Giải bài tập Vật lý 9 Bài 42: Thấu kính hội tụ
THẤU KÍNH HỘI TỤ A - KIẾN THÚC TRỌNG TÂM Nhận biết được thấu kính hội tụ. Có hai cách,nhận biết: Đựa vào đặc điểm bên ngoài : Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa (còn gọi là thấu kính lồi). Dựa vào tác dụng của thấu kính đối với chùm tia sáng song song : Chiếu một chùm sáng song song đến thấu kính, nếu chùm tia ló là chùm sáng hội tụ thì đó là thấu kính hội tụ. Thực tế, chỉ cần đưa thấu kính ra hứng chùm tia sáng mặt trời hoặc ánh sáng của ngọn đèn đật xa thấu kính, nếu phía bên kia thấu kính xuất hiện mộttđiểm sáng chói thì đó là thấu kính hội tụ. Đặc trưng của thấu kính (Hình 42.1). A : Trục chính của thấu kính o : Quang tâm F và F' : Hai tiêu điểm ; OF = OF - f : Tiêu cự ; SI là tia tới; IR là tia khúc xạ (tia ló). Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ (Hình 42.1). 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 đi qua tiêu điểm. Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính. B - HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT Cl. Chiếu một chùm sáng tới song song theo phương vuông góc với mặt một thấu kính. Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính là chùm hội tụ nên người ta gọi thấu kính này là thấu kính hội tụ. C2. Quan sát Hình 42.2 SGK. Tia sáng từ nguồn sáng phát ra đến thấu kính gọi là tia tới (chùm tia tới song -song). Tia sáng đi ra khỏi thấu kính gọi là tia ló (chùm tia ló hội tụ). C3. Phần rìa của thấu kính hội tụ mỏng hơn phần giữa nên người ta còn gọi thấu kính hội tụ là thấu kính có rìa mỏng. C4. Trong thí nghiệm ở hình 42.2 SGK, trong ba tia sáng tới thấu kính, tia ở giữa truyền thẳng không đổi hướng. Có thể dùng thước thẳng để kiểm tra đường truyền của tia sáng đó. C5. C6. C7. Quan sát thí nghiệm hình 42.2 SGK ta thấy : Chùm, tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại F nằm trên đường thẳng chứa tiạ đi thẳng ở giữa. Chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm được biểu diễn trên hình 42.2. Nếu chiếu chùm tia tới vào mật bên kia của thấu kính thì chùm tia ló hội tụ tại một điểm F'nằm trên trục chính. Ta có OF = OF'. Vẽ đường truyền của các tia sáng trên hình 42.3. Tia (1) đi song song với -trục chính của thấu kính, tia ló sẽ đi qua tiêu điểm F. Tia (2) đi qua quang tâm của thấu kíi Tia (3) đi qua tiêu điểm F tới thấu kíi s . (1) Hình 42.3 , tia ló tiếp tục truyền thẳng. I, tia ló sẽ song song với trục chính. C8. Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa. Khi chiếu một chùm sáng song song tới thấu kính thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm. Dùng thấu kính hội tụ hứng ánh sáng mặt trời lên nền sân, trên sân xuất hiện một vòng tròn sáng. Điều chỉnh khoảng cách giữa thấu kính với mặt sân cho đến khi vòng tròn sáng thu hẹp lại thành một điểm sáng chói loá, đó chính là tiêu điểm của thấu kính. Điểm sáng này là điểm hội tụ của chùm ánh sáng mật trời nên nó có nhiệt độ cao. Nếu đưa một miếng giấy vào điểm đó, miếng giấy có thể bốc cháy. 42-43.1. Hình 42.4. Dùng hai trong ba tia sáng đặc biệt đã học để dựng ảnh của điểm s. S' tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh ảo. 7 S ""4. Ỷ A F ° 42-43.2. Hình 42.5. a) S' là ảnh thật. t H/h/ĩ 42..4 b) Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ vì : s là điểm sáng thật đặt trước thấu kính hội tụ cho ta ảnh thật ngược chiều. c) Xác định o, F, F' bằng phép vẽ Nối s vởi S' cắt A tại o vì tia sáng đi qua quang tâm truyền thẳng, không đổi hướng; Từ o dựng đường vuông góc với A, đó chính là vị trí đặt thấu kính ; Từ s dựng tia song song với A tới thấu kính tại I, nối I với S' ta có IS' là tia khúc xạ, tia này cắt A tại F là tiêu điểm của thấu kính ; Lấy OF' = OF, ta có hai tiêu điểm F, F' của thấu kính đã cho. 42-43.3. Hình 42.6. vì tia ló (1) và (2) hội tụ tại S'. Thấu kính đã cho là thấu kính hội ụ Xác định điểm sáng s bằng phép vẽ Tiạ (1) lằ tia ló đi qua F' => tia tới phải đi song song với A. Vậy từ I, kẻ Ix song song với A ; Tia (2) là tia ló đi song song với A => tia tới đi qua tiêu điểm Ư. iểm sáng cần xác định. Vậy nối K với F ta có tia tới yK ; Tia Ix và Ky cắt nhau tại s là vị trí c - BÀI TẬP BỔ SUNG 42a. Hình 42.7 vẽ tia ló OR của một tia tới. Hãy cho biết tia lới nào tương ứng với tia ló đã cho ? Giải thích cách lựa chọn. 42b. Hình 42.8 vẽ hai tia ló qua một thấu kính. Hãy cho biết đó là thấu kính hội tụ hay phân kì ? Vì sao ? Dùng phép vẽ, xác định vị trí đặt điểm sáng s. 7 Ỷ I A F 0 r F Hình 42.9 42c. Một tia sáng bất kì đi tới thấu kính hội tụ tại điểm I như hình 42.9. Bằng kiến thức đã học, hãy nêu cách vẽ tia ló trong trường hợp này.