Bài giảng Thấu kính mỏng Vật lý 11

Bài 29

THẤU KÍNH MỎNG

Giáo viên: NGUYỄN ANH TUẤN


I. THẤU KÍNH
PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
Thấu kính là một khối chất trong suốt giới
hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt
cong và một mặt phẳng.

Theo hình dạng, thấu kính gồm hai loại:
Thấu

kính lồi (cịn gọi là thấu kính rìa mỏng).
Thấu kính lõm (cịn gọi là thấu kính rìa dày).
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


I. THẤU KÍNH
PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
Trong khơng khí:
Thấu kính lồi tạo ra chùm tia ló hội tụ khi
chùm tia tới là chùm tia song song, nên thấu
kính lồi được gọi là thấu kính hội tụ.

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hố 3

I. THẤU KÍNH
PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
Thấu kính lõm tạo ra chùm tia ló phân kì khi
chùm tia tới là chùm tia song song, nên thấu
kính lõm được gọi là thấu kính phân kì.

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hố 3


II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ
1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện
a) Quang tâm
Đối với thấu kính mỏng, tồn tại một điểm O mà
mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính.
O được gọi là quang tâm của thấu kính.
O
Trục chính
hụ
p
c
t t rụ
ộ
M

Mọi tia tới đi qua quang tâm của thấu kính
đều truyền thẳng
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ

b) Tiêu điểm. Tiêu diện
Khi chiếu tới thấu kính
hội tụ một chùm tia tới song
song thì chùm tia ló sẽ hội tụ
tại một điểm. Điểm này được
gọi là tiêu điểm ảnh .
Tiêu điểm ảnh chính được kí hiệu F’
Tiêu điểm ảnh phụ được kí hiệu F’n
Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều là
tiêu điểm ảnh thật.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ
Trên mỗi trục của thấu
kính cịn có một điểm mà
nếu một chùm sáng xuất
phát từ đó thì chùm tia ló
sẽ song song. Điểm đó là
tiêu điểm vật F.
Tiêu điểm vật chính được kí hiệu F.
Tiêu điểm vật phụ được kí hiệu Fn.
Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục
nằm đối xứng với nhau qua quang tâm.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ
Tập hợp tất cả các tiêu
điểm tạo thành tiêu diện.

Mỗi thấu kính có hai tiêu
diện: tiêu diện ảnh và tiêu
diện vật.

O
F

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

F’


II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ
2. Tiêu cự. Độ tụ
Khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm
của thấu kính được gọi là tiêu cự f.

f  OF '
f là một giá trị đại số. Với thấu kính hội tụ thì
tiêu cự f > 0. f được tính bằng mét (m).
Độ tụ của thấu kính:

1
D
f

D được tính bằng diop (dp).
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

III. KHẢO SÁT
THẤU KÍNH PHÂN KÌ
Các thơng số của thâu
kính phân kì cũng được xác
định tương tự như thấu
kính hội tụ, chỉ lưu ý một số
điểm sau:
Các tiêu điểm và tiêu
diện của thấu kính phân
kì là ảo.
Tiêu cự và độ tụ của thấu
kính phân kì có giá trị
âm.

O
F’

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

F


IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
1. Khái niệm ảnh và vật trong Quang học
Ảnh điểm là điểm đồng qui của chùm tia ló hoặc là
đường kéo dài của chúng.

Một ảnh điểm là:
thật nếu chùm tia
ló là chùm tia hội tụ;

ảo nếu chùm tia ló
là chùm tia phân kì.

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
1. Khái niệm ảnh và vật trong Quang học
Vật điểm là điểm đồng qui của chùm tia tới
hoặc là đường kéo dài của chúng.
Một vật điểm là:
thật nếu chùm tia
tới là chùm tia phân kì;
ảo nếu chùm tia
tới là chùm tia hội tụ.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
2. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
Với ba tia sáng đặc biệt:
Tia tới đi qua quang tâm O sẽ truyền thẳng.
Tia tới song song với trục chính sẽ cho tia ló đi
qua tiêu điểm ảnh F’ (với thấu kính hội tụ), hoặc có
đường kéo dài qua F’ (với thấu kính phân kì).
Tia tới đi qua tiêu điểm vật F (với thấu kính hội
tụ), hoặc có đường kéo dài qua F (với thấu kính
phân kì) sẽ cho tia ló song song với trục chính.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH

S

S

O

F’

S’
F’

F
S’

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

O

F


IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
Với tia sáng có phương bất kì: ta xác định trục
phụ song song với tia sáng tới, giao điểm của trục phụ
này với tiêu diện ảnh chính là tiêu điểm ảnh phụ cần
xác định F’1. khi đó tia ló sẽ đi qua tiêu điểm phụ này
(đối với thấu kính hội tụ), hoặc có đường kéo dài đi

qua tiêu điểm phụ (đối với thấu kính phân kì).

F’
F

O

F’1
F’

F’1

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hố 3

O
F


IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
Để vẽ ảnh của một vật qua thấu kính ta sử dụng
hai trong ba tia sáng đặc biệt hoặc một tia sáng đặc
biệt và một tia sáng có phương bất kì.
B

B

O
A

F’

B’

A’
A

F

F’

A’

O

F

B’

Quy ước: vật được kí hiệu bởi một mũi tên AB, ảnh là
mũi tên A’B’, được vẽ liền nét nếu là thật và vẽ nét đứt nếu
là ảo.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


V. CÁC CƠNG THỨC VỀ THẤU KÍNH
Khoảng cách vật d: d  OA
vật thật: d > 0
vật ảo: d < 0.
Khoảng cách ảnh d’: d'  OA'
ảnh thật: d’ > 0

ảnh ảo: d’ < 0.
• Chiều và độ lớn của ảnh được xác định:
k được gọi là hệ số phóng đại ảnh.
Nếu k > 0: Vật và ảnh cùng chiều.
Nếu k < 0: Vật và ảnh ngược chiều.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3

A' B'
k
AB


V. CÁC CƠNG THỨC VỀ THẤU KÍNH
1. Cơng thức xác định vị trí ảnh

1 1 1
 
d d' f
2. Cơng thức xác định độ phóng đại ảnh

d'
k 
d
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3


VI. CƠNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hố 3

VI. CƠNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH

Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hố 3


ÔN TẬP, CỦNG CỐ
Lí thuyết:
Các khái niệm: quang tâm, trục, tiêu điểm (ảnh,
vật), tiêu cự, độ tụ của thấu kính mỏng.
Ảnh của một vật qua thấu kính và nêu các đặc
điểm của ảnh.
Các cơng thức về thấu kính.
Một số ứng dụng quan trọng của thấu kính.
Bài tập:
Các bài tập 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 trang 189,
190 SGK.
Các bài tập trong sách Bài tập vật lí 11.
Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3