Giải bài tập Vật lý 11 Bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
§35. THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH TIÊU cự CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ A/ KIẾN THỨC Cơ BẢN Mục đích thí nghiệm Biết được phương pháp xác định tiêu cự của thấu kính phân kì bằng cách ghép nó đồng trục với một thấu kính hội tụ để tạo ra ảnh thật của vật thật qua hệ hai thâu kính. Rèn luyện kỹ năng sử dụng giá quang học để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì. Cơ sở lí thuyết dd.' Dựa vào công thức sau đế’ tìm tiêu cự. f = - - d + d Để đo được d, d’ ta ghép thêm một thấu kính hội tụ đồng trục với thấu kính phân kì. B/ CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC Cj. Hãy nêu rõ: Tính chất của ảnh áo A’B’ tạo bới thấu kính phân ki đối với vật thật AB. Quy ước về dâ’u đại số của các đại lượng d, d’, f trong công thức: f = dd d + d' C2. Muôn thâu kính hội tụ Lo tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB (hình 35.2a), ta cần phải chọn các khoáng cách từ vật AB và từ màn ảnh M đến thâu kính hội tụ Lo thỏa - mãn điều kiện gì so với tiêu cự cùa thấu kính này? C3. Muôn ảnh cuối cùng' của vật AB tạo bởi hệ thấu kinh (L, Lo) bố trí như hình 35.2 là ảnh thật, thì khoáng cách giữa thấu kính phân kì L và thâu kính hội tụ Lo phải lớn hơn hay nhó hơn tiêu cự của thấu kính hội tụ Lo? Giải thích tại sao. ®" Hướng dẫn giải Cp Đôi với thâu kính phân kì, vật thật AB luôn cho ảnh ảo A’B’ cùng chiều và nhỏ hơn vật. dd* - Quy ước dấu của các đại lượng trong công thức f = d + d d > 0: vật thật; d < 0: vật ảo d’ > 0: ảnh thật; d’ < 0: ảnh ảo f > 0: thấu kính hội tụ f < 0: thâu kính phân kì. c2. Muốn thấu kính hội tụ Lo tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB, ta còn phải chọn khoảng cách từ vật đến thấu kính f 2f. c3. Muôn ảnh cuô'i cùng của vật AB tạo bởi hệ thâu kính (L, Lo) bô' trí như hình 35.2 sách giáo khoa là ảnh thật, thì khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ Lo phải lớn hơn tiêu cự (Z > D. VI nếu I < f thì có khả năng xảy ra trường hợp như sau: Tiêu điểm vật F2 của thấu kính hội tụ nằm trước thấu kính phân kỳ, nên có thể xảy ra trường hợp ảnh AiB! của vật AB qua thấu kính phân kì sẽ nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ Li thì lúc' đó ta sẽ thu được ảnh ảo, không thể là ảnh thật. c/ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SAU BÀI HỌC Viết công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức này. Trình bày phương pháp đo tiêu cự của thâu kính phân kì L đã được thực hiện trong thí nghiệm này. Vẽ ảnh thật của một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một hệ hai thâu kính đồng trục L. Lo. Cho biết thâu kính phàn kì L đặt gần vật AB hơn so với thâu kính hội tụ Lo và ảnh cuối cùng tạo bởi hệ thâu kính này là ảnh thật. Có thế xác định tiêu cự của thâu kính hội tụ Lo khi tiến hành thí nghiệm này được không? Nếu biết, em hãy nói rõ nội dung này thuộc phần nào của bài thí nghiệm. Hãy nói rõ cách xác định đúng vị trí ảnh rõ nét của một vật hiện trên màn ánh đặt ở phía, sau của một thâu kính hoặc của một hệ thấu kính. Hãy cho biết những nguyên nhân nào có thế’ gây nên sai số ngẫu nhiên của phép đo tiêu cự thấu kính f của thấu kính phân kì L trong thí nghiệm này. Có thề’ thực hiện phép đo tiêu cự f của thấu kính phân kì L bằng cách ghép nó đồng trục với một thâu kính hội tụ Lo, nhưng vật thật được đặt gần thấu kính hội tụ hơn so với thâu kính phân kì L được không? Nếu biết, em hãy trình bày rõ các bước tiến hành thí nghiệm và vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật. Hướng dẩn giải Xem sách giáo khoa Phương pháp đo tiêu cự: Xem trang 221 SGK. Được Giữ vật và màn cố định, di chuyển thâu kính hội tụ trong khoảng giữa vật và màn để thu được ảnh rõ nét trên màn. Đo d, d’ từ đó ta tìm được tiêu cự của thấu kính hội tụ Lo. Ta dựa vào điều kiện để thu được ảnh thật sau thấu kính thì L > 4f. Di chuyển thấu kính đến khi ảnh rõ nét nhất thì dừng lại. Nguyên nhân gây sai số: Ta đặt vật AB trước và gần thâu kính hội tụ L, điều chỉnh sao cho vật AB qua Lo cho ảnh nằm sau thâu kính phân kì L, thì ta sẽ thu được ảnh cuối cùng là ảnh thật. Các bước tiến liành: Giữ vật cố định di chuyển thâu kính hội tụ và màn cho tới khi hứng được ảnh rõ nét trên màn, nên sắp xếp để thâu kính cho ảnh nhỏ. Đặt thấu kính phân kì trong khoảng giữa thâu kính hội tụ và màn, cách màn vài xentimet, quan sát ta thây ảnh trên màn bị nhòe đi. Gọi khoảng cách từ thấu kính phân kì đến màn lúc đó là d2, đo d2. Di chuyển màn ra xa các thấu kính cho tới khi thu được ảnh rõ nét trên màn, đo khoảng cách d’2 từ thấu kính phân kì đến màn. Tính tiêu cự f2 bằng công thức: f-: d2.d' 2 d2+d' Vì d2 I d2 I nên f2 < 0.