Giáo án môn Vật lý lớp 11 - Mắt và máy ảnh

<span class='text_page_counter'>(1)</span>LỜI MỞ ĐẦU Quang học là một môn học nghiên cứu về ánh sáng. Trong quá trình phát triển của môn học con người đã không ngừng đi sâu vào tìm hiểu bản chất của ánh sáng và cấu tạo của vật chất nói chung. Ánh sáng là một thực thể vật chất tác động vào mắt người gây ra cảm giác sáng. Nhờ ánh sáng mà ta có thể quan sát được hình ảnh của các vật, hiện tượng trong không gian. Để lưu lại được những hình ảnh đó thì máy ảnh là một ứng dụng trong quang học có tác dụng lưu ảnh của vật trên phim ảnh. Giống như máy ảnh thì mắt cũng là một máy thu quang có tác dụng tạo ra ảnh thật nhỏ hơn vật, trên một lớp tế bào nhạy sáng để từ đó tạo ra những tín hiệu thần kinh lên não. Về phương diện quang hình học mắt giống như một máy ảnh. Tuy nhiên hệ thống quang học của mắt phức tạp hơn hệ thống quang học của máy ảnh rất nhiều. Căn cứ vào yêu cầu của quá trình dạy học và theo chương trình dạy học và theo chương của bộ giáo dục và đào tạo cùng với những khó khăn gặp phải trog việc giải quyết những bài tập về mắt và máy ảnh. Chúng tôi đã lựu chọn chuyên đề mắt và máy ảnh, để làm rõ thêm vấn đề đó. Trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi nhưng sai sót. Rất mong được sự đóng góp của mọi người. Thái nguyên 24/05/2010 Nhóm thực hiện. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> NỘI DUNG A. LÝ THUYẾT I. Máy ảnh 1.Cấu tạo - Buồng tối - Vật kính: là thấu kính hội tụ hoặc hệ thấu kính ghép tác dụng như thấu kính hội tụ (bộ phận chính), lắp ở thành trước của buồng tối. - Phim: nằm trong buồng tối, có tác dụng hứng ảnh của vật. - Màn chắn: ở giữa có 1 lỗ tròn nhỏ, có thể thay đổi đường kính. - Cửa sập: chắn trước phim, không cho ánh sáng chiếu liên tục đến phim. 2. Điều kiện để ảnh rõ nét - Đưa vật kính ra xa hoặc lại gần phim để thay đổi khoảng cách d’ từ vật kính đến phim sao cho ảnh của vật rơi trên phim. - Chọn thời gian chụp thích hợp. - Điều chỉnh độ mở của lỗ tròn trên màn chắn. Bộ phận chính của máy ảnh là vật kính nên nó vận dụng các công thức của thấu kính. 1 1 1   f d d, A' B ' d' f d'  f    d d f f AB 3. Công dụng. Tạo ra ảnh thật của vật nhỏ hơn vật và ghi lại ảnh trên phim. k. II. Mắt 1. Cấu tạo và hoạt động của mắt. 1.1. Cấu tạo - Thủy tinh thể (bộ phận chính của mắt): là 1 thấu kính hội tụ, trong suốt, mềm; có thể thay đổi được độ cong. - Thủy dịch: là 1 chất lỏng trong suốt, có chiết suất n=4/3, nằm trước thủy tinh thể. - Dịch thủy tinh: là chất lỏng trong suốt khác, có chiết suất n=4/3, nằm sau thủy tinh thể.. - Giác mạc: màng mỏng trong suốt, cứng, nằm ngoài cùng của mắt. - Võng mạc: nằm đối diện với thủy tinh thể, vai trò như 1 màn ảnh. Khoảng cách từ quang tâm của thủy tinh thể đến võng mạc luôn luôn không đổi. - Điểm vàng: rất nhạy sáng, nằm trên võng mạc. - Điểm mù: là điểm hoàn toàn không nhạy sáng, nằm dưới điểm vàng 1 chút. - Màng mống mắt: là 1 màng không trong suốt, sát mặt trước của thủy tinh thể.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> - Con ngươi: là 1 lỗ tròn nhỏ, nằm giữa màng mống mắt. 1.2. Sự tạo ảnh của mắt - Mắt nhìn thấy vật khi ảnh của vật (ảnh thật, ngược chiều, và rất nhỏ) hiện lên trên võng mạc. +) Khi đưa vật lại gần mắt để ảnh hiện rõ nét trên võng mạc thì tiêu cự của thủy tinh thể phải giảm. Do sự điều tiết của mắt làm cho thủy tinh thể phồng lên. Điểm gần nhất so với mắt mà đặt vật tại đó còn nhìn rõ nét chính là điểm cực cận (Cc) của mắt. +) Ngược lại, khi đưa vật ra xa để ảnh lại hiện rõ nét trên võng mạc thì tiêu cự của thủy tinh thể phải tăng lên. Do sự điều tiết của mắt làm cho thủy tinh thể dẹt lại. Và điểm xa nhất so với mắt mà đặt vật tại đó còn nhìn rõ nét chính là điểm cực viễn (Cv) của mắt. - Góc trông vật và năng suất phân li của mắt : +) Góc trông của một vật AB là góc tạo bởi hai tia sáng đi từ hai đầu A và B của vật qua quang tâm O của mắt AB tg  = l +) Năng suất phân ly của mắt: là góc trông nhỏ nhất  min giữa hai điểm A,B mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm đó. Năng suất phân li của mắt phụ thuộc vào từng 1 rad  1, con mắt. Với mắt thường có  min  3500 2. Các tật của mắt và cách khắc phục. 2.1. Tật cận thị a) Đặc điểm : - Mắt cận nhìn xa kém hơn so với mắt thường ( OCV  2 m  ) khoảng này phụ thuộc vào mắt cận nặng hay nhẹ.) - Khi không điều tiết thấu kính mắt của mắt cận có tiêu điểm nằm trước võng mạc. - Điểm cực cận của mắt cận ở gần hơn so với mắt bình thường. b) Cách khắc phục: (Đeo kính để nhìn được vật ở xa vô cực ) - Dùng một thấu kính phân kỳ có tiêu cự thích hợp đeo trước mắt gắn nó sát giác mạc. Kính chọn phải thỏa mãn: f k  OCV - Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc. (thông thường người cận thị hay chọn cách dùng thấu kính phân kỳ, vì cách này đơn giản) 2.2. Tật viễn thị . a) Đặc điểm : - Mắt viễn thị nhìn gần kém hơn so với mắt bình thường - Khi không điều tiết thấu kính của mắt viễn thị, có tiêu điểm nằm sau võng mạc. Khi nhìn vật ở vô cực mắt viễn thị đã phải điều tiết. b) Cách khắc phục: (Đeo kính để nhìn vật ở gần như mắt bình thường) - Dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp đeo trước mắt hay gắn sát giác mạc. - Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> (thông thường người cận thị hay chọn cách dùng thấu kính hội tụ ,vì cách này đơn giản ) 2.3. Tật lão thị. a) Đặc điểm: - Mắt lão thị nhìn gần kém hơn so với mắt bình thường - Mắt lão thị nhìn xa kém hơn so với mắt bình thường b) Cách khắc phục: - Dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp đeo trước mắt hay gắn sát giác mạc - Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc (Đối với những người hồi trẻ mắc tật cận thị phải đeo kình phân kỳ để nhìn xa thì khi về già mắc thêm tật lão thị, tuỳ theo mức độ nặng nhẹ của tật lão thị họ có thể phải đeo kính hội tụ để nhìn gần tiện lợi nhất là dùng “kính hai tròng” có phần trên là kímh phân kỳ, phần dưới là kính hội tụ). B. BÀI TẬP I. Các dạng bài toán của máy ảnh. Dạng 1: xác định vị trí đặt phim (vị trí ảnh) và chiều sâu của trường, bề rộng của trường và khoảng thời gian bấm máy . Phương pháp giải: - Sử dụng công thức của thấu kính hội tụ với chú ý chiều sâu của trường là khoảng cách giữa các vị trí của vật có ảnh ghi được ảnh trên phim. - Dựa vào sự tạo ảnh của thấu kính hội tụ và tính chất ảnh khi di chuyển vật . - Lập tỷ số giữa khoảng di chuyển của vật và ảnh. - Từ điều kiện cho ảnh rõ của máy ta thiết lập được hệ thức liên hệ giữa các độ dời của vật và ảnh để đưa ra quãng đường di chuyển. *) Chú ý các đặc điểm sau: ảnh của vật do máy ảnh tạo ra luôn là ảnh thật. Độ nhoè của ảnh là do độ dời của vật trong thời gian mở vật kính. Bài tập ví dụ: Vật kính của một máy ảnh có tiêu cự là f = 10cm. a) Vật cách máy ảnh 60cm, phim phải đặt ở đâu? b) Phim chỉ dịch chuyển trong đoạn cách vật kính từ 10 đến 12,5 cm. Tính chiều sâu của trường? Bài giải: a) Vị trí đặt phim Vị trí đặt phim là vị trí ảnh của vật tạo bởi vật kính máy ảnh. Ta có : d  60 cm  d' . df 60.10   12 cm  d  f 60  10. Phim phải đặt cách vật kính 12 cm. b) Chiều sâu của trường Chiều sâu của trường là khoảng cách giữa các vị trí vật có ảnh ghi được trên phim. Theo đầu bài ta có: d’ =10 cm= f  d1  . Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> d 2' . f 12,5.10 d  12,5cm  d 2  '   50 cm  d 2  f 12,5  10 ' 2. Chiều sâu của trường là khoảng cách từ 50cm so với vật kính đến vô cực. Dạng 2: Máy ảnh với vật kính là hệ thấu kính máy ảnh ghép với lưỡng chất phẳng Phương pháp giải: - Viết sơ đồ tạo ảnh qua quang hệ - Sử dụng công thức thấu kính - Công thức độ phóng đại của ảnh - Đối với máy ảnh ghép với lưỡng chất phẳng - Viết sơ đồ tạo ảnh qua quang hệ Sử dụng công thức của lưỡng chất phẳng và công thức thấu kính. Bài tập ví dụ: Vật kính của một máy ảnh có cấu tạo gồm một thấu kính hội tụ (L1) tiêu cự f 1 =7cm đặt trước và đồng trụcvới một thấu kính phân kì (L2) tiêu cự f2=-10cm, cách nhau 2cm. Máy được hướng để chụp ảnh một vật rất xa. a) Tính khoảng cách từ thấu kính phân kì đến phim. b) Biết góc trông của vật là 3 0 . Tính chiều cao của ảnh trên phim. c) Nếu thay vật kính nói trên bằng một thấu kính hội tụ duy nhất (L') sao cho ảnh thu được có cùng kích thước như trên thì thấu kính này phải có tiêu cự bao nhiêu? Phim phải đặt cách thấu kính một khoảng là bao nhiêu? Bài giải: a) Khoảng cách từ thấu kính phân kỳ đến phim: Sơ đồ tạo ảnh : AB L1 A1B1 L2 A’B’ d1 d’1 d2 d’2 Ta xét lần lượt mỗi ảnh được tạo thành: Với A1B1: d1  , d1'  f1  7cm Với A’B’: d 2  l  d1'  2  7  5(cm)  d 2' . f 2 .d 2 5.(10)  10(cm)  d 2  f 2 (5).(10). Phim hứng ảnh sau cùng A , B , phải đặt cách thấu kính phân kỳ 10 cm. b, ĐS : A’B’= 0,73cm c, ĐS : f =14cm , 14cm II. Các dạng bài tập về mắt Dạng 1: Xác định tật của mắt,cách khắc phục. - Căn cứ vào các đặc điểm của mắt có tật, căn cứ vào cách khắc phục ta có thể xác định được tật của mắt. - Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt là xác định OCC và OCV - Căn cứ vào đặc điểm của mắt ta có thể xác định được cách sửa tật. Bài tập ví dụ: Mắt của một người có điểm cực cận viễn cách mắt 50 cm. a) Mắt người này mắc tật gì?. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> b) Muốn nhìn thấy vật ở vô cực không điều tiết người đó phải đeo kính có tụ số bao nhiêu? (Kính đeo sát mắt). c) Điểm CC cách mắt 10 cm. Khi đeo kính mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu? Bài giải: a) Vì cực viễn CV cách mắt một khoảng hữu hạn. Vậy mắt người này mắc tật cận thị. b) Mắt mắc tật cận thị muốn nhìn vật ở xa vô cực như mắt bình thường thì phải đeo kính phân kỳ có độ tụ D < 0. Khi đeo kính nhìn vật ở vô cực sẽ cho ảnh ảo tại CV Nên ta có d '  OCV 1 1 1 1   ' với d   nên  0 lại có fk d d d.  f k  d '  OCV  50 cm   0,5 m . 1 1   2 dp  f k 0.5 c) Khi đeo kính nhìn vật gần nhất cách mắt một khoảng d1 sẽ cho ảnh ảo tại Cc. Suy ra độ tụ Dk .  d1'  OCc  10 cm . Áp dụng công thức:. 1 1 1   ' f k d1 d1. d1' . f k 10 50   50  12,5 cm    ' d1  f k 10  50 4 Vậy khoảng cách gần nhất cách mắt khi đeo kính là 12,5cm. Dạng 2: Mắt tật khi sử dụng quang cụ. Bài 1: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 50cm. a) Xác định độ tụ của kính mà người này phải đeo để có thể nhìn rõ vật ở xa vô cực mà không phải điều tiết. b) Khi đeo kính, người này có thể đọc được những trang sách gần nhất là 20cm.Hỏi khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt người này khi không đeo kính?. c) Để đọc được những dòng chữ nhỏ mà không phải điều tiết, người này bỏ kính ra và dùng một kính lúp có tiêu cự 5cm, đặt sát mắt. Khi đó, trang sách phải đặt cách mắt bao nhiêu? Độ bội giác của ảnh thu được là bao nhiêu?. Bài giải: Đáp số: a) D  2 dp   d1 . 100  14,3cm 7 c) Dùng kính lúp để đọc được những dòng chữ nhỏ mà không phải điều tiết, khi đó ảnh qua kính lúp sẽ hiện lên ở CV  d '  OCV. b) dC . Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> 50 .5  50  4,54cm d' f d  '  d f 50  5 11 Vậy trang sách phải đặt cách kính một khoảng 4,54cm. A' B ' Thị giác của vật khi nhìn bằng kính lúp : tg   OCV AB Thị giác của vật khi không dùng kính : tg  OCC  100  50 .  7   3,14 tg  A B OCC d OCC Độ bội giác : G   .  .  50 tg AB OCV d OCV 50 11 Bài 2: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 20 cm. 1) Tính độ tụ của kính mà người ấy phải đeo để có thể nhìn các vật ở rất xa mà mắt không phải điều tiết. 2) Người này cần đọc một thông báo đặt cách mắt 40 cm và quên không mang kính. Trong tay người ấy lúc đó chỉ có một thấu kính phân kì có tiêu cự là -15cm Hỏi để đọc thông báo mà không cần điều tiết thì phải đặt thấu kính này cách mắt bao nhiêu? Bài giải: 1) ĐS: D  5 dp  '. '. '. 2) Gọi l là khoảng cách giữa kính đeo và mắt. 40cm. l O. O'. (TK Mắt) Đọc báo (vật) qua kính mà không cần điều tiết thì ảnh của vật qua kính sẽ là ảnh ảo tại CV của mắt  d '   OCV  l    20  l cm Vật cách mắt 40cm nghĩa là vật cách kính một khoảng: d  40  l cm; d  0  l  40cm  f .  40  l 20  l   40  l 20  l  d .d '    15cm ' d d 40  l  20  l 20.  40  l 20  l   15.20  300  l 2  60l  500  0  l1  10cm, l2  50cm. Với l  40cm suy ra loại giá trị: l2  50cm Vậy muốn đọc được thông báo, người ấy phải đặt kính cách mắt 10cm.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> Bài 3: Một người cận thị phải đeo kính có tụ số -4dp mới nhìn rõ các vật ở xa vô cực. Khi đeo kính, người đó chỉ đọc được trang sách cách mắt ít nhất 25cm. a) Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt người cận này. b) Người này không đeo kính nhưng muốn sát các chi tiết của một hình vẽ ở đáy chậu. Mắt chỉ có thể đặt cách đáy chậu ít nhất 16cm. Phải đổ nước tới độ cao nào trong chậu để người này quan sát được hình vẽ với góc trông lớn nhất. ĐS : a) 12,5cm  d  25cm b) 14cm Bài 4 :Người ta cắt bản thủy tinh có hai mặt song song bằng hai mặt cầu cùng bán kính R  100cm để tạo một thấu kính phân kỳ có tụ số 1dp . 1) Tính chiết suất của thủy tinh làm thấu kính. Một mắt cận thị đeo thấu kính vừa chế tạo sát mắt thì thấy rõ các vật ở vô cực không cần điều tiết. Khi điều tiết tối đa (vẫn mang kính sát mắt ) thì mắt chỉ nhìn rõ các vật cách mắt 25cm. 2) Hỏi nếu mắt đó bỏ thấu kính nói trên ra và mang thấu kính phân kỳ khác có tụ số 0,5dp thì có thể thấy rõ các vật trong giới hạn nào ? 3) Tụ số của mắt biến thiên trong khoảng nào ? cho biết khoảng cách từ quang tâm của mắt tới võng mạc là 16mm. Bài giải: 1) Chiết suất 1 1  1  100cm Ta có f   D 1 Lại có : 1 1  1  1  n  1    2 1  n  f R  R R .  R  2 1  n  f  1 n . R 100   0,5 2 f 2 100 .  n  1  0,5   1,5 2) Giới hạn nhìn rõ của mắt. 1 1  f L fm OV là khoảng cách từ quang tâm đến điểm vàng trên võng mạc. Khi mắt đeo kính có tụ số 1dp , theo đề bài ta có : 1 1 1 1    1 d A OV f L  f m 1. Khi đeo kính sát mắt, hệ có tụ số : Dh . 1 1 1 1    2  d B OV f L  f m 2. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> Trong đó A,B lần lượt là điểm xa nhất và gần nhất mà mắt đeo kính này thấy được.  d A  ; d B  25cm; f L  100cm A V o. B. o. v. dB dA   Khi đeo kính có tụ số 0,5dp , ta xác định các điểm M,N thỏa các phương trình: 1 1 1 1   ' 1'  d M OV f L  f m 1. 1 1 1 1   ' 2'  d N OV f L  f m 2 M,N lần lượt là điểm xa nhất và gần nhất mà mắt đeo kính này nhìn được. 1 1 1 1 1  1'    '  dM d A fL fL 1 1  0 và f L'   2m  200cm, f L  100cm Với d A    dA 0,5 1 1 1 1     d M 200 100 100.  d M  100cm  2m 2'  2   d1  d1  f1'  f1  d1  d1  f1'  f1 N B L L N B L L . 1 1 1 1 9     d N 25 200 100 200.  dN . 200 cm 9. Vậy giới hạn nhìn rõ của mắt khi đeo kính 0,5dp là :. 200 cm  d  200cm 9. 3) Khoảng biến thiên của độ tụ của mắt : 1 1 1 1 1 1 1        63,5 dp  Từ 1 ta có : D1   f m 1 d A OV f L  0, 016 1 Từ 2  ta có : D2 . 1.  f m 2. . 1 1 1 1 1 1       67,5 dp  d B OV f L 0, 25 0, 016 1. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> Vậy: 63,5 dp   Dm  67,5 dp  C. BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài tập về máy ảnh Bài 1: Vật kính của 1 máy ảnh có tiêu cự f=10cm 1. Dùng máy ảnh để chụp ảnh một người cao 1.6m, đứng cách xa máy 3m. Hỏi phải điều chỉnh vật kính cách phim một khoảng bao nhiêu để thu được ảnh rõ nét? Tìm chiều cao của ảnh. 2. Hướng máy ảnh đã được điều chỉnh này thẳng đứng xuống mặt nước để chụp ảnh 1 con cá ở dưới mặt nước 1.2m. Hỏi phải đặt máy ảnh cách mặt nước bao nhiêu? Cho nnước = 4/3 3. Máy ảnh này chỉ có thể chụp được những vật gần nhất cách mắt 1m. Muốn chụp những vật cách mắt 50cm phải áp thêm vào vật kính một thấu kính nữa. Hỏi phải dùng thấu kính loại nào? Có tiêu cự bao nhiêu? 4. Dùng máy ảnh trên để chụp ảnh 1 người đang đi xe đạp với vận tốc v=12km/h và cách máy ảnh 3m. Tính thời gian mở cửa sập để ảnh vẫn rõ nét trên phim (Biết giới hạn nhìn rõ của ảnh trên phim không quá 1mm). Xét trong 2 trường hợp sau: a) Người đi xe đạp chuyển động ngang qua máy b) Người đi xe đạp chuyển động hướng về phía máy ảnh Bài giải: Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ có tiêu cự: f = 10cm = 0.1m 1. Ảnh thu được rõ nét thì nó phải nằm trên phim O. Ta có sơ đồ tạo ảnh: AB. A ’B ’. 1. d1. d2. +) Theo bài ra ta có: d1 = 3m  d1'  +) k . d1 f 3.0,1   0,103 m   10,3cm d1  f 3  0,1. A' B ' d' 10,3 10,3    A' B '   .160  0, 055 m   5,5cm d 300 300 AB. A' B '  5,5cm chính là giá trị đại số của chiều cao ảnh. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> Vậy ảnh thu được trên phim có chiều cao: 5,5cm 2. Theo bài ta thấy nnước = 4/3; nkk = 1. Vì vậy lưỡng chất phẳng “nước - không khí” sẽ làm cho máy ảnh thấy con cá gần mặt nước hơn so với thực tế. Do i, r nhỏ nên. sin i tan i 1 d ' 1 1 3     d '  .d  1, 2.  1, 2.  0,9 m  4 sin r tan r n d n 4 3. Vì máy ảnh đã được điều chỉnh để chụp vật cách máy 3m nên phải đặt máy cách ảnh của con cá 1 khoảng 3m thì sẽ cho ảnh cá rõ nét trên phim. Hay: máy ảnh cần đặt thẳng đứng cách mặt nước 1 khoảng là: 300 - 90 = 210(cm) = 2,1m 3. Cách 1: +) Máy ảnh chỉ chụp được những vật gần nhất cách mắt 1m  khoảng cách từ vật kính của máy ảnh đến phim có thể thay đổi xa tối đa là: d m' ax . df 0,1 1   m  d  f 1  0,1 9. +) Để chụp vật cách máy 50cm thì cần ghép vật kính với 1 thấu kính khác sao cho:. d  50cm  0,5m d .d ' 1 f   m  Tiêu cự của hẹ thấu kính là:  1 ' ' d  m d  d 11 9 +) Hệ 2 thấu kính ghép sát có tụ số của hệ tính theo công thức: Dh  D1  D2 Suy ra: 1  1  1  1  11  1  1m   100cm fh. f1. f2. f2. 0,1. Cách 2: O. Ta có SĐTA: AB d1. O. A1B1. 1. d’1. 2. A2B2. d’2. d2. d1  O1 A  50cm. Ta có:. d1'  O1 A1 . d1. f1  12,5cm d1  f1. d 2  O2 A1  O 2 O1  O1 A1  12,5cm d 2'  O2 A2 .  f2 . 100 cm 9. Lop11.com. d 2 .d 2'  100 cm  d 2  d 2'.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> 4.   12km / h . 10 m / s  3. Vì phim cố định nên khi vật chuyển động thì ảnh cũng chuyển động; Vật và ảnh dịch chuyển cùng chiều. Xét 1 điểm A bất kỳ trên người di xe đạp  A đứng yên thì A’ đứng yên và A di động 1 đoạn S = AB thì ảnh của nó cũng sẽ di động là S’ = A’B’ = 1 a) Khi người đi xe đạp chuyển động ngang qua máy Theo bài có: d = 3m  d’ = 3/29 (m) AB '. AB. '. . d  29  AB  A' B ' .29  29.0, 001  0, 029 m   2,9cm ' d. Vì s = v.t nên thời gian cửa sập là: t . s. . . 0, 029  8, 7.103 s  10 3. b) Người đi xe đạp chuyển động hướng về phía máy ảnh I D A1 A2’. T. A2 ∆d ∆d’. A1’. O. ’. Xét chùm tia sáng của 1 điểm trên vật nằm trên trục chính của thấu kính. Khi vật dịch chuyển và vạch đoạn A1 A2  d thì ảnh dịch chuyển và vạch đoạn A1' A2'  d ' Từ hình vẽ ta thấy: : A2' A1' T. . :. : A2' OT. ' A2' A1' AT d1' D' :d ' D : d '  d1' 1       1   D'  ' ' ' ' ' ' A2O OT D : d  d1 D :d :d. D d' 1 1 ' :d. Vì D’o = 1mm là giới hạn nhìn rõ của ảnh nên để ảnh nhìn còn rõ nét thì: d1' D ' '   Do : d  1 D d'  1 1 1 ' Do' :d. Lop11.com. D '  Do'.

<span class='text_page_counter'>(13)</span> Mặt khác: : d '   f 2. :d 2  d1  f d 2  f . Công thức trên xây dựng được từ:. : d  d 2  d1 : d '  d 2'  d1' d 2' . d2 f d f ; d1'  1 d2  f d1  f. Từ (1) và (2) suy ra:. . d '1 f 2 d  d 2  f d1  f  1  d d '0. . d1' f 2 d  d1  f d1  d  f  1  d d0'. f2. . d' d  1 d1  f d1  f  d  1  d d 0'. d ' d  f  d  1 1 d1  f  d  1  d  f 2  '   do  d1' d1  f . 2.  d . . d1' d1  f .  d  2  d  2 1  '  f 1  '  f  d0   d0    2   ' d d  f   d ' d  f   1  1 1 d  1 1    d  2 d  2  1  '  f  1  '  f  d0    d0   d1' d1  f . 2.  d .  d  2 ' 1  '  f  d1 d1  f  d 0  . Quãng đường di chuyển TM:. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> d1' d1  f . 2. A1 A2  s  d . .  d  2 ' 1  '  f  d1 d1  f   d0 . Thời gian bấm máy TM: d ,1 d1  f . 2. : d  t .  d  2 ' 1  '  f  d1 d1  f   d0 . d1' d1  f . 2.  t . . Bài 2: Vật rắn có 1 mảnh là thấu kính hội tụ có độ tụ D = 10 Đp và đường kính rời D= 2 cm 1, Máy được điều chỉnh để chụp ảnh 1 vật ở xa, sau đó lại chụp ảnh 1 vật cách máy ảnh 2 cm. Nếu giữ yên phim phải dịch vật rắn theo chiều nào? Đi một đoạn bao nhiêu? 2, Máy ảnh được điều chỉnh ở vô cực. Vì không muốn di chuyển vật rắn khi chụp ảnh vật cách máy 2 m, người ta áp sát vào vành kính 1 thấu kính phụ. Hỏi dùng thấu kình loại nào? F=? 3, Bỏ thấu kính phụ đi. Máy được điều chỉnh để chụp ảnh 1 vật ở xa vật kính 4 m. Xác định vị trí vật kính (so với phim). Nếu coi rằng kích thước của ảnh 1 điểm = 0.1m m là còn rõ nét thì có thể di chuyển vật rắn xuống khoảng cách nào kể từ vị trí đã xác định ở trên. 4, Với kích thước của ảnh được chấp nhận là rõ nét ở trên thì có thể đặt phim ở vị trí nào để có thể chụp ảnh những vật ở cách nhỏ nhất. d0.  đến khoảng cách d 0 nào đó. Xđ d 0 . Khoảng. sẽ có giá trị bao nhiêu nếu người ta che vật rắn để đường kính rìa. của nó chỉ còn bằng 1 cm. Bài giải a) Tiêu cự của vật rắn là: f  1  1  0,1m   10cm D 10 +) Máy ảnh được điều chỉnh chụp vật ở rất xa nên ảnh sẽ rơi tại tiêu cự của thấu kính.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> Vì vậy lúc chụp vật ở rất xa thì khoảng cách vật kính – phim là: d’1 = 10cm. +) Khi chụp vật ở cách máy 2m mà ảnh rõ nét trên phim Khoảng cách vật kính và phim lúc này là:. d 2' . d2 f 2.0,1 2   m  d 2  f 2  0,1 19.  d 2'  0,1053 m   10,53cm Vì d’2 > d’1 nên cần dịch vật kính về phía bên trái 1 đoạn 0,5cm b) Cách 1: SĐTA:. AB. O. O. A1B1. 1. d’1. d1. A2B2. 2. d’2. d2. d1    d1'  f1  O1 A1 d 2  O2 A1  O2O1  O1 A1    f. Vì 2 thấu kính ghép sát   0  d 2   f  0,1m ; d '  19 m  2 2. 19 dd 2  2 m   f2  2 '  19 d 2  d 2 0,1  2 ' 2. 0,1.. Cách 2: Để ảnh thu được rõ nét trên phim thì vật ở.  sau khi qua hệ thấu kính sẽ cho. ảnh tại phim  d '  2.0,1  0, 2  2 m . 2  0,1. 1,9. 19. 1 1 1 1 1 19       9,5 m  fh d d '  2 2 19 Có 1  1  1  9,5  1  1  1  0,5  f  2 m  2 f h f1 f 2 0,1 f 2 f2 Nhận xét: thấy f2 < 0 nên thấu kính là thấu kính phân kỳ. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(16)</span> 3). I D C d’. S. S’ x. O. Chụp ảnh vật cách máy 4m ảnh rõ nét trên phim thì khoảng cách giữa vật kính và máy ảnh là: d '  df  400.10  10, 26(cm) d  f 400  10 Xét một điểm bất kỳ trên vật, ảnh rõ nét một điểm trên vật sẽ cho 1 điểm ảnh. Lúc này khi nhòe đi 0,1mm thì từ 1 điểm ảnh S' sẽ cho ra 2 điểm ảnh C, D với CD=0,1mm Có: : S 'OI. : : S 'CD. S 'O OI CD ' 102 '   S C  . S O  .10, 26 S 'C CD OI 2  S 'C  0,0513(cm) . Có thể di chuyển vật kính sang trái; sang phải tối đa 0,0513cm thì khoảng cách tối đa so với VT rõ nét về 2 bên cho ảnh là 1,026(mm). 4). I Do. F d’1.  suy ra khoảng cách VK đến phim là f = 10(cm) +) Vật ở  suy ra ảnh sẽ ở tiêu diện của thấu kính Vì vật ở. Lop11.com. a x.

<span class='text_page_counter'>(17)</span> Nếu dịch phim đi 2 đoạn mà vẫn thỏa mãn điều kiện rõ nét thì kích thước vật sáng là 0,1 (mm).  dịch phim là. x. ad ' af   0,05(cm) D D. Vật kính cách phim 1 đoạn là: 10 + 0,05 = 10,05 (cm) +) Khi vật cách máy khoảng d0  d '  d 0 f 1. d0  f. . 10d 0 d 0  10. Để thỏa mãn điều kiện rõ nét suy ra khoảng cách vật kính đến phim là 10,05 cm  0,01 ' '  2 d 1  10,05  d 1 Có ad ' 1  10,05cm  d '1    d 0  10,05(m) 10d 0 D d '1  d 0  10 . Vậy ảnh thu được thỏa mãn điều kiện rõ nét như trên thì vật nằm trong khoảng từ.   10,05(m) +) Khi che để D = 1cm  x  af  0,1(cm). D.  Khoảng cách vật kính - phim: 10 + 0,1 = 10,1 (cm) Nên a.d1'  10,1  d1'  a  1d1'  10,1 Mặt khác d1' . do f 10d o   d 0  505 cm   5, 05m d o  f d o  10. Vậy khoảng cách nhỏ nhất của do là: 5,05m Bài 3: Vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 10,5cm và máy được chế tạo để chụp những vật ở vô cùng đến cách máy 1,5m 1) Muốn chụp ảnh 1 vật cao 2,4m và ở cách máy 4,5m thì phải điều chỉnh vật kính cách phim bao nhiêu? Tìm chiều cao của ảnh thu được 2) Hướng máy đã được điều chỉnh ở câu 1 thẳng đứng xuống dưới để chụp ảnh 1 con cá ở dưới mặt nước 1,6m. Hỏi phải dịch phim đi 1 đoạn bàng bao nhiêu so với lúc đầu. 3) Dùng máy để chụp ảnh một người đi xe môtô ngang qua máy với vận tốc 36km/h và cách xa máy 20m. Tính thời gian cửa sập để vệt nhòe của ảnh trên phim chỉ bằng 0,1mm.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(18)</span> 4) Tìm chiều cao của 1 ngôi nhà cao 20m và ở cách xa 2km mà máy thu được. Để cải tiến máy người ta đặt sau vật kính 7cm 1 thấu kính phân kỳ có tiêu cự 4cm, rồi điều chỉnh vị trí của phim để chụp ảnh ngôi nhà nói trên. Tìm khoảng cách từ phim đến vật kính và chiều cao của ảnh thu được Đáp số: 1. d '  10, 75cm; A' B '  0,573cm 2. Dịch phim xa thấu kính 1 đoạn 0,3mm 3. t = 0,0019s 4. FK = 35cm; A’B’ = 0,84cm Bài 4: Vật kính của 1 máy ảnh được coi như 1 thấu kính hội tụ mỏng O1có tiêu cự. f1 =. 10cm 1) Người ta dùng máy ảnh để chụp ảnh 1 máy bay dài 20m và ở cách xa máy 5km.Tính độ dài của ảnh chụp được. 2) Để được 1 ảnh lớn hơn người ta đặt giữa vật kính và phim 1 thấu kính O2 có tiêu cự f2 = -2cm. Để ảnh rõ nét phải đưa phim ra xa vật kính thêm 1 đoạn 6,4cm so với trước. Hỏi khoảng cách giữa 2 thấu kính và độ lớn của ảnh. 3) Nếu thay hệ 2 thấu kính O1O2 bằng 1 thấu kính O3 và để được 1 ảnh của máy bay có cùng độ lớn thì O3 phải có tiêu cự bao nhiêu? Đáp số: 1. A1B1 = 0,4mm 2. O1O2 = 8,4cm và A’B’ = 0,2cm 3. f3 = 50cm Bài 5: Người ta muốn chụp ảnh 1 vật cánh 1km để ảnh có kích thước bằng 1/1000 kích thước của vật. Để phim không phải đặt quá xã thấu kính, người ta dùng hệ 2 thấu kính: 1 thấu kính hội tụ O1 tiêu cự 10cm và 1 thấu kính phân kỳ O2 có tiêu cự đặt sau O1. Hỏi phải đặt O2 cách O1 bao nhiêu và phim cách O1 bao nhiêu? Đáp số: O1O2 = 8,92cm; PO1 = 19,72cm. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(19)</span> Bài 6: Vật kính của một máy ảnh có f = 50mm. Phim có kích thước 24mm - 36mm. 1) Muốn chụp ảnh một tòa nhà dài 50m, phải đặt máy cách vật ít nhất là bao nhiêu ? b) Suy ra mối liên hệ giữa bề rộng của trường và tiêu cự. Đáp số: 1) 69,5m 2)trường rộng thì f phải ngắn. Bài 7: Vật kính của một máy ảnh có tiêu cự f = 10cm. a) Vật kính này là một thấu kính phẳng lồi, có bán kính mặt cầu 5cm . Tính chiết suất của thấu kính. b) Máy được dùng để chụp ảnh của một người cao 1,5m đứng cách máy 5m. Tính chiều cao của ảnh trên phim. c) Người nói trên đi xe đạp trên phương vuông góc với quang trục của máy với vận tốc 9km/h. Tính thời gian mở màn chắn để ảnh trên phim có độ nhoè không quá 0,2mm Đáp số: a) n = 1,5 b) A’B’ = 3,06cm c) t  0, 04 s Bài 8: Một người dùng máy ảnh mà vật kính có tiêu cự là f = 10cm để tự chụp ảnh mình trong guơng phẳng. Người ấy đứng cách gương 1m. Tính độ phóng đại của ảnh thu được trong trên phim và khoảng cách từ phim đến vật kính. Đs: 10,53 cm . độ phóng đại : 1/ 19 lần Bài 9: Vật kính của máy ảnh có thể coi là một thấu kính hội tụ mỏng tiêu cự 10cm a) Máy được điều chỉnh để chụp ảnh của một vật đặt cách vật kính 2,6 m. Phim phải đặt cách vật bao nhiêu? Biết ảnh có độ cao 0,4cm. Tính độ cao của vật.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(20)</span> b) Giữ nguyên sự điều chỉnh trên. người ta dùng máy để chụp ảnh một con cá ở độ sâu 1,2 m so với mặt nước và trên phương của trục chính của máy. Hỏi phải đặt máy cách mặt nước bao nhiêu ? Ảnh của cá dài 6,4mm, tính chiều dài của cá .Cho biết chiết suất của nước là n=4/3. Đs : a) 10,4 cm b) AB=10cm Bài 10: Dùng một máy ảnh mà vật kính có tiêu cự f =6cm để chụp ảnh một con cá đang bơi ngang, cách mặt nước 40cm Trục chính của máy ảnh nằm theo đường thẳng đứng đi qua cá. Vật kính ở phía trên và cách mặt nước 30cm. Chiết suất của nước là n= 4/3 a) Tính khoảng cách giữa phim và vật kính. b) Cá bơi với vận tốc 0,01m/s. Tính thời gian tối đa mở cửa sạp của máy để độ nhoè trên phim không quá 0,1 mm (mỗi điểm trên ảnh vạch một vết có chiều dài không quá 0,1mm) Đáp số:a) 6,67cm b) 0,09 s Bài tập về mắt Bài 1: Một người cận thị có điểm cực viễn cáh mắt 50cm và điểm cực cận nằm cách mắt 15cm a) Nếu người ấy muốn nhìn rõ vật ở xa vô cực mà không phải điều tiết thì phải đeo kính sát mắt một thấu kính hội tụ có độ tụ là bao nhiêu? Khi đeo kính, người ấy nhìn rõ điểm gần nhất cáh mắt bao nhiêu ? b) Nếu người ấy muốn cho điểm nhìn rõ gần nhất cách mắt 25cm thìphải đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ là bao nhiêu? Khi đó thì điểm xa nhất mà người ta có thể nhìn rõ được cách mắt bao nhiêu? Từ hai kết quả tính toán trên, rút ra kết luận gì ?. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(21)</span>