Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

1/ Chứng minh công thức thấu kính hội tụ
xét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ.

  • d = OA: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính
  • d' = OA': khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính
  • f = OF = OF': tiêu cự của thấu kính
  • A'B': chiều cao của ảnh
  • AB: chiều cao của vật

a/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

ΔA’B’O đồng dạng với ΔABO =>
\[\dfrac{A'B'}{AB}=\dfrac{A'O}{AO}=\dfrac{d'}{d}\] (1)
ΔA’B’F’ đồng dạng với ΔOIF’ =>

\[\dfrac{A'B'}{OI}=\dfrac{A'F'}{OF'}\]=\[\dfrac{OA'-OF'}{OF'}=\dfrac{d'-f}{f}\] (2)
từ (1) và (2) => \[\dfrac{d'}{d}=\dfrac{d'-f}{f}\] => \[\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\]
b/ trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo
Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

ΔABO đồng dạng với ΔA'B'O =>
\[\dfrac{A'B'}{AB}=\dfrac{A'O}{AO}=\dfrac{d'}{d}\] (1)
ΔOIF’ đồng dạng với ΔA'B'F’ =>
\[\dfrac{A'B'}{OI}=\dfrac{A'B'}{AB}=\dfrac{A'F'}{OF'}\]=\[\dfrac{OA'+OF'}{OF'}=\dfrac{d'+f}{f}\] (2)
từ (1) và (2) => \[\dfrac{d'}{d}=\dfrac{d'+f}{f}\] => \[\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}-\dfrac{1}{d'}\]
2/ Chứng minh công thức thấu kính phân kỳ
Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

ΔABO đồng dạng với ΔA'B'O =>
\[\dfrac{A'B'}{AB}=\dfrac{A'O}{AO}=\dfrac{d'}{d}\] (1)
ΔOIF’ đồng dạng với ΔA'B'F’ và (OI = AB) =>
\[\dfrac{A'B'}{AB}=\dfrac{A'F'}{OF'}\]=\[\dfrac{OF'-OA'}{OF'}=\dfrac{f-d'}{f}\] (2)
từ (1) và (2) => \[\dfrac{d'}{d}=\dfrac{f-d'}{f}\] => \[\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d'}-\dfrac{1}{d}\]
3/ Công thức thấu kính dùng chung và qui ước dấu

a/ Công thức liên hệ giữa vị trí của vật, vị trí của ảnh và tiêu cự của thấu kính

\[\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\]​

Qui ước dấu:
  • Thấu kính hội tụ: f > 0
  • Thấu kính phân kỳ: f < 0
  • ảnh là thật: d' > 0
  • ảnh là ảo: d' < 0
  • vật là thật: d > 0

b/ Công thức số phóng đại của thấu kính

\[|k| = \dfrac{A'B'}{AB}\]
\[k = \dfrac{-d'}{d}=\dfrac{f}{f-d}\]​

Qui ước dấu:
  • k > 0: ảnh và vật cùng chiều
  • k < 0: ảnh và vật là ngược chiều

c/ Công thức tính độ tụ của thấu kính

\[D=\dfrac{1}{f}=(n-1)(\dfrac{1}{R_{1}}+\dfrac{1}{R_{2}})\]​

Trong đó:
  • n: chiết suất của chất làm thấu kính
  • R1; R2: bán kính của các mặt cong (R = ∞ cho trường hợp mặt phẳng) (m)
  • D: độ tụ của thấu kính (dp đọc là điốp)
  • f: tiêu cự của thấu kính (m)

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 11 chương mắt và các dụng cụ quang


nguồn: vật lý phổ thông trực tuyến​

Ta đặt: OA = d; OA’ = d’; OF = OF’ = f


- Thấu kính là hội tụ.


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


Trên hình 45.3a, xét hai cặp tam giác đồng dạng:


ΔA’B’F’ và ΔOIF’; ΔOAB và ΔOA’B’.


Từ hệ thức đồng dạng ta có:


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


↔ dd' + df = d'f (2)


Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo)


Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 24cm


Thay vào (*) ta được:


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


+ Thấu kính là phân kỳ.


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


Trên hình 45.3b, xét hai cặp tam giác đồng dạng:


ΔA’B’F và ΔOIF; ΔOAB và ΔOA’B’.


Từ hệ thức đồng dạng ta có:


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


↔ df' – dd' = d'f (2)


Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:


Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính


(đây được gọi là công thức thấu kính phân kỳ)


Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 4,8cm


Thay vào (**) ta được: 

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
 = 3,6mm = 0,36cm

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
Tính số học sinh mỗi loại (Vật lý - Lớp 7)

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

2 trả lời

Tính (Vật lý - Lớp 7)

2 trả lời

Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc (Vật lý - Lớp 10)

1 trả lời

Ta đặt: OA = d; OA’ = d’; OF = OF’ = f

- Thấu kính là hội tụ.

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

Trên hình 45.3a, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔA’B’F’ và ΔOIF’; ΔOAB và ΔOA’B’.

Từ hệ thức đồng dạng ta có:

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

↔ dd' + df = d'f (2)

Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo)

Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 24cm

Thay vào (*) ta được:

+ Thấu kính là phân kỳ.

Trên hình 45.3b, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔA’B’F và ΔOIF; ΔOAB và ΔOA’B’.

Từ hệ thức đồng dạng ta có:

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

↔ df' – dd' = d'f (2)

Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:

(đây được gọi là công thức thấu kính phân kỳ)

Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 4,8cm

Thay vào (**) ta được:  = 3,6mm = 0,36cm

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Đặt vật AB trước một thấu kính có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính 1 khoảng d = 8cm, A nằm trên trục chính. Hãy dựng ảnh A'B' của AB. Dựa vào hình vẽ để nêu nhận xét về độ lớn của ảnh so với vật trong 2 trường hợp:

- Thấu kính là hội tụ.

- Thấu kính là phân kì.

Xem đáp án » 18/03/2020 3,560

Từ bài toán trên, hãy cho biết ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có đặc điểm gì giống nhau, khác nhau. Từ đó hãy nêu cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì.

Xem đáp án » 18/03/2020 1,275

Trên hình 45.2 cho biết vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA = 24cm.

+ Hãy dưng ảnh A'B' của vật AB tạo bởi thấu kính đã cho

+ Dựa vào hình vẽ, hãy lập luận để chứng tỏ rằng ảnh này luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Tính độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

Xem đáp án » 18/03/2020 884

Hãy làm thí nghiệm để chứng tỏ rằng không thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi vị trí của vật.

Xem đáp án » 18/03/2020 792

Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài.

Xem đáp án » 18/03/2020 748

Làm thế nào để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì? Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật?

Xem đáp án » 18/03/2020 453