Bài giảng bài thấu kính mỏng vật lý 11 (13)

CHƯƠNG VII: MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC

THẤU KÍNH MỎNG


1.ĐỊNH NGHĨA
Thấu kính là gì ?
a.Định nghĩa thấu kính


a.Định nghĩa thấu kính
Thấu kính là một khối chất trong suốt được giới
hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và
một mặt cong.


b. Phân loại
*Thấu kính mép mỏng
gọi là thấu kính hội tụ

*Thấu kính mép dày gọi
là thấu kính phân kỳ

Lưu ý: ta chỉ xét các thấu kính mỏng (có bề dày ở tâm rất nhỏ)


c. Các yếu tố của thấu kính
R1, R2: bán kính các mặt cầu (mặt phẳng R = ∞)
C1C2: trục chính: là
đường thẳng nối các
tâm của hai mặt cầu

(hoặc đi qua tâm của
mặt cầu và vuông góc
với mặt phẳng)
O :quang tâm thấu kính là điểm mà trục chính
cắt thấu kính

: Đường kính mở hay đường kính khẩu độ


bán kính các mặt cầu (mặt phẳng R = ∞)
R1

C1

Tâm mặt cầu

R2

Quang tâm

C2

Trục chính

Trục phụ

Trục chính:đường thẳng nối 2 tâm của 2 mặt cầu , hoặc
đi qua tâm của mặt cầu và vuông với mặt phẳng
Trục phụ :đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O

Tính chất của quang tâm :Tia sáng bất kì qua
quang tâm thì truyền thẳng
Thấu kính hội tụ
Thấu kính phân kì
Trục chính

O

O

Trục phụ

Điều kiện có ảnh rõ nét :
-Các tia sáng nghiêng với trục chính một góc nhỏ:
=>Khí đó một điểm vật sáng sẽ cho một điểm ảnh


2. TIÊU ĐIỂM. TIÊU DIỆN. TIÊU CỰ

a. Tiêu điểm ảnh chính, phụ:
Giao điểm của các tia ló (TK hội tụ) hay đường kéo
dài của các tia ló (TK phân kỳ) khi các tia tới song
song với trục chính.
Ký hiệu F’

O

F’

E

F’
O


a. Tiêu điểm ảnh chính F’
Nằm trên trục chính
Thấu kính hội tụ

Thấu kính phân kì

 Nằm phía tia ló(tiêu
điểm thật)

F’

 Nằm phía tia
tới(tiêu điểm giả)

F’
O

O
E


b. Tiêu điểm vật chính, phụ:
Giao điểm của các tia tới (TK hội tụ), hay đường
kéo dài của các tia tới (TK phân kỳ), khi các tia ló

song song với trục chính thấu kính. Ký hiệu F

S
F

F
O

O

E


b. Tiêu điểm vật chính
Tiêu điểm vật chính nằm trên trục chính
Thấu kính hội tụ
Thấu kính phân kì
 Nằm phía tia tới
 Nằm phía tia ló

S
F

F
O

O

E

Tiêu điểm F và F’đối xứng với nhau qua quang tâm

F’

F
O

F’

F
O

OF=OF’


c. Tiêu diện
Tiêu diện vật : tập hợp các tiêu điểm vật chính,
phụ.
φ
F

φ
O

O

F

Chiều truyền của ánh sáng

Tia
đi qua
tiêu :điểm
cho
tiaphụ
ló
Tiêutớiđiểm
vật phụ
điểmvật
giaophụ
củathì
một
trục
song
trục
phụ
bất song
kì vớivới
tiêu
diện
vật. .


Tiêu diện ảnh : tập hợp các tiêu ảnh chính, phụ.

F’

O

φ’

F’

O

φ’

Chiều truyền của ánh sáng

Tiêu
ảnhsong
phụ với
: điểm
trục
Tia
tớiđiểm
đi song
trụcgiao
phụcủa
thì một
cho tia
lóphụ
đi
bấttiêm
kì với
tiêuảnh
diện
ảnh.
qua

điểm
phụ
F’.


d) Tiêu cự:
• Tiêu cự là độ dài đại số có trị số tuyệt đối
bằng khoảng cách từ các tiêu điểm chính
tới quang tâm của thấu kính.
Tiêu cự:|f|= OF=OF’
f > 0: TKHT;
f<0: TKPK


3. Đường đi của tia sáng qua thấu kính :
a. Các tia đặc biệt :
*Tia tới qua TĐ F =>tia ló song song với trục chính
*Tia tới song song với trục chính=>tia ló qua F’

F’

F
O

F’

F
O

*Tia tới qua quang tâm thì truyền thẳng .

b. Tia tới bất kì
TD
ảnh

TD
ảnh

φ’
F

O

F’

F’

O

F

*Tia tới song song với trục phụ =>tia ló đi qua tiêu
điểm ảnh phụ .


4. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
 Vật điểm là điểm đồng quy của chùm tia
tới hoặc là đường kéo dài của chúng.
 Ảnh điểm là điểm đồng

quy
của
chùm
tia
Trong quang học
ló hoặc là đường kéo dàivật
củađiểm
chúng.
là gì

?Ảnh điểm là gì ?

Để xác định ảnh của vật
qua thấu kính cần tiến
hành như thế nào ?


Xác định ảnh của vật bằng cách vẽ đường đi
của tia sáng:

B

A’
A

F

O

F’

B’


Các trường hợp tạo ảnh bởi thấu kính
 Thấu kính hội tụ
C

F

2f

d
d > 2f
d = 2f
f≤ d ≤2f
d=f
0< d< f

O

F’

C’

f

Tính chất ảnh
Ảnh thật
Ảnh thật
Ảnh thật

Chiều ảnh
Ngược chiều
Ngược chiều
Ngược chiều

Độ lớn ảnh
Nhỏ hơn vật
Bằng vật
Lớn hơn vật

Ảnh ảo

Cùng chiều

Lớn hơn vật


 Thấu kính phân kì
Vật thật luôn cho ảnh ảo : cùng chiều với vật ,
nhỏ hơn vật , cùng phía với vật so với thấu
kính , so với trục chính
So sánh ảnh ảo của
tkpk với ảnh ảo
của tkht?


5. ĐỘ TỤ
Độ
tụ hệ

là
mộtnào
đại
dùng
xác sáng
định của
khả
Thấu
kính
khả hội
năng
Liên
giữa
khảcólượng
năng
tụ để
chùm
năng
hội
tụtiêu
chùm
nhiều hay ít
hội
tụlàm
chùm
sáng
mạnh
thấu
kính
với

cự tia
f? hơn?
Với f: tiêu cự (m), D: độ tụ (dp).

1
D=
f

D< 0: TKPK ; D> 0 : TKHT.
L1

L2

O

O
F’

F’

E

E


 1
1
1 
D
 (n  1) 



f
R2 
 R1
n: chiết suất tỉ đối của TK đối với môi trường
f là tiêu cự (m) ; D là độ tụ (dp)

R1 , R2 : bán kính cong của thấu kính
R1 , R2> 0 :với các mặt lồi
R1 , R2< 0 :với các mặt lõm


R1 ,R2 > 0

R1 = ∞

R1 ,R2 < 0


6. CÔNG THỨC THẤU KÍNH :
Chiều truyền ánh sáng
I

B
A

A’
F

O

F’

J

Quy ước :

B’

d = OA : d> 0: vật thật ; d< 0 : vật ảo
d’ = OA’ :d’> 0: ảnh thật ; d’< 0 : ảnh ảo
f = OF’ :f > 0:TKHT; f < 0 : TKPK