Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÍ


LƢU THỊ HƢƠNG LAN

HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
PHẦN THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Vật lí đại cƣơng

HÀ NỘI, 2018


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÍ


LƢU THỊ HƢƠNG LAN

HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
PHẦN THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Vật lí đại cƣơng
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

ThS. Nguyễn Thị Thắm

HÀ NỘI, 2018

Lời cảm ơn
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô trong khoa Vật lí trƣờng Đại
học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy suốt 4 năm học để em có đƣợc nền
tảng tri thức. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến ThS. Nguyễn
Thị Thắm là ngƣời đã hƣớng dẫn nghiên cứu em, cô đã rất tận tình giúp em hoàn
thành khóa luận.
Đây là một đề tài mới nên trong quá trình em làm khóa luận chắc chắn còn nhiều
thiếu sót, hạn chế. Em rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của quý thầy, cô
và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018
Sinh viên
Lƣu Thị Hƣơng Lan


Lời cam đoan
Em xin cam đoan khóa luận “Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần
thấu kính và hệ thấu kính” là kết quả học tập, công trình nghiên cứu của cá nhân
em và nó chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào.
Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018

Sinh viên
Lƣu Thị Hƣơng Lan


Mục lục
MỞ ĐẦU

1

CHƢƠNG 1

3

1.1

Thấu kính

3

1.1.1

Định nghĩa ............................................................................................................. 3

1.1.2

Quy ƣớc dấu ........................................................................................................... 4

1.1.3

Công thức cơ bản của thấu kính. ............................................................................ 5

1.1.4

Tiêu cự. Độ tụ ......................................................................................................... 6

1.1.5

Cách vẽ ảnh của vật cho bởi thấu kính ................................................................... 8

1.1.6

Độ phóng đại của ảnh ............................................................................................. 9

1.2

Hệ quang học đồng trục lí tƣởng.

10

1.2.1

Định nghĩa ............................................................................................................ 10

1.2.2

Tiêu cự, độ tụ, công thức cơ bản của quang hệ .................................................... 12

1.2.3

Độ phóng đại dài .................................................................................................. 12

1.3

Ghép hai hệ quang học đồng trục

12

1.3.1

Tiêu cự độ tụ của hệ ghép .................................... Error! Bookmark not defined.

1.3.2

Vị trí các mặt phẳng chính ................................................................................... 13

CHƢƠNG 2
2.1

15

Hệ thống câu hỏi lí thuyết

15

2.1.1

Câu hỏi lí thuyết .................................................................................................. 15

2.1.2

Câu hỏi vận dụng lí thuyết ................................................................................... 20

2.1.3

Đáp án câu hỏi ...................................................................................................... 23

2.2

Bài tập trắc nghiệm

24

2.2.1

Bài tập tính toán ................................................................................................... 24

2.2.2

Các bài tập tính khó ............................................................................................. 30

2.2.3

Đáp án bài tập ....................................................................................................... 35

CHƢƠNG 3
3.1
3.1.1

36

Hệ thống câu hỏi lí thuyết

36

Hệ thống câu hỏi .................................................................................................. 36

Đáp án câu hỏi ..................................................................................................... 38

3.1.2
3.2

Bài tập trắc nghiệm về hệ thấu kính

38

3.2.1

Hệ thống bài tập ................................................................................................... 38

3.2.2

Đáp án bài tập ....................................................................................................... 46

KẾT LUẬN

47

TÀI LIỆU THAM KHẢO

48


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Quang học là một ngành học về các hiện tƣợng liên quan tới ánh sáng, các định

luật quang học và các dụng cụ quang học đƣợc sử dụng nhiều trong đời sống. Thấu
kính là một trong những dụng cụ quang học điển hình của quang học. Nghiên cứu
về thấu kính chúng ta có thể tìm hiểu về đƣờng đi của ánh sáng qua thấu kính, sự
tạo ảnh của một vật bởi các chùm tia sáng đi qua thấu kính. Thấu kính còn là một
bộ phận cơ bản của hầu hết các dụng cụ quang học quan trọng trong đời sống và
trong khoa học: máy ảnh, kính khắc phục các tật của mắt (cận, viễn, lão), kính hiển
vi,…Để có đƣợc các tính năng tối ƣu, ngƣời ta thƣờng ghép nhiều thấu kính thành
hệ thấu kính.
Hiện nay, trong các tài liệu liên quan đến quang học bài tập về thấu kính và hệ
thấu kính đƣợc trình bày chủ yếu dƣới dạng tự luận, đặc biệt là các tài liệu cho sinh
viên ngành sƣ phạm Vật lý. Còn bài tập dƣới dạng trắc nghiệm đƣợc đề cập chủ
yếu ở các tài liệu tham khảo cho học sinh phổ thông. Do đó, việc tổng hợp, xây
dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính cho
sinh viên ngành sƣ phạm Vật lý là rất cần thiết.
Xuất phát từ quan điểm trên tôi quyết định chọn đề tài: “Hệ thống câu hỏi và bài
tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính” nhằm hiểu sâu, rộng và vận
dụng tốt các kiến thức về thấu kính, hệ thấu kính. Đồng thời, từ đề tài nghiên cứu
này tôi mong muốn hình thành hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm về thấu kính
và hệ thấu kính góp phần đa dạng hình thức bài tập về thấu kính và hệ thấu kính,
làm phong phú thêm hệ thống kiến thức về quang học nói riêng và Vật lý đại cƣơng
nói chung.
2.
kính.

Mục đích nghiên cứu
Nắm đƣợc các kiến thức chung về thấu kính, hệ thấu kính.
Nắm đƣợc cách tạo ảnh của một vật qua thấu kính, hệ thấu kính
Đƣa ra hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của thấu kính, hệ thấu kính.
1


-

Tìm hiểu cách dựng ảnh của một vật qua thấu kính,hệ thấu kính.
Tìm hiểu cách xây dựng bài tập trắc nghiệm.

4. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng: thấu kính, hệ thấu kính.
- Phạm vi nghiên cứu: hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính,
hệ thấu kính.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính, hệ thấu
kính. Do đó, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên…
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp tra cứu tài liệu
- Phƣơng pháp tổng hợp, phân loại và giải các bài tập cơ bản
7. Cấu trúc khóa luận
- Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, khóa luận bao gồm các nội
dung sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về thấu kính và hệ thấu kính.
Chƣơng 2: Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính mỏng.
Chƣơng 3: Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần hệ thấu kính.

2


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH
1.1 Thấu kính
1.1.1 Định nghĩa
- Thấu kính là một khối đồng chất, trong suốt đƣợc giới hạn bởi hai mặt khúc
xạ đồng trục, trong đó có ít nhất một mặt cầu.
- Nếu khoảng cách giữa hai đỉnh của hai mặt khúc xạ là nhỏ so với bán kính
của chúng thì thấu kính đó đƣợc gọi là thấu kính mỏng. Khi đó ta có thể coi O1
trùng O2 trùng quang tâm O của thấu kính (Hình 1.1).
n1 n

n2
Trục chính

O1 O O2
Trục phụ
Hình 1.1

- Đƣờng thẳng bất kì đi qua quang tâm O của thấu kính gọi là quang trục phụ
của thấu kính. Quang trục đi qua cả hai tâm của hai mặt cầu khúc xạ gọi là quang
trục chính của thấu kính.
- Phân loại: Thấu kính mỏng đƣợc chia làm hai loại thấu kính hội tụ và thấu
kính phân kì.
Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng) Thấu kính phân kì (thấu kính rìa dày)

Hình 1.2
3


-

Kí hiệu:
Thấu kính hội tụ

Thấu kính phân kì

Hình 1.3

1.1.2 Quy ước dấu
Để xây dựng công thức cơ bản của thấu kính và hệ thấu kính, ta áp dụng quy ƣớc
dấu đƣợc trình bày dƣới đây. Quy
+
ƣớc này đƣợc dùng chung cho
toàn bộ nội dung khóa luận.
h
1. Nếu coi chiều dƣơng (+) là
O
’
-h’
-s
s
chiều truyền ánh sáng từ trái qua
phải và chọn gốc tọa độ tại đỉnh
O, thì độ dài của đoạn thẳng đƣợc
Hình 1.4
xem là dƣơng nếu chiều trùng với
chiều truyền ánh sáng, ngƣợc lại là âm (Hình 1.4).
2. Độ cao của vật và ảnh đƣợc coi là dƣơng nếu chúng hƣớng lên trên, là âm
nếu chúng hƣớng xuống dƣới (Hình 1.4).
3. Bán kính R của
mặt cầu khúc xạ là dƣơng

-R
R
nếu tâm nằm ở bên phải
mặt cầu, là âm nếu tâm
O
C
O
C
nằm ở bên trái mặt cầu
(Hình 1.5).
Hình 1.5
4. Độ dày của thấu
kính và khoảng cách giữa hai mặt cầu khúc xạ luôn luôn dƣơng.
4


1.1.3 Công thức cơ bản của thấu kính.
- Coi thấu kính nhƣ hai mặt cầu khúc xạ có đỉnh O1 , O2 bán kính R1 , R2 Chiết
suất của thấu kính là n, thấu kính ngăn cách 2 môi trƣờng trong suốt có chiết suất
n1, n2 ( Hình 1.6)
n1 n

n2

O1 O O2

P

P2

P1

Hình 1.6

- Xét một chùm tia sáng hẹp phát ra từ một điểm P nằm trên trục chính, sau
khi khúc xạ qua mặt cầu O1 cho ảnh P1, P1 lại là vật đối với mặt cầu O2 sau khi
khúc xạ qua mặt cầu cho ảnh P2. Ta có sơ đồ tạo ảnh nhƣ sau:
O1

O2
P1

P
s1

P2

s’1

s2

s’2

Nhƣ ta đã biết khi ánh sáng truyền qua mặt cầu khúc xạ thì ta có thể áp dụng
công thức của mặt cầu khúc xạ nhƣ sau:
n' n n'  n
 
s' s
R

(1.1)

Trong đó:
n ;n’ là chiết suất của môi trƣờng trƣớc và sau mặt cầu.
R: là bán kính mặt cầu ( R> 0 mặt cầu lồi, R< 0 mặt cầu lõm)
s : là khoảng cách từ điểm sáng nằm trên trục chính đến đỉnh của mặt cầu
s’ :là khoảng cách từ ảnh của điểm sáng nằm trên trục chính đến đỉnh của mặt cầu
Áp dụng công thức của mặt cầu khúc xạ cho các mặt cầu O1, O2 lần lƣợt là:
n n1 n  n1
 
s1' s1
R1

5

(1.2)


n2 n n2  n
 
s2' s2
R2

(1.3)

Vì khoảng cách O1, O2 rất nhỏ nên có thể coi s2 =s’1, cộng 2 vế của (1.2), (1.3)
với nhau ta đƣợc:
n2 n1 n  n1 n2  n
 


s2' s1
R1
R2

(1.4a)

Đặt s1=s; s2’=s’ ta có thể viết lại (1.4a) nhƣ sau:
n2 n1 n  n1 n2  n
 

s' s
R1
R2

(1.4b)

Công thức (1.4b) là công thức tổng quát của thấu kính mỏng
- Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính có n1 = n2= n’ thì (1.4b) trở
thành:
1 1
1
1
  ( N  1)(  )
s' s
R1 R2
N

-

n

n'

(1.5)

là chiết suất tỉ đối của thấu kính đối với môi trƣờng đặt thấu kính.

Nếu thấu kính đặt trong không khí thì n’ = 1 ta có:
1 1
1
1
  (n  1)(  )
s' s
R1 R2

(1.6)

1.1.4 Tiêu cự. Độ tụ
Ta chỉ xét thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính
- Khi s = - ∞ từ (1.5) Ta đƣợc:
s' 

1
 f'
1
1
( N  1)(  )
R1 R2

(1.7a)

Hay:
1
1
1
 ( N  1)(  )
f'
R1 R2

6

(1.7b)


s=-∞
F’

O

f’

Hình 1.7

Khoảng cách OF’= f ’gọi là tiêu cự thứ hai của thấu kính; F’ tiêu điểm chính thứ
hai của thấu kính.
- Khi s’= ∞ từ (1.5) ta đƣợc:
s 

1
 f
1

1
( N  1)(  )
R1 R2

(1.8)

Khoảng cách OF =f gọi là tiêu cự thứ nhất của thấu kính; F tiêu điểm chính thứ
nhất của thấu kính.
F

s2’= ∞

O

-f

-

Hình 1.8

Độ tụ của thấu kính là đại lƣợng đƣợc xác định theo công thức:


n  n1 n2  n

 1   2
R1
R2

(1.9)

Trong đó Φ1 và Φ2 là độ tụ của hai mặt cầu khúc xạ O1 và O2.
+ Nếu thấu kính đặt trong không khí, n1= n2= 1


1
1
1
 (n  1) (

)
f'
R1 R 2

(1.10)

- Đơn vị của độ tụ là điốp (dp), đi ốp là độ tụ của một thấu kính đặt trong
không khí nếu tiêu cự là f’ = 1m.
Φ > 0 ứng với thấu kính hội tụ và Φ < 0 ứng với thấu kính phân kì.
7


-

Chia cả hai vế của (1.5) cho vế phải, ta đƣợc:
f' f
 1
s' s

(1.11)

+ Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính thì f = - f’, ta có:
1 1 1
 
s' s f '

(1.12)

(1.12) là công thức Gauss.
1.1.5 Cách vẽ ảnh của vật cho bởi thấu kính
Để vẽ ảnh của đoạn thẳng AB vuông góc trục chính ta dùng 2 trong 3 tia sau:
- Tia tới đi song song trục chính cho tia khúc xạ đi qua tiêu điểm F’ (hoặc có
đƣờng kéo dài qua F’)
- Tia tới đi qua tiêu điểm F (hoặc có đƣờng kéo dài qua F) cho tia khúc xạ
song song trục chính.
- Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính thì tia đi qua quang tâm O
truyền thẳng.
f’
B
y

A’
A

F’

O

F

-y’
-f
Hình 1.9

B’

Vật là điểm sáng nằm trên trục chính ngoài tia đi qua trục chính ta dùng một tia
bất kì nữa. Để xác định tia ló của tia bất kì ta dựng trục phụ song song với tia tới.
Tia tới song song trục phụ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ.

8


F1
’

S

S
O

F

’

F

O

F1

Hình 1.10

Tính chất ảnh của vật qua thấu kính:
+ Với thấu kính hội tụ
Vị trí đặt vật

Ảnh
Tính chất

Chiều

Độ lớn

|s |< f ’

Ảo

Cùng chiều

Lớn hơn vật

|s |= f ’

ảnh ở vô cùng: s’ = 

f ’ < |s |< 2f ’

Thật

Ngƣợc chiều

Lớn hơn vật

|s |= 2f ’

Thật

Ngƣợc chiều

Bằng vật

|s |> 2f ’

Thật

Ngƣợc chiều

Nhỏ hơn vật

+ Với thấu kính phân kỳ, vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo, cùng
chiều và nhỏ hơn vật
1.1.6 Độ phóng đại của ảnh
- Độ phóng đại dài của ảnh cho bởi thấu kính:
  1 2 

n1s ' y '

n2 s y

(1.13)

1 ,  2 : độ phóng đại của ảnh qua các mặt cầu xạ O1, O2.

-

Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính có n1= n2 thì
s' y'
 
s y

(1.14)

β> 0 ảnh cùng chiều với vật
β< 0 ảnh ngƣợc chiều với vật

9


1.2 Hệ quang học đồng trục lí tƣởng.
1.2.1 Định nghĩa
- Hệ quang học đồng trục là hệ gồm những mặt khúc xạ, phản xạ ánh sáng
ngăn cách nhau bởi những môi trƣờng trong suốt, đồng chất có tâm cùng nằm trên
một đƣờng thẳng. Đƣờng thẳng này gọi là quang trục chính của quang hệ
- Hệ quang học đồng trục đƣợc coi là lí tƣởng nếu chùm tia sáng đồng quy đi
qua nó vẫn là chùm đồng quy. Hoặc một hệ quang học đồng trục bất kì nhƣng xét
với các tia đi gần quang
trục chính cũng đƣợc coi là
lí tƣởng.
F’

- Cho một chùm tia
sáng đi gần quang trục
chính và song song với
quang trục chính, ra khỏi
Hình 1.11
quang hệ chùm tia này
giao nhau tại một điểm F’ nằm trên quang trục chính, điểm F’ gọi là tiêu điểm chính
thứ hai của quang hệ (hình 1.11)
- Trong không gian vật có một điểm F nằm trên quang trục chính có tính chất
là chùm tia đi qua F tới quang hệ, sau khi ra khỏi quang hệ sẽ đi song song với trục
chính .F gọi là tiêu điểm chính thứ nhất của quang hệ ( hình 1.12)

F

Hình 1.12

- Trong hệ quang học đồng trục lí tƣởng có thể tìm đƣợc hai mặt phẳng liên
hợp (H) và (H’) sao cho nếu vật nằm trên mặt phẳng này sẽ cho ảnh nằm trên mặt
10


phẳng kia có độ phóng đại 

 1 .

Mặt phẳng (H) là mặt phẳng chính thứ nhất của

quang hệ; (H’ ) là mặt phẳng chính thứ hai của quang hệ.
Chú ý: Các mặt phẳng chính có thể nằm ở bên trong hệ hoặc bên ngoài hệ, cả hai
nằm cùng một phía của hệ hoặc một trong hai nằm trong hệ.

- Giao điểm của mặt phẳng chính với quang trục chính gọi là các điểm chính
thứ nhất H và điểm chính thứ hai H’.
-

Khoảng cách HF  f gọi là tiêu cự thứ nhất của quang hệ; khoảng cách

H ' F '  f ' gọi là tiêu cự thứ hai của quang hệ.

 Cách vẽ ảnh của một vật qua quang hệ:
- Nếu biết vị trí của hai mặt phẳng chính (H), (H’) và các tiêu điểm chính F, F’
của quang hệ ta có thể dựng đƣợc ảnh của vật cho bởi quang hệ. Ta vẽ hai trong ba
tia đặc biệt sau (Hình 1.13):
+ Tia tới song song với trục chính sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó
sẽ đi qua tiêu điểm chính F’.
+ Tia tới đi qua tiêu điểm chính F sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó
sẽ đi song song với trục chính.
+ Nếu môi trƣờng trƣớc và sau quang hệ cùng chiết suất, tia tới đi qua điểm
chính thứ nhất tia liên hợp với nó sau khi ra khỏi quang hệ sẽ đi qua điểm chính
thứ hai và song song với tia tới.
(H)

(H)’

B
F’

H H’

y

H

A’

H
A

’

FF

'

-y
B’
-s

Hình 1.13

A’B’ là ảnh của AB qua quang hệ.
11

s’


1.2.2 Tiêu cự, độ tụ, công thức cơ bản của quang hệ
- Giả sử môi trƣờng phía trƣớc quang hệ có chiết suất n, sau quang hệ có chiết
suất n’ thì độ tụ của quang hệ đƣợc xác định theo công thức:


n n'
 '
f
f

(1.15)

+ Nếu hệ đặt trong môi trƣờng đồng tính n= n’thì f ’= -f, ta có:
ϕ>0 thì f’ > 0 thì hệ này gọi là hệ hội tụ.
ϕ <0 thì f’< 0 thì hệ này gọi là hệ phân kì.
ϕ = 0 thì f’ = ∞ thì hệ này gọi là hệ vô tiêu.
-

Các công thức cơ bản của quang hệ:

Tƣơng tự nhƣ thấu kính, ta có thể xác định đƣợc công thức cơ bản của quang hệ
khi đặt trong môi trƣờng đồng tính f = -f ’ đƣợc cho bởi:
1 1 1
 
s, s f '

(1.16)

Trong đó s là khoảng cách từ vật tới mặt phẳng chính thứ nhất của quang hệ. s’
là khoảng cách từ vị trí của ảnh so với mặt phẳng chính thứ hai của quang hệ. f’ là
tiêu cự chính thứ hai.
1.2.3 Độ phóng đại dài
Độ phóng đại dài cho bởi hệ quang học đồng trục là:
  1 2 

y ' ns '

y n' s

Trong đó n và n’ là môi trƣờng trƣớc và sau hệ tƣơng ứng
β > 0 ảnh cùng chiều với vật
β < 0 ảnh ngƣợc chiều với vật
1.3

Ghép hai hệ quang học đồng trục

12

(1.17)


Giả sử ta ghép hai thấu kính mỏng (hai hệ quang học đồng trục nhỏ) có các tiêu
cự f1, f1’, f2, f2’ và vị trí các mặt phẳng chính H1, H1’, H2, H2’ thành một hệ quang
học đồng trục lớn. Khoảng cách giữa hai hệ nhỏ là d  H1'H2' . Vì thấu kính là mỏng
nên H1 ≡ H1’; H2 ≡ H2’. Bằng cách dựng ảnh thông thƣờng ta xác định đƣợc các
tiêu điểm chính F, F’ và các điểm chính H, H’ nhƣ Hình 1.14.
Q’

Q

P

Δ

-xF

H

F1
F1

F

H1 H1

’

P’
xF’

F2

H2 H2’ F2’

’

C
I

H’

F’

I’

B

sH’

Hình 1.14

-sH

1.3.1 Tiêu cự, độ tụ của hệ ghép
Đặt HF  f ; H ' F '  f ' ; F1 ' F2 '  
Ta có: d  f1'    f 2
Nếu hệ đặt trong môi trƣờng đồng tính thì : f 2   f 2' ; f1   f1' nên ta có
d  f1'    f 2'
  d  f1'  f 2'

(1.18)

Bằng các tính toán hình học, ta xác định đƣợc tiêu cự thứ nhất và thứ hai của
hệ ghép là
f 

f1 f 2
f1 ' f 2 '


d  f1'  f 2'

13

(1.19)

f '

-

f1 ' f 2 '
f1 ' f 2 '


d  f1'  f 2'

(1.20)

Nếu hệ đặt trong môi trƣờng không khí:
1 

1
1
1
;2  ' ;  '
'
f1
f2
f

Từ (1.20) ta có
1
1
1
d
 ' ' ' '

'
f
f1 f 2 f1 f 2

Hay
-

  1  2  d12

(1.21)

Nếu hai thấu kính ghép sát (d=0) thì:
  1  2

(1.22)

1.3.2 Vị trí các mặt phẳng chính
- Gọi SH là khoảng cách từ mặt phẳng chính H1 đến mặt phẳng chính H của hệ,
SH’ là khoảng cách từ mặt phẳng chính H2’ đến mặt phẳng chính H’ của hệ.
SH  H1H ; S H '  H 2' H '

-

Ta có công thức xác định vị trí các mặt phẳng chính nhƣ sau:
SH  d


f'
d 2
'

f2



f'
S  d '  d 1
f1


(1.23)

'
H

Nhƣ vậy, ta có thể thay hệ ghép gồm hai hay nhiều hệ quang học đồng trục bằng
một hệ mới mà vị trí các mặt phẳng chính đƣợc xác định bởi (1.23), tiêu cự và độ
tụ của hệ ghép đƣợc xác định bởi công thức từ (1.19) đến (1.22), đồng thời áp dụng
công thức của hệ quang học đồng trục (1.16) để giải các bài toán về hệ thấu kính

14


CHƢƠNG 2
HỆ THỐNG CÂU HỎI LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VỀ
THẤU KÍNH MỎNG
2.1

Hệ thống câu hỏi lí thuyết

2.1.1 Câu hỏi lí thuyết

Dạng1:Nhận biết thấu kính
- Gợi ý: Dựa vào định nghĩa của thấu kính, các khái niệm liên quan, các công
thức của thấu kính
1.1 Chọn phát biểu đúng.
Thấu kính có một mặt cầu lồi, một mặt cầu lõm là
A. có thể là thấu kính hội tụ hoặc là thấu kính phân kì.
B. chỉ xác định đƣợc loại thấu kính nếu biết chiết suất.
C. thấu kính hội tụ.
D. thấu kính phân kì
1.2 Chọn phát biểu đúng
A. Thấu kính hội tụ luôn có rìa mỏng
B. Thấu kính hội tụ luôn có rìa dày
C. Thấu kính hội tụ luôn có f ’ > 0
D. Cả A và C
1.3 Điều nào sau đây là sai khi nói về các đặc điểm của thấu kính?
A. Một thấu kính có vô số các trục phụ
B. Một thấu kính có vô số tiêu điểm phụ
C. Mặt phẳng chứa các tiêu điểm chính của thấu kính gọi là tiêu diện
D. Ứng với mỗi trục phụ chỉ có một tiêu điểm phụ
1.4 Để xác định độ tụ của một thấu kính đặt trong không khí khi biết chiết suất
và bán kính các mặt cầu làm thấu kính, ta dùng công thức nào dƣới đây?
A.

1 1 
 (n  1)   

 R1 R2 

1
1 

B.   (n  1)   
 R1 R2 

1

15


1
1 
D.    n  1   

 R1 R2 
1.5 Để xác định vị trí của ảnh qua thấu kính mỏng ta dùng công thức nào?

C.

1

 (n  1)

1
 R1  R2 

A.

1 1 1
 
s' f ' s

C.

1 1 1
 
s' s f '

B.

1 1 1
 '  's
s
f s

D.

1 1 1
 
s' s f '

1.6 Công thức nào sau đây cho phép xác định tiêu cự của một thấu kính đặt
trong không khí khi biết vị trí vật và ảnh của nó?

ss '
A. f 
s  s'

ss '
C. f 
s  s'

ss '
s  s'
f

D.
s'  s
ss '
1.7 Trong các công thức về thấu kính, công thức nào sai?
B. f 

s' f
C. s 
f  s'

sf
A. s 
f s
'

B.  

f
f s

A.  

s'
s

s'

D.  
s
1.8 Đối với thấu kính hội tụ, khoảng cách giữa vật thật và ảnh ảo là
A. L= |s – s’|
C. - L= s’- s
B. L= |s + s’|
D. - L= s - s’
1.9 Trong các công thức tính hệ số phóng đại của thấu kính, công thức nào
đúng?

s
s'
s
D.   '
s
C.  

s'
B.  
s
Dạng2: Sự tạo ảnh, vị trí tính chất ảnh và vật, mối liên hệ giữa chúng
1.10 Đối với thấu kính phân kì, nhận xét nào sau đây đúng về tính chất ảnh của
một vật thật?
16


A. Ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật
B. Ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật
C. Ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật
D. Ảnh thật ngƣợc chiều và nhỏ hơn vật

1.11 Nhận xét nào sau đây là đúng?
A. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh lớn hơn vật.
B. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh lớn hơn vật.
C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật.
D. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật.
1.12 Trong các nhận định sau, nhận định đúng về đƣờng truyền ánh sáng qua
thấu kính hội tụ là:
A. Tia sáng tới đi qua tiêu điểm ảnh chính F’ thì ló ra song song với trục chính
B. Tia sáng song song với trục chính thì ló ra đi qua tiêu điểm vật chính
C. Tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló đi thẳng
D. Tia sáng qua thấu kính bị lệch về phía trục chính
1.13 Tìm câu đúng khi nói về ảnh A’B’ của vật AB trƣớc thấu kính hội tụ
A. |s| < f ’ : ảnh A’B’ là ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật
B. f ’< |s|< 2f ’ : ảnh thật, cùng chiều, lớn hơn vật
C. |s| >2f ’: ảnh ảo, ngƣợc chiều, bé hơn vật
D. |s |= f ’: ảnh ảo, cùng chiều, cao bằng phân nửa vật
1.14 Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật nhỏ hơn vật khi vật phải đặt trong
khoảng nào trƣớc thấu kính ? Tìm kết luận đúng.
A. 2f ’< |s | <

C. f ’ < |s | <

B. f ’ < |s | < 2f ’
D. 0 < |s | < f ’
1.15 Để có tia ló ra khỏi thấu kính, tia ló đi song song trục chính của nó thì
chùm tia tới phải:
A. Đi qua tiêu điểm ảnh chính của thấu kính phân kì
B. Đi qua tiêu điểm ảnh chính của thấu kính hội tụ
C. Đi hƣớng tới tiêu điểm vật chính của thấu kính phân kì
D. Đi qua quang tâm của thấu kính hội tụ

17


1.16 Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính bằng hai
lần tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh A’B’ thật, cách thấu kính
A. bằng khoảng tiêu cự.
B. lớn hơn hai lần khoảng tiêu cự.
C. nhỏ hơn khoảng tiêu cự.
D. bằng hai lần khoảng tiêu cự.
1.17 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, một vật sáng AB = 6cm đặt vuông
góc với trục chính cách thấu kính 20cm thì cho ảnh A’B’ là ...
A. ảnh thật đối xứng với vật qua quang tâm O, có A’ thuộc trục chính.
B. ảnh ảo cao 6cm ,cách thấu kính 20cm.
C. ảnh ở vô cùng.
D. ảnh thật cao 3cm cách thấu kính 15cm.
1.18 Cho một chùm tia sáng tới từ vật AB ở vô cực đi song song với quang trục
chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, ra khỏi thấu kính chùm tia này cho
ảnh là
A. ảnh thật, cách thấu kính 20cm
B. ảnh ảo, cách thấu kính 10cm
C. ảnh thật cách thấu kính 10cm
D. ảnh ở vô cực, chùm tia ló song song
1.19 Vật AB đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kì tại tiêu diện ảnh của
thấu kính, qua thấu kính cho ảnh
A. Cùng chiều và bằng nửa vật
C. Cùng chiều và bằng hai lần vật
B. Cùng chiều và bằng vật
D. Ngƣợc chiều và bằng vật
1.20 Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ:

A. Luôn nhỏ hơn vật
B. Luôn cùng chiều với vật
C. Luôn lớn hơn vật
D. Có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn vật
1.21 Vật sáng AB đặt trƣớc thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’ thì
A. A’B’ luôn luôn là ảnh ảo
B. A’B’ là ảnh ảo
18


C. A’B’ là ảnh thật
D. A’B’ có thể là ảnh ảo hoặc ảnh thật
1.22 Một vật sáng đặt trƣớc một thấu kính vuông góc với trục chính. Ảnh của vật
tạo bởi thấu kính nhỏ hơn 3 lần vật. Kết luận nào sau đây đúng:
A. Thấu kính hội tụ
B. Thấu kính phân kì
C. Có thể là thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì
D. Không thể kết luận đƣợc
1.23 Tìm phát biểu sai về thấu kính hội tụ:
A. Một tia sáng qua thấu kính hội tụ sau khi bị khúc xạ và ló ra sau thấu kính sẽ
cắt quang trục chính
B. Vật thật qua thấu kính cho ảnh thật thì thấu kính đó là thấu kính hội tụ
C. Vật thật nằm trong khoảng tiêu cự (OF) cho ảnh ảo lớn hơn vật và cùng
chiều với vật
D. Một chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ chụm lại ở tiêu điểm ảnh sau
thấu kính
1.24 Khi nói về đƣờng đi của tia sáng qua thấu kính phân kì, phát biểu nào sau
đây là sai
A. Tia sáng đi qua quang tâm của thấu kính thì truyền thẳng qua thấu kính
B. Một chùm tia sáng song song với trục chính qua thấu kính thì chùm tia ló có

đƣờng kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh trƣớc thấu kính
C. Một chùm tia sáng hội tụ tại tiêu điểm ảnh tới thấu kính thì chùm tia ló song
song với trục chính
D. Tia sáng có đƣờng kéo dài đi qua tiêu điểm vật tới thấu kính thì tia ló ra khỏi
thấu kính sẽ đi song song với trục chính.
1.25 Để dựng ảnh qua thấu kính của một điểm sáng nằm trên trục chính của thấu
kính ta có thể sử dụng hai tia sáng nào sau đây?
A. Tia tới song song với trục chính và tia tới quang tâm của thấu kính
B. Tia tới song song với trục phụ và tia tới quang tâm của thấu kính
C. Tia tới đi qua tiêu điểm chính và tia tới quang tâm của thấu kính

19