Chuyên đề quang học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS

TrÇn Nam HiÕu Trang 1/12 Trung häc c¬ së Mü C¸t
PhÇn Quang häc 2
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Là hiện tượng tia sáng truyền từ mơi trường trong suốt này sang mơi trường trong suốt khác
bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai mơi trường.
Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang các mơi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc
khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
Khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm).
Khi góc tới bằng 0 thì góc khúc xạ cũng bằng 0, tia sáng khơng bị gãy khúc khi truyền qua
2 mơi trường.
2. Thấu kính hoi tụ –Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ:
a. Thấu kính héi tụ:
Thấu kính hoi tụ thường dùng có phần rìa mỏng hơn phần giữa.
Mỗi thấu kính hội tụ có 2 tiêu điểm F và F’, nằm về 2 phía của thấu kính, cách đều
quang tâm .
Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính .
Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hoi tụ cho chùm tia ló héi tụ.
Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt qua thấu kính héi tụ:
Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng.
Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.
Tia tới đi qua tiêu điểm cho tia ló song song với trục chính .
b. Ảnh tạo bởi thấu kính héi tụ:
Vật thật ở ngồi tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật.
Vật thật ở trong tiêu cự cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật.
Vật ảo có ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật.
Khi vật đặt ở đúng tiêu điểm F thì ảnh ở xa vơ cực và ta khơng hứng được ảnh.
Vật đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh cũng vuông góc với trục chính
của thấu kính .
3. Thấu kính phân kì – Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì :
a. Thấu kính phân kì:
Thấu kính phân kì thường dùng có phần rìa dày hơn phần giữa.

Mỗi thấu kính hội tụ có 2 tiêu điểm F và F’, nằm về 2 phía của thấu kính, cách đều
quang tâm .
Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính.
Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kìï cho chùm tia ló phân kì.
Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì:
Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng.
Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.
b. Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì :
TrÇn Nam HiÕu Trang 2/12 Trung häc c¬ së Mü C¸t
Vật sáng đặt ở mọi vò trí trước thấu kính phân kì đều cho
ảnh ảo , cùng chiều , nhỏ hơn vật và ở trong khoảng tiêu cự.
Vật ảo ở trong tiêu cự cho ảnh thật cùng chiều và lớn hơn vật.
vật ảo ở ngồi tiêu cự cho ảnh ảo ngược chiều với vật.
Khi vật đặt rất xa TK thì ảnh ảo có vò trí cách TK một
khoảng bằng tiêu cự.
Vật đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh
cũng vuông góc với trục chính của thấu kính
4. Mét sè KT cã liªn quan
a. Quang hƯ (hƯ quang häc)
Quang hƯ lµ mét d·y nhiỊu m«i trêng trong st vµ ®ång tÝnh, ®Ỉt nèi tiÕp vµ ng¨n c¸ch nhau
b»ng nh÷ng mỈt h×nh häc x¸c ®Þnh, thêng lµ nh÷ng mỈt ph¼ng, mỈt cÇu cã t©m n»m trªn
cïng mét ®êng th¼ng. Quang hƯ nh vËy gäi lµ quang hƯ trùc t©m.
§êng th¼ng nèi t©m gäi lµ quang trơc hay trơc chÝnh cđa hƯ trùc t©m.
b. §iĨm s¸ng thËt - ®iĨm s¸ng ¶o. VËt thËt vµ vËt ¶o.
§iĨm s¸ng thËt (A) lµ ®iĨm s¸ng tháa m·n:
§èi víi chiỊu trun ¸nh s¸ng, nã ®øng tríc quang hƯ.
Chïm s¸ng tõ A ®Õn quang hƯ lµ chïm ph©n k×.
VËt t¹o bëi c¸c ®iĨm s¸ng thËt gäi lµ vËt thËt.
NÕu c¸c tia s¸ng lÏ ra héi tơ t¹i A nhng bÞ quang hƯ ch¾n l¹i, thµnh thư kh«ng héi tơ ®ỵc t¹i A
mµ chØ cã ®êng kÐo dµi cđa chóng c¾t nhau t¹i A th× A ®ỵc xem lµ ®iĨm s¸ng ¶o.

VËt x¸c ®Þnh tõ c¸c ®iĨm s¸ng ¶o gäi lµ vËt ¶o.
Cách vẽ đường truyền tia sáng qua TK với tia tới bất kì.
Vẽ tiêu diện (với TKPK thì tiêu diện ảo)
Vẽ trục phụ song song với tia tới SI, cắt tiêu diện tại F’(tiêu điểm phụ)
Vẽ tia ló qua F
1
’ (hoặc có đường kéo dài qua F
1
’ trong trường hợp TKPK)
Bµi tËp Quang 2
Trần Nam Hiếu Trang 3/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
Bi 1 : Hai im sỏng S
1
v S
2
cựng nm trờn trc chớnh, v hai bờn ca mt thu kớnh hi t,
cỏch thu kớnh ln lt l 6 cm v 12 cm. Khi ú nh ca S
1
v nh ca S
2
to bi thu kớnh l
trựng nhau.
a. Hóy v hỡnh v gii thớch s to nh trờn.
b. T hỡnh v ú hóy tớnh tiờu c ca thu kớnh.
Giải
Hai nh ca S
1
v ca S
2
to bi thu kớnh trựng nhau nờn phi cú mt nh tht v mt nh o.

Vỡ S
1
O < S
2
O

S
1
nm trong khong tiờu c v cho nh o; S
2
nm ngoi khong tiờu c
v cho nh tht.
Tớnh tiờu c f :
Gi S l nh ca S
1
v S
2
. Ta cú :
1
S I // ON



1
S S
S I S O 6
S O S N S O

= =


OI// NF'


S O S I S O
S F' S N S O f

= =

+




S O 6
S O



=
S O
S O f


+

f.S O = 6(S O + f)

(1)
Vỡ
2
S I // OM
, tng t nh trờn ta cú :
2
S F S O S M
S O S S S I

= =





S O f
S O


=



+
S O
S O 12

f.S O = 12(S O - f)

(2)
T (1) v (2) ta cú : f = 8 (cm)
Cỏch khỏc: _p dng cụng thc thu kớnh (m khụng chng minh cụng thc) cho 2 trng hp:
Vi S
1
:
1 1 1
= -
f 6 d

(*)
Vi S
2
:
1 1 1
= +
f 12 d

(**)
T (*) v (**) tớnh c : f = 8 (cm) v d = 24 (cm)

Bài 2: Trên hình vẽ xy là trục chính của một thấukính, AB là vật sáng, AB là ảnh của AB qua
thấukính. Bằng cách vẽ hãy xác định:Vị trí, tính chất, các tiêu điểm của thấu kính
(lí do tại sao lại vẽ nh vậy). AB là ảnh gì ? Vì sao ?
Giải
Nối B với B kéo dài cắt trục chính tại O

O là quang tâm của thấu kính. Vì tia tới quang tâm thì truyền thẳng


dựng thấu kí
Từ B vẽ đờng thẳng song song với xy. Cắt thấu kính tại I. Nối B với I kéo dài cắt trục chính
tại F


F là tiêu điểm ảnh của thấu kính. Vì tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu
điểm chính.
Từ B vẽ đờng thẳng song song với xy, cắt thấu kính tại J, nối B với J kéo dài cắt xy tại F

tiêu điểm vật của thấu kính. Vì tia tới có phơng đi qua tiêu điểm chính cho tia ló song song
với trục chính.
AB là ảnh ảo vì là giao điểm của chùm kéo dài của tia ló nằm ở sau thấu kính
Bi 3: Trên hình vẽ, () là trục chính của thấu kính hội tụ, AB
là ảnh của vật AB ( AB )
Trần Nam Hiếu Trang 4/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
a. AB là ảnh thật hay ảnh ảo? Tại sao?
b. Xác định quang tâm O, tiêu điểm F,Fcủa thấu kính đó.
c. Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính , f là tiêu cự của thấu kính. Giả sửchiều cao h của
ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật sáng . Hãy thiết lập công thức nêu lên mối liên hệ
giữa d và f trong trờng hợp này.
Giải
a. nh A'B' là ảnh ảo. Vì A'B' cùng chiều và lớn hơn vật.
b. Xác định quang tâm O, tiêu điểm F ,F' của thấu kính:
Vẽ B'B cắt trục chính ( ) tại O thì O là quang tâm.
Vẽ thấu kính hội tụ vuông góc với trục chính và đi qua O.
Vẽ tia tới BI song song với trục chính . Nối B' I và kéo

dài, cắt trục chính tại điểm F' . Tiêu điểm F đối xứng với
F' qua quang tâm O.
c. Thiết lập công thức liên hệ giữa d và f: trong trờng hợp
chiều cao h' của ảnh lớn gấp 1,5 lần chiều cao h của vật
sáng .
Theo hình vẽ ta có:
OA'B' OAB nên
OA
OA
AB
BA '''
=
(1)
F'A'B' F'OI nên
OF
AF
OI
BA
'
''''
=



f
OAf
OI
BA ''' +
=
Mà OI = AB

f
OAf
AB
BA ''' +
=
(2)
Từ (1) và (2)


fOAOAf
OA
OA
OA
f
OAf
OA
OA 1
'
11'
1
'''
+=+=
+
=
(3)
Vì A'B' = 1,5 AB nên từ (1)

OA' = 1,5. OA (4)

Thế (4) vào (3) ta có: f = 3.OA = 3d. Vậy f = 3d.
Bi 4: Cho AB là vật, A'B' là ảnh của nó qua thấu kính. ảnh và vật đều vuông góc với trục chính
của thấu kính (Hỡnh v trờn)
a. Bằng phép vẽ hãy xác định: Vị trí, tính chất, trục chính, quangtâm, tiêu điểm của thấu kính.
b. Hãy vẽ đờng đi của tia sáng xuất phát từ A tới thấu kính. Tia khúc xạ đi qua điểm M.
Giải
AA' cắt BB' tại O

O là quang tâm từ đó xác định:
Trục chính, Tiêu điểm, vị trí của
thấu kính, tính chất của ảnh.
Do tia ló đi qua M tia tới xuất phát từ A

tia ló phải đi qua A'
(Vì tia tới xuất phát từ vật thì tia ló phải đi qua ảnh)
Bi 5: Cho thấu kính hội tụ có trục chính là (),quang tâm O, tiêu
điểm F, A là ảnh của điểm sáng A (Hình vẽ). Hãy xácđịnh vị trí của
điểm sáng A bằng cách vẽ. Nêu rõ cách vẽ.
Giải
Vị trí của điểm Ađựơc xác định nh hình vẽ.
Cách vẽ:
Vẽ AI song song với trục chính.
Tia tới đi từ A cho 3 tia ló song song với trục chính, có đờng
kéo
dài đi qua tiêu điểm.
Tia tới từ A qua quang tâm O cho đờng kéo dài của tia ló qua A


Giao của tia tới có tia ló song song với trục chính và tia tới đi qua
quang tâm là vị trí của điểm sáng A.

A B'
B
A'
. M
A
B'
B
A'
. M
O
TrÇn Nam HiÕu Trang 5/12 Trung häc c¬ së Mü C¸t
Bµi 6: Trên các hình 4a và hình 4b: X
1
và X
2
là các quang trục,AB là vật sáng,A’B’ là ảnh của
AB qua thấu kính L
1
,L
2
.
a. Xác định các thấu kính thuộc loại gì ?
b. Mơ tả cách vẽ đường đi của tia sáng và vẽ để xác định vị trí của thấu kính và tiêu điểm của nó?
Gi¶i
a. Lo¹i g¬ng:
Ảnh S
’
kh¸c phÝa víi S. VËy S
’
lµ ¶nh thËt do ®ã g¬ng cÇu lµ lo¹i g¬ng cÇu låi.

VÞ trÝ t©m C: Lµ giao cđa SS
’
víi MN
(v× mäi tia s¸ng ®Õn t©m C ®Ịu cã tia ph¶n x¹ ngỵc trë l¹i vµ ®êng kÐo dµi ®i qua ¶nh )
VÞ trÝ ®Ønh O: lÊy S
1
®èi xøng víi S
’
qua MN. Nèi SS
1
c¾t MN t¹i 0.
( Tia s¸ng ®Õn ®Ønh g¬ng cã tia ph¶n x¹ ®èi xøng víi tia tíi qua trơc chÝnh )
Tiªu ®iĨm F : Tia tíi song song trơc chÝnh ph¶n x¹ qua ¶nh S
’
vµ c¾t trơc chÝnh t¹i F.
b. Sù di chun cđa ¶nh S
’
:
 S ra xa g¬ng trªn ®êng th¼ng IS//MN.
S ra xa g¬ng dÞch chun trªn IS th× ¶nh S
’
dÞch chun trªn IS
’

Mµ S dÞch ra xa g¬ng th× gãc
α
gi¶m (do SC thay ®ỉi ) VËy ¶nh S
’
dÞch chun dÇn vỊ tiªu
®iĨm, Khi S ra thËt xa (Xa v« cïng ) th× S

’
tíi F.
 S dÞch l¹i gÇn trªn ®êng SK
S dÞch chun trªn SK th× ¶nh S
’
dÞch chun trªn KS
’

S dÞch chun l¹i gÇn F
’
th×
α
t¨ng (SC c¾t KS
’
ë S
’
xa h¬n )
VËy ¶nh S
’
dÞch ra xa theo chiỊu KS
’
Khi S tíi F
’
th× SC//KS
’
,S
’
ë xa v« cùc
Khi S dÞch chun F
’

tíi K th× ¶nh ¶o S
’’
dÞch tõ xa v« cùc tíi theo chiỊu S
’’
K.
Bài 7: Một vật sáng AB cao 10cm được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính
phân kì ở tại tiêu điểm (h 3.11). Cho biết thấu kính này có tiêu cự f = 20cm
a. Dựng ảnh A
’
B
’
của AB qua thấu kính đã cho.
b. Xác đònh khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và độ cao của ảnh ?

Gi¶i
a. Dựng ảnh (H3.9.G)
Ảnh A'B

'của AB qua thấu kính là ảnh ảo.
b. Xác đònh khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và độ cao của vật. Từ hình vẽ ta có:
TrÇn Nam HiÕu Trang 6/12 Trung häc c¬ së Mü C¸t
ΔOA’B’ ~ Δ OAB và ΔAA’B’ ~ Δ AIO. Nên ta có :
AO
AA
OA
OA '
'
=

Mà OA’ = AA’, và OA’ + AA’ = O F = f nên : OA’ =½.O F = ½.f = 10cm ; A’B’ = 5cm

Bài 8: Một vật cao 120cm đặt cách máy ảnh 3m. Dùng máy ảnh để chụp vật này thì thấy
ảnh cao 2cm.
a. Hãy dựng ảnh của vật này trên phim (không cần đúng tỉ lệ).
b. Tính khoảng cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh .
Gi¶i
a. Dựng ảnh của vật trên phim như HV:
A’B’ là ảnh của AB : ảnh thật và nhỏ hơn vật
b. Tính khoảng cách từ phim đến vật kính :
ΔOA’B’ ~ Δ OAB Suy ra : OA’= 5cm
Bài 9: Một mắt có tiêu cự của thuỷ tinh thể là2cm khi không điều tiết .
a. Khoảng cách từ quang tâm đến màng lưới là 1,5cm. Mắt bò tật gì ?
b. Để ảnh của vật hiện lên ở màng lưới thì phải đeo kính gì ?
Gi¶i
a. Do tiêu điểm của mắt nằm sau màn lưới nên mắt này là mắt lão.
(Vật ở vô cực sẽ cho ảnh ở sau màng lưới)
b. Để khắc phục tật lão thò phải đeo kính hội tụ .(kính lão)
Bài 10. Một vật đặt cách một kính lúp 6cm. Cho biết tiêu cự của kính lúp bằng 10cm.
a. Dựng ảnh của vật qua kính lúp (không cần đúng tỉ lệ).
b. Ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo? Lớn hơn hay nhỏ hơn
vật ?
Gi¶i
a. Dựng ảnh như hình vẽ :
b. nh của vật qua kính lúp là ảnh ảo .
ΔOA’B’ ~ ΔOAB và ΔF’A’B’ ~ Δ F’OI.

⇒
OA’ = 5cm và
5,2
AB
B'A'

=
lần
Bài 11: Vật sáng AB qua thấu kính hội tư tiêu cự f cho ảnh thật A’B’. Gọi giao điểm của thấu
kính với trục chính là quang tâm O của thấu kính. Đặt OA = d : khoảng cách từ vật đến thấu
kính ; OA’ = d’ : khoảng cách từ ảnh đến thấu kính ; OF = f : khoảng cách từ tiêu điểm chính
đến thấu kính.
a. Chứng minh :
d
d'
AB
B'A'
=
và
f
1
d
1
d'
1
=+
_p dụng AB = 2cm ; d = 30cm ; d’ = 150cm. Tìm tiêu cự f và độ lớn ảnh A’B’.
b. Từ vị trí ban đầu cách thấu kính 30cm, cho vật sáng
AB tiến gần thấu kính thêm 10cm. Hỏi ảnh A’B’ di
chuyển trên khoảng nào?
Gi¶i
a. Chứng minh, tiêu cự của thấu kính :
F’
A’
B’
O

I
F
A
B
Trần Nam Hiếu Trang 7/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
OAB ~ OAB, nờn ta cú:

d
d'
OA
OA'
AB
B'A'
==
(1)
FOI ~ FAB, nờn ta cú:
1
f
d'
d
d'
OF'
OF'OA'
OF'
A'F'
AB
B'A'
OI
B'A'
=

===

f
1
d
1
d'
1
=+
(2)
T (1) & (2)

AB = 10cm

f =
d'd
d.d'
+
= 25cm
b. S dch chuyn ca nh AB :
Khi vt sỏng AB dch chuyn 5cm u tiờn (t v trớ ban u n tiờu im vt chớnh F) thỡ nh
tht AB di chuyn cựng chiu t v trớ ban u ra xa vụ cc.
Khi vt sỏng AB di chuyn 5cm k tip (t tiờu im vt chớnh F n gn thu kớnh),
nh o AB t vụ cc bờn trỏi, di chuyn cựng chiu vi vt sỏng AB, tin ti v trớ
cỏch thu kớnh l: d =
100cm
fd
df
=

(vi d = 30-10 = 20cm)
Bi 12: Vt sỏng AB t vuụng gúc vi trc chớnh ca thu kớnh hi t cho nh tht AB cao
2cm. Gi thu kớnh c nh, di AB li gn thu kớnh mt on 45cm thỡ c nh tht AB
cao 20cm. Bit khong cỏch gia hai nh tht AB v AB l 18cm.
a. Hóy xỏc nh : Tiờu c ca thu kớnh.
b. Hóy xỏc nh :V trớ ban u ca vt.
Khi gii bi toỏn ny, thớ sinh c s dng trc tip cụng thc:
f
1
d
1
d'
1
=+
v
d
d'
AB
B'A'
=

Giải
a. Tiờu c ca thu kớnh: d
2
= d
1
45 (1)
d
2

= d
1
+ 18 (2)
10
BA
BA
k
k
AB
BA
k ;
AB
BA
k
11
22
1
222
2
11
1
====


k
2
= 10k
1

12
df
f
10
df
f

=



f d
1
= 10 (f d
2
) (3)
Thay (1) vo (3):

d
1
= f + 50 v d
2
= f + 5
T (2)

18
fd
fd
fd
fd

1
1
2
2
=





f = 10cm
b. V trớ ban u: d
1
= 60cm
Bi 13: Khong cỏch t th thy tinh n mn li mt l 2cm (coi nh khụng i). Khi nhỡn
mt vt rt xa thỡ mt khụng phi iu tit v tiờu im ca th thy tinh nm ỳng trờn mn
li. Hóy tớnh thay i tiờu c ca th thy tinh khi chuyn t trng thỏi nhỡn mt vt rt
xa sang trng thỏi nhỡn mt vt cỏch mt 84cm.
Giải: S thay i tiờu c ca th thy tinh
Khi nhỡn mt vt rt xa thỡ mt khụng phi iu tit v tiờu im ca th thy tinh nm
ỳng trờn mn li, tiờu c ca th thy tinh l f
1
= 2cm.
Khi nhỡn vt cỏch mt 84cm, nh ca vt hin rừ trờn mn li.
Tng ng vi tiờu c ca th thy tinh: f =
.95,1
284
2.84
d'd
d.d'

cm=
+
=
+
thay i tiờu c ca th thy tinh : f
1
f = 0,05cm
Trần Nam Hiếu Trang 8/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
Bài 14: Cho hệ TK - Gơng phẳng nh Hv. Chiếu vào TK
một tia sáng song song với trục chính của TK. Vẽ và nêu
NX về đờng truyền tiếp theo của chùm sáng.
Bài 15: Trên hình vẽ tia (1) sau khi khúc xạ qua TK đi qua
điểm A. Hãy vẽ tiếp đờng truyền của tia (2) qua TK.
Bi 16: Mt thu kớnh hi t L
1
cú tiờu c l 20 cm. Vt sỏng AB t trc thu kớnh hi t L
1
,
AB vuụng gúc vi trc chớnh, A nm trờn trc chớnh v cỏch thu kớnh 1 on a. nh ca AB
qua thu kớnh l nh o A'B' cỏch thu kớnh 1 on b. Mt thu kớnh khỏc l thu kớnh phõn kỡ
L
2
, khi vt AB t trc L
2
on b thỡ nh ca AB qua thu kớnh L
2
l nh o A"B" cỏch thu
kớnh on a.
a. V nh to bi thu kớnh trong 2 trng hp trờn.
b. Tỡm tiờu c ca thu kớnh phõn kỡ L

2.
Bài 17: Vt sỏng AB cao 1,5m t vuụng gúc vi trc chớnh ca mt thu kớnh phõn k cho nh
A'B' cao 0,5 cm, cỏch vt AB on 12cm. Hóy nờu cỏch v nh theo ỳng t l xỏc nh v
trớ tiờu im F'. T hỡnh v hóy xỏc nh tiờu c ca thu kớnh.
Bài 18: Cho hệ quang học gồm thấu kính hội tụ và gơng phẳng bố trí (HV 5). Hãy vẽ một tia
sáng đi từ S, qua thấu kính, phản xạ trên gơng phẳng rồi đi qua điểm M cho trớc.
Bi 19: Mt ngi gi phi eo sỏt mt mt thu kớnh hi t cú tiờu c 60cm thỡ mi nhỡn rừ
vt gn nht cỏch mt 30cm. Hóy dng nh ca vt (cú dng mt on thng t vuụng gúc vi
trc chớnh) to bi thu kớnh hi t v cho bit khi khụng eo kớnh thỡ ngi y nhỡn rừ c
vt gn nht cỏch mt bao nhiờu?
Bài 20: Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng
6cm, cách thấu kính 9cm. Một màn ảnh đặt vuông góc với trục chính để thu ảnh rõ nét của S
trên màn.
a. Hỏi phải đặt màn cách thấu kính bao nhiêu để trên màn thu đợc một điểm sáng.
b. Cho thấu kính dịch chuyển theo phơng vuông góc với trục chính của nó với vận tốc
v = 2m/s. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc bao nhiêu nếu nguồn sáng
đợc giữ cố định.
Bài 21:
a. Một vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ (điểm A trên trục chính)
thì thu đợc ảnh A'B' nhỏ hơn vật ba lần và cách vật 12cm. Tính khoảng cách từ vật đến thấu
kính v tiêu cự của thấu kính.
b. Cho hai thấu kính hội tụ L
1
, L
2
có trục chính trùng nhau, đặt cách nhau 20cm. Vật sáng nhỏ
AB đặt vuông góc trục chính của (điểm A trên trục chính) trớc thấu kính L
1
(theo thứ tự vật
AB, thấu kính L

1
, thấu kính L
2
). Khi vật AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì ảnh A'B' của
nó tạo bởi hệ hai thấu kính có độ lớn không thay đổi và cao gấp 4 lần vật AB. Tìm tiêu cự
của hai thấu kính.
Trần Nam Hiếu Trang 9/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
Bài 22: Mt vt AB cú dng mt on thng t trc v vuụng gúc vi trc chớnh ca mt
thu kớnh hi t (A trờn trc chớnh) cho nh tht A
1
B
1
. Dch chuyn vt AB mt on a dc theo
trc chớnh ca thu kớnh thỡ thu c nh o A
2
B
2
.
a. Vt AB dch chuyn li gn hay ra xa thu kớnh? Gii thớch.
b. Dng (v) nh trong hai trng hp trờn (khụng cn nờu cỏch dng).
c. Bit tiờu c ca thu kớnh f = 20cm; on dch chuyn a = 15cm; nh A
1
B
1
cao 1,2cm; nh
A
2
B
2
cao 2,4cm. Da trờn cỏc hỡnh v v cỏc phộp toỏn hỡnh hc, hóy xỏc nh:

Khong cỏch t vt AB n thu kớnh trc khi dch chuyn.
Chiu cao ca vt AB.
Bi 23: Cho nguồn sáng điểm S; một thấu kính hội tụ vành ngoài hình tròn có bán kính r; hai
màn chắn M
l
và M
2
đặt song song và cách nhau 30cm. Trên M
l
khoét một lỗ tròn tâm O có bán
kính đúng bằng r. Đặt S trên trục xx' vuông góc với hai màn đi qua tâm O (Hình 4). Điều chỉnh
SO = 15cm, trên M
2
thu đợc vệt sáng hình tròn. Vệt sáng này có kích thớc không đổi khi đặt
thấu kính đã cho vừa khớp vào lỗ tròn của M
l
.
a. Tìm khoảng cách từ tâm O tới tiêu điểm F của thấu kính.
b. Giữ cố định S và M
2'
Dịch chuyển thấu kính trên xx' đến khi thu đợc một điểm sáng trên M
2
.
Tìm vị trí đặt thấu kính.
Bi 24: Mt vt sỏng AB cỏch mn mt khong L, khong gia vt v mn t mt thu kớnh
hi t cú tiờu c f v quang tõm O. Bit AB v mn vuụng gúc vi trc chớnh ca thu kớnh, A
nm trờn trc chớnh ca thu kớnh vi OA > f, nh ABhin rừ trờn mn.
a. Chng minh :
'
1 1 1

f d d
= +
vi d = OA, d = OA.
b. Tỡm iu kin cú c nh rừ nột trờn mn.
c. t l l khong cỏch gia hai v trớ ca thu kớnh cho nh rừ nột trờn mn.
Hóy chng minh cụng thc f =
2 2
4
L l
L

.
Bi 25: a. Một vật sáng nhỏ AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính của một thấu kính
hội tụ có tiêu cự 20cm. Dịch chuyển AB dọc theo trục chính. Hỏi khi khoảng cách giữa AB và
ảnh thật của nó là cực tiểu thì ảnh đó lớn gấp bao nhiêu lần vật?
b. Cho hai thấu kính hội tụ L
1
, L
2
có trục chính trùng nhau, cách nhau 20cm. Vật sáng nhỏ AB
đặt trên trục chính trớc L
1
(theo thứ tự AB - L
1
- L
2
). Khi AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì
ảnh A'B' của nó tạo bởi hệ L
1
, L

2
không thay đổi độ lớn và cao gấp 4 lần AB. Tìm tiêu cự của 2
thấu kính?

Bi 26: Mt thu kớnh hi t cú tiờu c f = 10cm. Vt sỏng cú
dng l mt hỡnh thang cõn ABCD, cnh AB = 8cm, cnh CD
= 4cm, gúc = 45
0
. Trc chớnh xy ca thu kớnh nm trờn mt
phng (ABCD) v vuụng gúc vi AB (hỡnh H3). Bit rng nh
ca vt qua thu kớnh l nh tht cú dng l mt hỡnh ch nht.
a. Xỏc nh cỏc khong cỏch t AB v CD n thu kớnh.
b. Tớnh chiu di cỏc cnh ca nh.
Bi 27: Mt vt sỏng AB t ti mt v trớ trc mt thu kớnh hi t, sao cho AB vuụng gúc
vi trc chớnh ca thu kớnh v A nm trờn trc chớnh, ta thu c mt nh tht ln gp 2 ln
vt. Sau ú, gi nguyờn v trớ vt AB v dch chuyn thu kớnh dc theo trc chớnh, theo chiu
ra xa vt mt on 15cm, thỡ thy nh ca nú cng dch chuyn i mt on 15cm so vi v trớ
nh ban u. Tớnh tiờu c f ca thu kớnh (khụng s dng trc tip cụng thc ca thu kớnh).
Trần Nam Hiếu Trang 10/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
Bi 28: Vt AB cú dng mt on thng t trc v vuụng gúc vi trc chớnh xy ca mt thu
kớnh hi t L
1
( Hỡnh 3).Qua thu kớnh L
1
, vt AB cho nh tht A
1
B
1
cỏch vt
90 cm v

cao gp ụi vt.
a. Tỡm tiờu c f
1
ca thu kớnh L
1
.
b. Bõy gi t thờm mt thu kớnh hi t L
2
cú tiờu c f
2
= 10 cm sau thu kớnh hi t L
1
v
cỏchthu kớnh L
1
mt on a. Hai thu kớnh cú cựng trc xy. Tỡm a nh cui cựng AB
ca mt vt AB cho bi h hai thu kớnh l nh tht v cao bng vt AB.
Bi 29: Vật sáng AB đặt cố định qua thấu kính cho ảnh thật cao gấp 2 lần vật, dịch thấu kính ra
xa một đoạn 12 cm thì cho ảnh thật cao bằng
1
2
vật
a. Tính tiêu cự của thấu kính.
b. Chứng tỏ có một vị trí đặt màn mà thu đợc hai ảnh đó. Xác định vị trí của màn

Bi 30: Mt vt phng nh AB t vuụng gúc vi trc chớnh ca 1 thu kớnh hi t sao cho
im B nm trờn trc chớnh v cỏch quang tõm O ca thu kớnh 1 khong BO = a. Nhn thy
rng nu ta dch chuyn vt AB li gn hoc ra xa thu kớnh 1 khong b = 5cm thỡ u c nh
cú cao bng gp 3 ln vt, trong ú 1 nh cựng chiu v 1 nh ngc chiu vi vt. Dựng

cỏch v ng i ca tia sỏng hóy xỏc nh khong cỏch a v v trớ tiờu im ca thu kớnh?
Bi 31: Hai im sỏng S
1
v S
2
nm trờn trc chớnh v hai bờn thu kớnh hi t cỏch thu kớnh
ln lt l 6cm v 12cm. Khi ú: S
1
qua thu kớnh cho nh o v S
2
qua thu kớnh cho nh tht
trựng nhau ti S.
a. V hỡnh.
b. T hỡnh v hóy tớnh tiờu c thu kớnh ca thu kớnh v khong cỏch t nh n thu kớnh.
Bi 32: Mt vt sỏng AB t ti mt v trớ trc mt thu kớnh hi t, sao cho AB vuụng gúc
vi trc chớnh ca thu kớnh v A nm trờn trc chớnh, ta thu c mt nh tht ln gp 2 ln
vt. Sau ú, gi nguyờn v trớ vt AB v dch chuyn thu kớnh dc theo trc chớnh, theo chiu
ra xa vt mt on 15cm, thỡ thy nh ca nú cng dch chuyn i mt on 15cm so vi v trớ
nh ban u. Tớnh tiờu c f ca thu kớnh (khụng s dng trc tip cụng thc ca thu kớnh).
Bi 33: Có một thấu kính hội tụ và một gơng phẳng đợc đặt cách nhau 25cm nh hình vẽ tiêu
điểm của thấu kính cách quang tâm là 20cm. Một chùm ánh sáng song song vớitrục chính của
thấu kính đợc chiếu vào phía trớc của thấu kính.
a. Vẽ tiếp đờng truyền của chùm ánh sáng qua thấu kính.
b. Quan sát trong gơng phẳng ta thấy xuất hiện ảnh của một điểm sáng, giải thích.
Trần Nam Hiếu Trang 11/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
c. Nếu quay gơng phẳng một góc 30
0
quanh điểm I thì điểm ảnh trong gơng dịch chuyển nh
thế nào?
d. Ta dịch chuyển gơng phẳng lại phía thấu kính tới điểm cách thấu kính 10cm . Mô tả hiện t-

ợng quan sát đợc, giải thích. ( Khi dịch chuyển gơng luôn song song với thấu kính )
a. Vẽ tiếp đờng đi của chùm sáng( hình vẽ )
b.
Chùm sáng tới song song với trục chính thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm F tạo thành
một điểm sáng đặt trớc gơng. Do đó điểm sáng F sẽ cho ảnh F sau gơng đó là ảnh ảo nằm
cách gơng ( 25 -20) = 5 (cm)
c.
Nếu gơng quay một góc 30
o
.
Điểm F luôn cách I một đoạn là 5cm nên ảnh F cũng luôn cách 1 khoảng là 5cm. Do đó khi g-
ơng quay quanh I thì ảnh của F dịch chuyển trên cung tròn có tâm là I, bán kính bằng 5cm.
Khi gơng quay một góc 30
o
thì pháp tuyến của gơng cũng quay một góc :

21
INN
= 30
0
Tia tới FI, khi gơng quay một góc 30
O
sẽ cho tia phản xạ IK đI qua điểm ảnh F
2
. Vì IN
2
là pháp
tuyến của gơng.
Nên :
30 KIN INN

0
221
==
Do đó góc :
30 'IFF' IK N
0
11
==
Vậy điểm ảnh F dịch chuyển trên cung tròn tâm I , bán kính 5cm và góc ở tâm bằng 60
o
d. Dịch chuyển gơng lại gần thấu kính.
Khi gơng dịch chuyển trong khoảng từ từ I tới F thì ảnh F ngày càng gần gơng hơn vì
khoảng cách IF ngày càng giảm. Khi gơng tới F thì ảnh F trùng với điểm sáng F
Khi gơng đi qua vị trí F thì F trở thành vật ảo. Do đó điểm F sẽ trở thành ảnh thật F ở trớc
gơng. Đó là một điểm sáng. Khoảng cách từ điểm ảnh tới gơng ngày càng tăng khi gơng
tiến lại gần phía thấu kính.
Khi gơng đến cách thấu kính 10cm thì điểm F cũng cách gơng là 10cm. Do đó điểm ảnh F
nằm ở quang tâm, của thấu kính.
Bi 34: Mt vt sỏng AB t ti mt v trớ trc mt thu kớnh hi t, sao cho AB vuụng gúc
vi trc chớnh ca thu kớnh v A nm trờn trc chớnh, ta thu c mt nh tht ln gp 2 ln
vt. Sau ú, gi nguyờn v trớ vt AB v dch chuyn thu kớnh dc theo trc chớnh, theo chiu
ra xa vt mt on 15cm, thỡ thy nh ca nú cng dch chuyn i mt on 15cm so vi v trớ
nh ban u. Tớnh tiờu c f ca thu kớnh (khụng s dng trc tip cụng thc ca thu kớnh).
Bi 35: Một chùm sáng có đờng kính D = 5 cm song song với trục chính của TKPK. L
1
sau khi
khúc xạ qua thấu kính này cho một hình tròn sáng có đờng kính D
1
= 7 cm trên một màn chắn
E. Đặt cách thấu kính này một khoảng bằng l.

Nếu đặt một TKHT L
2
có cùng tiêu cự nh TKPK vào đúng vị trí của TKPK này thì trên màn
chắn E thu đợc một hình tròn sáng có đờng kính bằng bao nhiêu?
a. Cho l = 24 cm, tính tiêu cự của TKHT ?
b. Hớng TKHT về hớng Mặt Trời sao cho trục chính của nó đi qua tâm Mặt Trời. Vẽ ảnh và
xác định vị trí , đờng kính ảnh của Mặt Trời. Xem rằng Mặt Trời nh một khối cầu có bán
kính R= 0,7.10
6
km, khoảng cách từ bề Mặt Trời đến Trái Đất là l

= 150.10
6
km.
Bi 36: Mt vt AB t trc mt thu kớnh phõn k cho mt nh cao l A
1
B
1
= 0,8cm. Thay
thu kớnh phõn k bng thu kớnh hi t cú cựng tiờu c v cng t v trớ ca thu kớnh phõn
F'S F G
Trần Nam Hiếu Trang 12/12 Trung học cơ sở Mỹ Cát
k thỡ thu c mt nh tht, chiu cao l A
2
B
2
= 4cm. Khong cỏch gia hai nh l 72cm. Tỡm
tiờu c ca thu kớnh v chiu cao ca vt. Chỳ ý: Khụng s dng cụng thc thu kớnh.
Bi 37: a.Chiếu 1 tia sáng hẹp vào 1 gơng phẳng, nếu cho gơng quay đi 1 góc quanh 1 trục
bất kỳ nằm trên mặt gơng thì tia phản xạ sẽ quay đi 1 góc bao nhiêu theo chiều nào?

b. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm, phải đặt vật AB ở đâu để thu đợc ảnh A

B

lớn gấp 2
lần vật.
Bi 38: Cho một hệ thấu kính hội tụ, gơng phẳng nh Hình vẽ 3. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f. G-
ơng đặt cách thấu kính một khoảng bằng
2
3
f, mặt phản xạ quay về phía thấu kính. Trên trục
chính của thấu kính đặt một điểm sáng S. Bằng phép vẽ hình học hãy xác định vị trí đặt S để
một tia sáng bất kì xuất phát từ S qua thấu kính phản xạ
trên gơng rồi cuối cùng khúc xạ qua thấu kính luôn
song song với trục chính.