Giáo án vật lý 11 - thấu kính mỏng potx

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
Tiết :
Bài 06 - 07
THẤU KÍNH MỎNG
I. MỤC TIÊU :
• Cần nắm vững các điểm sau
• Cấu tạo của thấu kính
• Phân loại thấu kính : Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
• Các yếu tố của thấu kính (đường kính khẩu độ, quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu điểm, độ tụ).
• Điều kiện cho ảnh rõ của thấu kính.
• Phân biệt được sự khác nhau về tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự của hai loại thấu kính.
• Nắm được đường đi của tia sáng qua hai loại thu kính (đối với các tia dặc biệt cũng như với các tia bất kì) và sự tạo ảnh của một vật cho bởi
thấu kính.
• Hiểu về quang sai : cầu sai – sự biến dạng của ảnh.
• Biết cách vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính.
• Biết xác đònh ảnh của một vật bằng cách vẽ các tia sáng.
• Biết vận dụng các công thức trên để xác đònh vò trí của vật(hay ảnh), tính độ phóng đại của ảnh và độ tụ của thấu kính.
• Nhận ra các điểm giống nhau và các điểm khác nhau khi vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề …
III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :
-Một kính lúp ; Một hoặc hai con tem
-Ba thấu kính hội tụ (hai mặt lồi , mặt lồi – mặt lõm , mặt lồi – mặt phẳng )
-Ba thấu kính phân kì (hai mặt lõm , mặt lõm – mặt lồi, mặt lõm – mặt phẳng )
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -1 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY 
Phân phối
thời gian
Phần làm việc của Giáo Viên
Hoạt đông của học sinh Ghi chú
Nội dung ghi bảng Tổ chức , điều khiển

Kiểm tra bài
cũ và kiến
thức cũ liên
quan với bài
mới (5’)
1. CÂ1U Tạo , đường đi củatia sáng qua lăng kính
2. Công thức của lăng kính
3. Biến thiên góc lệch theo góc
4. Trả lời câu hỏi ,làm bài tập 1,2,3,4,5trang 33 SGK
Kiểm tra và đánh giá
2. Nghiên
cứu bài mới
I. Đònh nghóa
1. Đònh nghóa Thấu kính là một khối trong suốt, được
giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một
mặt cầu.
2. Phân loại :
• Thấu kính mép mỏng gọi là thấu kính hội tụ.
• Thấu kính mép dày gọi là thấu kính phân kì.
Cho HS xem một kính lúp hỏi HS công
dụng của kính lúp Cho HS biết kính lúp
cũng là một loại kính hội tụ
Yêu cầu quan sát hình dạng của thấu kính
này HS đưa ra một ĐN cho thấu kính
Sửa lại hoặc bổ sung các ĐN của HS
Giới thiệu mô hình ,nêu đònh nghóa một
cách tổng quát
Cho HS quan sát từng loại thấu kính và
đề nghò nhận xét những điểm giống nhau
và khác nhau giữa các loại thấu kính

Gợi ý cho HS đưa ra cách phân loại thấu
kính
Đưa ra cách phân loại và Đònh nghóa các
yếu tố của thấu kính .giải thích tại sao lấy
bán kính mặt phẳng là vô cực
Giải thích cho học sinh tại sao thấu kính
mép mỏng được gọi là thấu kính hội tụ, tại
sao thấu kính mép dày được gọi là thấu
kính phân kì
Quan sát và trả lời
Nhóm hội ý và đưa ra
đònh nghóa
Ghi nhớ
Quan sát và ghi nhớ
Nhóm quan sát ,thảo luận
và cho ý kiến
Thống nhất chọn ý kiến
chung
Ghi nhớ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -2 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
3. Đònh nghóa các yếu tố của thấu kính .
- R
1
, R
2
: Bán kính các mặt cầu (mặt phẳng được coi là
có bán kính vô cực)
- C
1

C
2
: Trục chính. , là đường thẳng nối các tâm của
hai mặt cầu (hoặc đi qua tâm của mặt câu và vuông góc
với mặt phẳng)
- : Quang tâm thấu kính (O là điểm mà trục chính cắt
thấu kính).
- : Trục phụ Đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O
- được gọi là đường kính mở hay đường kính khẩu độ.
- Ta chỉ xét các thấu kính mỏng và trong không khí .
4. Tính chất của quang tâm
Một tia sáng bất kì qua quang tâm thì truyền thẳng.
5. Điều kiện để cóảnh rõ nét điều kiện tương điểm
Các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục
chính. Trong điều kiện này ứng với một điểm vật chỉ có
một điểm ảnh rõ nét.
Nêu tính chất của quang tâm và điều
kiện để có ảnh rõ nét
Chú ý : đây là điều kiện quan trọng
Để có điều kiện này ta có thể làcách nào ?
GV : Bằng một tấm bìa chắn sáng, trên đó
có đục một lỗ thủng tròn, được đặt trước
thấu kính.
Trong trường hợp này, đường kính khẩu độ
bằng đường kính lỗ tròn .Nghóa là
 Thu nhỏ đường kính khẩu độ của thấu
kính (Cáh này cũng dùng cho gương
cầu )
Ghi nhớ
HS : ta có thể giới hạn

chùm tia tới thấu kính
Cá nhân suy nghỉ vàghi
nhớ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -3 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
II. Tiêu điểm.Tiêu diện.Tiêu cự
1. Tiêu điểm ảnh chính
- Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác đònh tiêu điểm
ảnh chính
- Tiêu điểm ảnh chính : Vò trí của điểm sáng trên truc
chính khi chùm tia tới song song ới trục chính Giao điểm
của các tia ló (hay đường kéo dài của các tia ló ) khi
chùm tia tới song song ới trục chính . Kí hiệu : F’
- Vò trí tiêu điểm ảnh chính
• Thấu kính hội tụ : Nằm phía tia ló.
• Thấu kính phân kì : Nằm phía tia tới .
Tiêu điểm ảnh chính
Thí nghiệm
GV : Tiến hành thí nghiệm Chiếu một
chùm tia sáng song song với trục chính tới
một thấu kính hội tụ (cách đơn giản nhất là
dùng thấu kính này để hứng chùm sáng
song song từ mặt trời).
Dùng một màn E để hứng chùm sáng ló
Hãy nhận xét hình ảnh trên màn
GV: Hãy nhận xét hình ảnh trên màn khi
tiếp tục cho di chuyển màn E
GV: Vò trí điểm sáng này được gọi là tiêu
điểm ảnh chính F’, thường gọi tắt là tiêu
điểm ảnh.

Làm thí nghiệm với thấu kính phân kì
Với thấu kính phân kì, tiêu điểm ảnh F’
nằm phía tia tới.
Tiêu điểm vật chính
Quan sát và nhận xét
HS :Ta được một vệt sáng
hiện trên màn E.
HS : Có một vò trí đặt
biệt lúc này vệt sáng nhỏ
và sáng nhất.
Ghi nhớ
Quan sát và nhận xét
Không có điểm sáng trên
màn E
Thực hiện thí nghiệm
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -4 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
Đường đi của tia sáng qua thấu kính
1. Các tia đặc biệt
• Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng
(hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’.
• Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính
F, tia ló tương ứng song song với trục chính.
• Tia tới qua tâm O thì đi thẳng
Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì
Xét một tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng
theo các cách sau:
a. Cách 1:
- Vẽ trục phụ song song với tia tới SI.
- Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu

diện phụ là F’
1
.
- Từ I vẽ tia ló đi qua F’
1

Trình bày các bước vẽ Ghi nhớ Yêu cầu
HS trả
lới câu
hỏi H1
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -5 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
b. Cách 2:
- Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật
phụ là F
1
.
- Vẽ trục phụ đi qua F
1
.
- Vẽ tia ló song song với trục trên .
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -6 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
IV. Xác đònh ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
1. Xác đònh ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục
chính. Giả sử A ở trên trục chính.
- Trước hết, xác đònh ảnh B’
- Để xác đònh ảnh B’, từ B vẽ đường đi tia sáng của hai
trong các tia đặc biệt. nh B’ là giao điểm của các tia ló

Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính, ta được ta
được ảnh A’B’ của vật AB.
2. nh của một vật qua thấu kính hội tụ
 Khi vật A
1
B
1
ngoài tiêu điểm, ảnh A’
1
B’
1
là ảnh thật
ngược chiều
 Khi vật A
2
B
2
ở trong tiêu điểm, ảnh A’
2
B’
2
là ảnh ảo,
cùng chiều.
 Khi vật ở tiêu điểm, ảnh ở vô cực.
Ghi nhớ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -7 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
V. Độ tụ
1. Đònh nghóa
Độ tụ là một đại lượng dùng để xác đònh khả năng làm

hội tụ chùm tia nhiều hay ít .
2. Công thức :

f
1
D
=
3. Đơn vò : điôp (với tiêu cự f tính ra met)
4. Qui ước dấu :
 Với thấu kính hội tụ, D > 0.
 Với thấu kính phân kì, D < 0.
Công thức tính độ tụ của thấu kính
 Công thức









+−==
21
R
1
R
1
)1n(
f

1
D
Trong đó,
• n : chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với
môi trường xung quanh thấu kính.
• R
1
, R
2
: Bán kính của các mặt thấu kính,
 Quy ước :
• R
1
, R
2
> 0 với các mặt lồi,
Thông tin
Nhấn mạnh ý nghóa
Chu ùý:
- Qui ước về dấu
- Mối tương quan giữa hai đa lượng f vàĐ
- n là chiết suất tuyệt đối của thấu kính ,
nếu thấu kính nằm trong môitrươg không
phải là không khí thì n là chiết suất tỉ đối
của thấu kính với môi trươg ngoài
Ghi nhớ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -8 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
• R
1

, R
2
< 0 với các mặt lõm,
• R
1
(hay R
2
) = ∞ với mặt phẳng.
 Ýù nghóa :
 Độ tụ D càng lớn khả năng hội tụ chùm tia sáng đi
qua thấu kính càng mạnh.
Thấu kính phân kì có độ tụ âm.
VI.Công thức thấu kính
Để thành lập công thức liên hệ giữa các vò trí của vật và
ảnh, ta xét trường hợp vật thật, ảnh thật như trên
Xét các tam giác đồng dạng BIJ và FOJ, ta có :
IB
OF
IJ
OJ
=
Xét các tam giác đồng dạng B’IJ và F’OJ, ta có :
'JB
'OF
JI
OI
=
cộng hai phương trình vế với vế, ta được:
JB
'OF

IB
OF
JI
OIOJ
+=
+
Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật
ta chia vế với vế hai phương trình đầu tiên ở trên, ta
được :
Mà OJ + OI = JI, suy ra :
'OF
1
'OA
1
'OF
1
'OA
1
OA
1
'JB
1
IB
1
'OFhay
'JB
'OF
IB
OF
1

=+
=+⇒






+=+=
OA
1
hay

1
Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật
ta chia vế với hai phương trình đầu tiên ở trên, ta được :
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -9 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

OA
'OA
AB
'B'A
IB
'JB
OI
OJ
=
=
rasuy

Để tổng quát hoá các công thức trên, ta thay các khoảng
cách hình học bằng các trò đại số với quy ước như sau :
OA  d ; OA’  d’ ; OF  f
d > 0 với vật thật,
d’ > 0 với ảnh thật,
f > 0 với thấu kính hội tụ.
f < 0 với thấu kính phân kì.
d < 0 với vật ảo
d’ < 0 với ảnh ảo.
Ta được các công thức tổng quát sau, áp dụng cho mọi
trường hợp, cho cả hai loại thấu kính hội tụ và phân kì.
f
1
'd
1
d
1
=+

Độ phóng đại được đònh nghóa là :
AB
'B'A
k
=
ta có

d
'd
k
−=

Chú ý :
 Nếu ảnh và vật cùng chiều, k > 0.
Nếu ảnh và vật ngược chiều, k < 0.
Làm bài tập áp dụng và so sánh kết quả
với cách vẽ
HS hợp tác
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -10 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
VII. Quang sai
a. Cầu sai
Cầu sai xảy ra là do chùm tia tới thấu kính không thỏa
mãn điều kiện tương điểm.
Xét một chùm tia rông, từ một nguồn điểm S, tới một
thấu kính hội tụ. Các tia gần trục, sau khi qua thấu kính
sẽ hội tụ tại một điểm S’, các tiû mép của chùm tia sẽ
hội tụ tại điểm S’’ gần quang tâm hơn (hình 6.24). Các
tiû khoảng giữa hội tụ tại các điểm nằm trong khoảng
S’S’’. Như vậy chùm tia ló, ứng với chùm tia tới xuất
phát từ một điểm S, không cắt nhau tại cùng một điểm
ảnh, nên ảnh sẽ không rõ nét.
Nếu hứng ảnh của S lên một màn E, ta được một hình
tròn sáng, kích thước của hình tròn sáng này nhỏ nhất tại
K.
Với thấu kính phân kì, các tia sáng đi gần mép thấu kính
bò phân kì mạnh hơn, cho ảnh tại S’’, sác tii gần trục
cho ảnh tại S’. Ta được nhiều điểm ảnh ở trên một đoạn
sáng có chiều dài S’S’’
b. Sự biến dạïng của ảnh
Là hiện tượng quang sai do độ phóng đại sủa thấu kính
không điều nhau đối với các tia sáng đi gần trục hay xa

trục của thấu kính.
Cho thêm vài thí dụ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -11 /12
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
VIII. ng dụng của thấu kính
máy ảnh, óng nhòm. kính lúp (để quan sát các vật nhỏ),
kính hiển vi (để quan sát các vi thể), kính thiên văn (để
quan sát các thiên thể),kính tụ quang trong các đèn
chiếu, dụng cụ đo quang học… nhằm biến chùm tia sáng
phân kì thành chùm song song.
3. Củng cố
bài giảng
Dặn dò của
học sinh
(5’)

Yêu cầu nhắc lại :
Nhấn mạnh các nội dung quan trọng .
Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK
Chuẩn bò bài mới” Kính lúp “
  
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -12 /12