc biệt xuất phát từ điểm sáng đến thấu kính, giao của hai tia ló (hoặc phần kéo dài của tia ló) là ảnh của điểm sáng. Chú ý: Nếu điểm sáng S nằm trên trục chính của thấu kính thì ảnh S của nó cũng nằm trên trục chính của thấu kính. Cụ thể về cách vẽ ta sẽ xét trong chương trình học ở bậc cao hơn. Ví dụ: Vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong trường hợp sau: THẤU KÍNH HỘI TỤ Có 2 tiêu điểm cách đều quang tâm Tia tới qua quang tâm truyền thẳng Làm bằng vật liệu trong suốt (nhựa hoặc thủy tinh) Phần rìa mỏng hơn phần giữa Tia tới song song trục chính cho tia ló qua tiêu điểm Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính THẤU KÍNH PHÂN KÌ Phần rìa dày hơn phần giữa Tia tới song song trục chính cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm
Trang 4 Hướng dẫn giải Tia sáng đi song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho tia ló đi qua tiêu điểm F. Bài toán 2: Vẽ ảnh của vật sáng qua thấu kính Phƣơng pháp giải Cách vẽ ảnh của vật AB đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính: Bước 1: Vẽ ảnh B của điểm B như cách vẽ ảnh của một điểm sáng S qua thấu kính. Bước 2: Từ B hạ vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A chính là ảnh của A qua thấu kính. Chú ý: nếu vật AB không vuông góc với trục chính, ta vẽ ảnh của hai điểm A, B rồi nối lại thành ảnhcủa đoạn AB. Ví dụ: Vẽ ảnh của vật AB trong hình vẽ sau và nêu tính chất ảnh? Hướng dẫn giải Bước 1: Vẽ ảnh B : Sử dụng một tia tới song song với trục chính và một tia tới quang tâm O. F S O F F S O F