SKKN hướng dẫn học sinh lớp 11 THPT phương pháp giải nhanh các bài toán quang học về thấu kính đơn trong đó có sự duy chuyển của vật, ảnh và thấu kính

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài.
“Mục tiêu của giáo dục là đào tạo con người Việt Nam phát triển tồn diện, có đạo
đức, tri thức, sống khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập
dân tộc và chủ nghĩa xã hội, hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng
lực của công dân, đáp ứng yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc” (Điều 2- Luật GD).
Muốn thực hiện tốt mục tiêu giáo dục thì “Hoạt động giáo dục phải thực hiện theo
nguyên lý học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn
liền với thực tiễn ”( Điều 3 - khoản 2- Luật giáo dục), “Phương pháp giáo dục phải
phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học ”(Điều 4khoản 2- Luật giáo dục).
Việc vận dụng các phương pháp tích cực trong dạy học nói chung và trong dạy học
Vật lí nói riêng là một nhân tố quan trọng để nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo.
Những năm gần đây, dưới sự chỉ đạo của Đảng và Nhà nước đã tiến hành cải cách
giáo dục. Một trong những nội dung quan trọng của cải cách giáo dục là đổi mới
phương pháp dạy học và đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá. Với việc đổi mới
phương pháp kiểm tra đánh giá, đặc biệt với hình thức kiểm tra trắc nghiệm thì việc
giải nhanh các bài tốn và có hiệu quả là thực sự hữu ích cho học sinh. Hiện nay,
trong các kì thi THPT quốc gia, thi đánh giá năng lực, môn Vật lí đều được kiểm tra
đánh giá bằng hình thức trắc nghiệm.
Trong phần Quang học - Vật lý lớp 11, khi giải các bài tốn về thấu kính việc áp dụng
cơng thức cơ bản học sinh(Hs) thực hiện rất thuần thạo, nhưng khi giải các bài tốn
khó ở mức độ vận dụng, vận dụng cao trong đó có sự dịch chuyển của vật, ảnh và
thấu kính, thì đa số HS rất lúng túng. Để giúp HS hứng thú học và giải nhanh các bài
tốn này thì cần phân loại các dạng bài tốn và có phương pháp chung, đưa ra các
cơng thức ghi nhớ. Tơi đã tìm tịi nghiên cứu cải tiến và mạnh dạn đưa ra phương
pháp giải nhanh các bài tốn quang học về thấu kính đơn trong đó có ‘sự dịch
chuyển của vật , ảnh và thấu kính’ .Trong các năm tiếp theo tôi đã vận dụng và
1

hướng dẫn HS giải các dạng tốn đó và thấy kết quả học tập rất khả quan: chất lượng
nâng cao, học sinh cảm thấy rất hứng thú khi làm bài tập, HS tìm ra kết quả nhanh.
2. Mục đích nghiên cứu.
- Phân loại các dạng bài tốn về thấu kính đơn trong đó có ‘ sự dịch chuyển của vật,
ảnh và thấu kính’ .
- Tìm ra phương pháp chung , cơng thức ghi nhớ cho các dạng bài tốn về thấu kính
đơn trong đó có ‘ sự dịch chuyển của vật, ảnh và thấu kính’.
- Hướng dẫn Hs giải nhanh các bài toán trắc nghiệm( phù hợp với việc đổi mới
phương pháp kiểm tra, đánh giá hiện nay). Từ đó nâng cao chất lượng dạy -học phần
thấu kính Vật lí lớp 11, cũng như nâng cao chất lượng học bộ môn Vật lý của học sinh
phổ thông.
3. Đối tượng nghiên cứu.
- Hoạt động dạy và học phần quang hình học với bài tốn về thấu kính đơn trong đó
có ‘ sự dịch chuyển của vật, ảnh và thấu kính’ của giáo viên và học sinh lớp 11 trường
THPT.
- Bồi dưỡng học sinh khá, giỏi.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết.
-Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin.
-Phương pháp thống kê , xử lí số liệu.
5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.
- Phân loại các dạng bài tập thường gặp: nhiều dạng hơn, chi tiết cụ thể hơn.
- Phương pháp giải bài toán: cụ thể hơn, khoa học hơn và nhanh hơn .
- Bài tập tự luyện: nhiều hơn.

2

PHẦN 2

NỘI DUNG

Chương 1: Đại cương về thấu kính
I. Thấu kính:
1.Định nghĩa
Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và
một mặt cầu.
2.Phân loại thấu kính
Có hai cách phân loại:
- Về phương diện quang học, thấu kính chia làm hai loại:
Thấu kính hội tụ: Làm hội tụ chùm tia sáng tới
Thấu kính phân kì: Làm phân kì chùm tia sáng tới.
- Về phương diện hình học, thấu kính chia làm hai loại:
Thấu kính mép mỏng: Phần rìa mỏng hơn phần giữa
Thấu kính mép dày: Phần giữa mỏng hơn phần rìa
3. Tiêu cự. Mặt phẳng tiêu diện:
- Tiêu cự: | f | = OF.
Quy ước: Thấu kính hội tụ thì f > 0, thấu kính phân kỳ thì f < 0.
- Mặt phẳng tiêu diện:
a.Tiêu diện ảnh
Mặt phẳng vng góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh thì gọi là tiêu diện ảnh.
b.Tiêu diện vật
Mặt phẳng vng góc với trục chính tại tiêu điểm vật thì gọi là tiêu diện vật.
Nhận xét: Tiêu diện vật và tiêu diện ảnh đối xứng nhau qua trục chính.
c.Tiêu điểm phụ
+Tiêu điểm vật phụ: Là giao của trục phụ và tiêu diện vật.
+Tiêu điểm ảnh phụ: Là giao của trục phụ và tiêu diện ảnh.
II. Đường đi của tia sáng qua thấu kính:

1/ Các tia đặc biệt :
3


+ Tia qua quang tâm O thì truyền thẳng.
+ Tia qua tiêu điểm chính( hoặc có đường kéo dài qua tiêu điểm chính F) cho
tia ló song song trục chính.
+ Tia tới song song trục chính cho tia ló qua tiêu điểm chính F / (hoặc đường
kéo dài qua F/ )

F/
O

O

F/

O

2/ Tia tới bất kỳ:
- Vẽ tiêu diện vng góc trục chính tại tiêu điểm chính ảnh F/
- Vẽ trục phụ song song với tia tới SI,cắt tiêu diện tại tiêu điểm phụ F1
- Vẽ tia ló đi qua tiêu điểm phụ F1 (hoặc đường kéo dài qua tiêu điểm phụ)
F1
O

F/

F
F1

III. Ảnh của vật cho bởi thấu kính.

O

1. Vẽ ảnh của vật cho bởi thấu kính:
a/ Vật là điểm sáng nằm ngồi trục chính: Vẽ hai trong ba tia đặc biệt.
b/ Vật là điểm sáng nằm trên trục chính: Dùng một tia bất kỳ và tia đi theo trục chính
c/ Vật là đoạn thẳng AB vng góc trục chính,A ở trên trục chính thì vẽ ảnh B / của B
sau đó hạ đường vng góc xuống trục chính ta có ảnh A/B/.
Lưu ý: Vật thật ,ảnh thật vẽ bằng nét liền, ảnh ảo vẽ bằng nét đứt. Tia sáng vẽ bằng
nét liền, có dấu mũi tên chỉ chiều truyền của tia sáng.
2/ Tính chất ảnh(chỉ xét cho vật thật)
Ảnh thật
-Chùm tia ló hội tụ

Ảnh ảo
-Chùm tia ló phân kì

-Ảnh hứng được trên màn

-Ảnh khơng hứng được trên màn,muốn

-Ảnh có kích thước thì ngược chiều với nhìn phải nhìn qua thấu kính.
vật, khác bên thấu kính

-Ảnh có kích thước thì cùng chiều vật,
4

-Ảnh của điểm sáng thì khác bên thấu cùng bên thấu kính với vật.
kính, khác bên trục chính với vật.

Ảnh của điểm sáng thì cùng bên thấu
kính, và cùng bên trục chính với vật.

3/ Vị trí vật và ảnh:
Xét vật sáng là đoạn thẳng nhỏ AB vng góc trục chính
Bảng tổng kết tính chất vật và ảnh qua thấu kính(CO=C’O=2OF)
1.Với thấu kính hội tụ
STT Vị trí vật
1
Vật ở vơ cùng ( d=  )
2
Vật thật từ ∞ đến C ( d<
2f)
3
Vật thật ở C (d=2f)

Vị trí ảnh
Ảnh thật ở tiêu cự
Ảnh thật ở F’C’
Ảnh thật ở C’

4

Tính chất ảnh
Ảnh nhỏ hơn, ngược
chiều vật
Ảnh bằng vật, ngược

chiều vật
Ảnh lớn hơn, ngược
chiều vật

Vật thật từ C đến
Ảnh thật từ C’ đến ∞
F( f5
Vật thật ở F( d= f)
Ảnh thật ở ∞
6
Vật thật từ F đến O
Ảnh ảo trước thấu kính Ảnh lớn hơn, cùng
( 0chiều vật
7
Vật đặt sát thấu kính( d= 0) Ảnh ảo ,sát thấu kính
2.Với thấu kính phân kì
STT Vị trí vật
Vị trí ảnh
Tính chất ảnh
1
Vật thật từ ∞ đến O
Ảnh ảo ở F’O’
Ảnh nhỏ hơn, cùng chiều vật
2
Vật đặt sát thấu kính Ảnh ảo, sát thấu kính
Cách nhớ:
-Với thấu kính hội tụ, vật thật chỉ cho ảnh ảo nếu trong khoảng OF, cịn lại cho ảnh
thật, ảnh thật thì ngược chiều, cịn ảo thì cùng chiều.

Về độ lớn của ảnh:dễ dàng thấy được độ lớn ảnh tăng dần đến ∞ rồi giảm.
-Thấu kính phân kì:

Vật thật ln cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật.

Chú ý: sự khác nhau để phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân
kì.
Thấu kính hội tụ
-Làm hội tụ chùm tia sáng tới.

Thấu kính phân kì
-Làm phân kì chùm tia sáng tới.
5


-Độ tụ và tiêu cự dương.

-Độ tụ và tiêu cự âm

-Nếu vật thật cho ảnh thật(ảnh hứng được
trên màn, ngược chiều vật,khác bên thấu

-Nếu vật thật cho ảnh ảo nhỏ hơn vật.

kính so với vật)
-Nếu vật thật cho ảnh ảo lớn hơn vật.
IV. Các cơng thức về thấu kính:
1. Tiêu cự - Độ tụ
- Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính
với quy ước: f > 0 với thấu kính hội tụ; f < 0 với thấu kính phân kì. (|f| = OF = OF’)

- Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi độ tụ D
n

1

1

1

tk
xác định bởi : D  f ( n  1)( R  R )
mt
1
2

(f : mét (m); D: điốp (dp))

(R > 0 : mặt lồi; R < 0 : mặt lõm; R = : mặt phẳng; D>0: thấu kính hội tụ D<0: thấu
kính phân kì)
2. Cơng thức thấu kính
a. Cơng thức về vị trí ảnh vật:
1 1 1
 
d d' f

d > 0 nếu vật thật
d < 0 nếu vật ảo
d’ > 0 nếu ảnh thật .
d' < 0 nếu ảnh ảo
b. Công thức về hệ số phóng đại ảnh:

k

d'
;
d

k 

A' B '
AB

(k > 0: ảnh, vật cùng chiều; k < 0: ảnh, vật ngược chiều.)
( | k | > 1: ảnh cao hơn vật, | k | < 1: ảnh thấp hơn vật )
c. Hệ quả:
d'

d. f
;
d f

d

d '. f
d ' f

f 

d .d '
;
d d'

k

f
f d'

f d
f

d.Chú ý: Điều kiện để vật thật qua thấu kính cho ảnh thật là: L  4.f ( L: khoảng
cách giữa vật và ảnh).
6


Chương 2

Các dạng bài toán thường gặp

Trong phần quang học chương trình Vật lí 11: bài tốn về thấu kính đơn trong đó có ‘
sự dịch chuyển của vật , ảnh và thấu kính’ thường gặp các trường hợp sau:
- Thấu kính được giữ cố định, vật dịch chuyển.
- Vật được giữ cố định, thấu kính dịch chuyển.
- Cả vật và thấu kính đều dịch chuyển.
Dù trong trường hợp nào thì vị trí tương đối giữa vật và thấu kính đều bị thay đổi,
dẫn đến vị trí, kích thước, tính chất của ảnh cũng sẽ thay đổi.
Tôi đưa ra các dạng tốn thường gặp sau:
Dạng 1: Thấu kính được giữ cố định, vật dịch chuyển.
D1.1: Vật dịch chuyển theo phương của trục chính.
D1.1.1.Vật dịch chuyển lại gần hoặc ra xa thấu kính một đoạn.
D1.1.2.Vật chuyển động đều với vận tốc v.

D1.2: Vật dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính.
D1.3: Vật dịch chuyển theo phương hợp với trục chính góc  .
Dạng 2: Vật được giữ cố định, thấu kính dịch chuyển
D2.1: Thấu kính dịch chuyển theo phương của trục chính.
D2.2: Thấu kính dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính.
D2.3: Thấu kính quay quanh trục đi qua quang tâm O
u cầu bài tốn:
- Tìm các đại lượng: Tiêu cự f; độ dịch chuyển ảnh; vị trí vật- ảnh; vận tốc ảnh;…..
- Biện luận : sự dịch chuyển của ảnh.

7


Chương 3

Hướng dẫn học sinh lớp 11 phương pháp giải nhanh

các bài tốn về thấu kính đơn trong đó có ‘sự dịch chuyển của vật, ảnh
và thấu kính ’. Giải một số bài toán minh hoạ.
Ghi nhớ chung:
- Xét cho vật thật.
- Biện luận ảnh di chuyển như thế nào thì phải chọn 1 vị trí cố định làm mốc để
so sánh.
DẠNG 1: THẤU KÍNH ĐƯỢC GIỮ CỐ ĐỊNH, VẬT DỊCH CHUYỂN.
D1.1: Vật dịch chuyển theo phương của trục chính.
D1.1.1: Vật dịch chuyển lại gần hoặc ra xa thấu kính một đoạn.
Bài toán : Khi chưa dịch chuyển, vật AB qua thấu kính cho ảnh A1B1 có độ phóng đại
k1. Khi vật dịch chuyển một đoạn a đối với thấu kính, thì ảnh dịch chuyển một đoạn b
đối với thấu kính và có độ phóng đại là k2.
Vấn đề đặt ra: Tìm mối liên hệ giữa f, k1, k2, a và b, để từ đó tìm được 1 đại lượng

nếu biết các đại lượng kia.
Phương pháp:
- Chọn vị trí thấu kính làm mốc (thấu kính giữ cố định).
- Ảnh và vật dịch chuyển cùng chiều nếu tính chất ảnh khơng đổi (trừ trường hợp vật
dịch chuyển qua vị trí tiêu điểm F của thấu kính hội tụ thì ảnh thay đổi tính chất).
-Tìm mối liên hệ giữa vị trí vật d, vị trí của ảnh d’, tiêu cự của thấu kính f và số
phóng đại của ảnh k.
- Thiết lập mối liên hệ giữa f, k1, k2, a và b, đưa ra các cơng thức ghi nhớ để từ đó tìm
được 1 đại lượng nếu biết các đại lượng kia.
Giải quyết vấn đề:

8


�1 1 1
 
�
�f d d '
Ta có: �
�k   d '
�
d
�

d' f
(kd ) f
1
�
�d  d ' f   kd  f � d  f (1  k )
�

�
d '
suy ra: �
(
)f
�d '  df  k
� d '  f (1  k )
� d  f d '
f
�
k
�

-Khi vật chưa dịch chuyển, ta có: d  f (1  1 );
k1

d '  f (1  k1 )

1

-Sau khi vật dịch chuyển, ta có: d  a  f (1  k ); d 'b  f (1  k 2 )
2
Giải hệ phương trình, ta được
Bảng cơng thức ghi nhớ:
Mối liên hệ
Liên hệ giữa d , d ' , f , k
Liên hệ giữa a, f , k1 , k 2
Liên hệ giữa b, f , k1 , k 2

Liên hệ giữa a, b, k1 , k 2

Liên hệ giữa a, b, f , k1
Liên hệ giữa a, b, f , k
2
Liên hệ giữa a, b, f , k

Công thức
1
); d '  f (1  k )
k
kk
1
1
a f( 
)  f  1 2 .a
k1 k 2
k 2  k1
d  f (1 

b  f ( k1  k 2 )  f 

(1.2)
(1.3)

b
f2
 k1 k 2 
a
( f  d )( f  d  a )

(1.4)

abk1
ak12  b
abk
f  2 2
ak 2  b
kết hợp (1.2) và ( 1.4)

(1.5)

f 

(1.6)
(1.7)

abk
 abk
 f 
2
k1
(k  1)

k2
k
k1

 f 2 

Liên hệ giữa a, b, f , d

f  d  a 2 a 2 b1

f  d  a1 a1b2

Lưu ý:

b
k1  k 2

Đánh số
(1.1)

(1.8)

Quy ước dấu :

- Nếu vật thật lại gần thấu kính: a < 0; Nếu vật thật ra xa thấu kính: a > 0
- Nếu ảnh thật lại gần thấu kính: b < 0 ; Nếu ảnh thật ra xa thấu kính: b > 0
9


- Nếu ảnh ảo lại gần thấu kính: b > 0 ; Nếu ảnh ảo ra xa thấu kính: b < 0
- Ảnh thật: k1 .k 2  0 ; Ảnh ảo: k1 .k 2  0
Bài tốn minh họa
Ví dụ1: Vật sáng AB đặt vng góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh thật
bằng bốn lần vật. Dịch chuyển vật ra xa 6 cm theo trục chính so với thấu kính thì cho
ảnh bằng hai lần vật. Tìm tiêu cự của thấu kính và độ dịch chuyển của ảnh.
Hướng dẫn:

Ta có: k1  4; a 6; k 2  2

kk

1 2
Áp dụng Ct (1.2): f  k  k .a 24 (cm)
2
1

Áp dụng Ct (1.3) hoặc Ct (1.4):

b
 k1 k 2  b  48 (cm)  ảnh thật , dịch chuyển 48
a

cm lại gần thấu kính.
Ví dụ 2: Một vật sáng AB qua thấu kính phân kì cho ảnh thật A1B1 bằng nửa vật.
Dịch chuyển AB lại gần thấu kính 5 cm thì ảnh dịch đi một đoạn 10 cm. Tìm tiêu cự
của thấu kính.
Hướng dẫn: Ta có: k1 0,5; a  10; b 5 ( thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo)
Áp dụng Ct ( 1.5): f 

abk1
 10 ( cm)
ak12  b

Ví dụ 3: Vật thật qua thấu kính cho ảnh thật, vật dịch chuyển về thấu kính thêm 30cm,
ảnh dịch chuyển được 20 cm, biết ảnh thật lúc sau bằng 6 lần ảnh thật lúc đầu. Tính
tiêu cự của thấu kính.
Hướng dẫn: Ta có: a  30; b 20; k 6
Áp dụng Ct (1.7): f 

 abk
12 cm
k1

D1.1.2: Vật chuyển động đều với vận tốc v.
Phương pháp:
- Tìm độ dịch chuyển của vật trong thời gian t: a  d 2  d1
10


- Tìm quãng đường vật đi được: S1 S 2 vt . Liên hệ a và S1 S 2
'
'
- Tìm độ dịch chuyển của ảnh trong thời gian t: b  d 2  d1

- Tìm quãng đường ảnh đi được: S '1 S ' 2 v' t , liên hệ b và S '1 S ' 2 :
v

S1 S 2

- Lập tỉ số: v'  S ' S ' để triệt tiêu t
1
2
- Tính tốn
Ví dụ 4: Một điểm sáng S cách trục chính một khoảng h= 3 cm , chuyển động đều
theo phương trục chính từ khoảng cách 2f đến 1,5f đối với thấu kính với vận tốc v=
1 cm/s, khi đó người ta thấy vận tốc trung bình của ảnh S’ là v’= 4 cm/s. Tính tiêu cự
của thấu kính.
Hướng dẫn: Ta có: d1= 2f; d2 =1,5 f.

Suy ra: d1' 2 f ; d 2' 3 f

- Quãng đường S dịch chuyển trong thời gian t: S1S2 = vt= d 2  d1 0,5 f
- Độ dời ảnh: b d 2'  d1'  f
- Quãng đường ảnh đi được: S1’S2’=
v

SS

1

h
b
v'.t , trong đó : tan  
f
cos 
1

h

0
1 2
1cm
- Suy ra: v'  S ' S '  4 0,5 cos   cos   2   60  f 
0
tan
60
1
2

D1.2: Vật dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính.
Bài tốn: Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f,
cách thấu kính d. Cho S dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính của thấu
kính với độ dịch chuyển y , tốc độ dịch chuyển là v. Khi đó ảnh dịch chuyển theo
phương vng góc với trục chính với độ dịch chuyển y ' và tốc độ dịch chuyển là v’
Tìm mối liên hệ giữa d, d’, v, v’, y và y ' . Biết rằng thấu kính được giữ cố định.
�1 1 1
 
�
�f d d '
Phương pháp: Ta có: �
;
�k   d '
�
d
�

d , d ' , f không đổi

-Vật dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính: độ dịch chuyển y ; y vt

11


-Do đó ảnh dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính: độ dịch chuyển y ' ;
y ' v' t
y '

v'

d'

f

f  d'

-Công thức ghi nhớ : y  v  d  f  d  f

k

(1.9)

Ví dụ 5: Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f=
12 cm, cách thấu kính 18 cm. Giữ thấu kính cố định, cho S dịch chuyển theo phương
vng góc với trục chính của thấu kính với vận tốc 1 m/s. Ảnh của nguồn sáng dịch
chuyển với vận tốc là
A. 2 m/s.

B. -2 m/s.

C. 0,5 m/s.

D. -0,5 m/s.

Hướng dẫn: Đáp án B
Ta có: f 12; d 18; v 1;

v'

f

Áp dụng Ct (1.9): v  f  d  2  v'  2v  2 (m/s)

D1.3: Vật dịch chuyển theo phương hợp với trục chính góc  .
Bài tốn: Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f,
cách thấu kính d. Cho S dịch chuyển theo phương hợp với trục chính góc  . Tìm
hướng dịch chuyển và độ dời của ảnh theo d ; f ; 
Phương pháp:

Vật dịch chuyển theo phương hợp với trục chính góc  đoạn l

+Độ dời của vật theo phương của trục chính: a l cos 
+Độ dời của vật theo phương vng góc với trục chính: y l sin 
- Độ dời của ảnh:
+Độ dời của ảnh theo phương của trục chính: Ct(1.4):
b
f2
af 2
lf 2 cos 
  k1 k 2  
 b 

a
( f  d )( f  d  a )
( f  d )( f  d  a)
( f  d )( f  d  l cos  )

+Độ dời của ảnh theo phương vng góc với trục chính: Ct (1.9)
y ' v'
d'

f
f  d'
f
lf sin 
 


 y ' y.

y v
d
f  d
f
f  d
f  d

Công thức ghi nhớ:
+ Độ dời của ảnh: S ' S1'  b 2  y ' 2 (1.10)
12


Trong đó:

b 

f
lf sin 
lf 2 cos 

; y ' y.

f  d
f  d
( f  d )( f  d  l cos  )

+ Hướng dịch chuyển tạo với trục chính góc  : tan  

y'
(1.11)
b

Ví dụ 6: Cho 1 thấu kính tiêu cự f = 20 cm, một điểm sáng S nằm trên trục chính
cách thấu kính 10 cm, dịch chuyển theo phương tạo với trục chính góc 300 một đoạn
l 5cm. Độ dời của ảnh gần giá trị nào nhất?.

A. 39 cm.

B. 30cm .

C. 31 cm.

D.32 cm .

Hướng dẫn: Ta có: f 20; d 10; 30 0 ; l 5 . Ad ct (1.10) . Đáp án C
DẠNG 2: VẬT ĐƯỢC GIỮ CỐ ĐỊNH, THẤU KÍNH DỊCH CHUYỂN.
Ghi nhớ:
-Khi vật được giữ cố định và dịch chuyển thấu kính, ta khảo sát khoảng cách vật - ảnh
để xác định chuyển động của ảnh
D2.1: Thấu kính dịch chuyển theo phương của trục chính.
Thấu kính có thể dịch chuyển lại gần hoặc ra xa vật thì ảnh dịch chuyển.
- Nếu tìm các đại lượng: f, a, b,d,d’….:

Áp dụng công thức ở D1.1

-Nếu biện luận sự dịch chuyển ảnh: khảo sát: L= d  d ' .
Bài toán : Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L. Một
thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vng góc
với trục chính của thấu kính. Dịch chuyển thấu kính trong khoảng giữa vật và màn.
Tìm mối liên hệ giữa L và f để:
a. khơng có vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
b. có 1 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Tìm vị trí đó.
c. có 2 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Tìm khoảng cách l giữa 2 vị trí đó.
Phương pháp:
Ta có: d  d '  L ;

1 1 1
d'
  ; k 
 d 2  d .L  f .L 0 ;   L2  4 fL
d d' f
d

Ghi nhớ:
13


- Nếu L<4f: Không thu được ảnh trên màn
L
2

- Nếu L=4f: Chỉ có 1 vị trí của thấu kính. d  2 f , l 0; Lmin =4f (2.1)

- Nếu L>4f: Có 2 vị trí thu được ảnh rõ nét trên màn.
Tiêu cự thấu kính:

f 

L2  l 2
4L

f 

d .d '
L.k

(2.3)
d  d'
(1  k ) 2

(2.2) ;

Khoảng cách giữa 2 vị trí: l  L2  4 fL (2.4);
Vị trí của vật: d1, 2 

L l
2

(2.5)
2

L l
 (2.6)

 L l 

Tỉ số kích thước của 2 ảnh ở 2 vị trí đó là: 

Ví dụ7(biện luận): Vật sáng nhỏ AB vng góc với trục chính của một thấu kính hội
tụ có tiêu cự f = 20 cm cho ảnh thật lớn hơn vật cách vật 90 cm.
a/ Tìm vị trí vật và ảnh.
b/ Thấu kính giữ cố định, dịch chuyển vật ra xa thấu kính, hỏi ảnh dịch chuyển như
thế nào?
c/ Giữ vật cố định, di chuyển thấu kính ra xa vật, hỏi ảnh di chuyển như thế nào?
Hướng dẫn: a/ Áp dụng cơng thức thấu kính:

d  d '  90cm
1 1 1
1
  
d d ' f 20
� d  60cm; d '  30cm

b/ Giữ thấu kính cố định, vật dịch chuyển ra xa thấu kính thì ảnh di chuyển về
gần thấu kính.Khi vật ra đến xa vơ cùng thì ảnh về đến tiêu cự.
c/ Giữ vật cố định , di chuyển thấu kính ra xa vật thì ảnh sẽ di chuyển
Ta thấy: L 4 f  Lmin 80
Khoảng cách giữa vật và ảnh lúc đầu ( câu a) là L d  d ' 90 cm
Suy ra: 30cm �d �40cm � Ảnh dịch chuyển về phía vật
d  40cm � Ảnh di chuyển được 10 cm thì dừng lại d ' 40cm; L 80cm

14

40cm �d ��� Ảnh đổi chiều chuyển động dịch chuyển ra xa

D2.2: Thấu kính dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính.
Phương pháp: Vật giữ cố định
-

�1 1 1
 
�
�f d d '
Ta có: �
;
�k   d '
�
d
�

d , d ' , f khơng đổi

- Thấu kính dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính: độ dịch chuyển
y xem như vật cũng dịch chuyển y ( ngược chiều với thấu kính)

- Do đó ảnh dịch chuyển theo phương vng góc với trục chính: độ dịch chuyển
y ' ngược chiều với vật( tức là cùng chiều với thấu kính).
y '

- Vì S, O’, S’’ thẳng hàng nên ta có: y 

d  d'
 1  k

d

y '
d  d'
d
d'

 1  k 

(2.7)
y
d
f  d
f

Cơng thức ghi nhớ:

Ví dụ 8: Dùng thấu kính lồi tiêu cự f= 10cm, người ta thu được ảnh của một điểm
sáng S đặt trên trục chính và cách thấu kính 15 cm. Sau đó kéo thấu kính xuống dưới
một đoạn 2 cm thì ảnh sẽ dịch chuyển như thế nào?
Hướng dẫn: Ta có: f 10; d 15; y 2
y '

d

Ad Ct ( 2.7): y  f  d  3  y '  6cm .
Vậy ảnh dịch chuyển xuống so với trục chính đoạn 4,5 cm.
D2.3: Thấu kính quay quanh trục đi qua quang tâm O
Phương pháp: Tìm độ dịch chuyển của ảnh
- Khi thấu kính chưa quay:

d1 ;

d '1 

d1 f
d1  f

- Khi thấu kính quay quanh quang tâm O một góc  thì trục chính quay theo góc  :
d 2 d1 cos  ;

d '2 

d2 f
d2  f

- Ảnh mới cách thấu kính ở vị trí ban đầu khoảng: OS ' ' 

d '2
cos 

15


- Ảnh mới dịch chuyển một đoạn: S ' S ' ' OS ' ' OS ' 
Công thức ghi nhớ:

S ' S ' ' OS ' ' OS ' 

d '2

 d '1
cos 

d '2
fd12 (1  cos )
 d '1 
(2.8)
cos
( d1  f )( d1 cos   f )

Ví dụ 9: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm. Một điểm sáng S nằm trên trục chính
và cách thấu kính đoạn 30 cm cho ảnh S’. Giữ cố định S và cho thấu kính quay quanh
quang tâm O một góc  


. Chiều di chuyển của ảnh và độ dịch chuyển của ảnh là
3

A. ra xa thấu kính 45 cm.
C.ra xa thấu kính 22,5 cm.

B. lại gần thấu kính 45 cm.
D. lại gần thấu kính 22,5 cm.

Hướng dẫn: Ad ct(2.8). Đáp án A
Ví dụ 10( Thực hành): Trong một phòng được chiếu sáng bởi 1 bóng đèn điện. Hãy
xác định trong 2 thấu kính hội tụ cái nào có độ tụ lớn hơn? Nêu rõ cách làm, không
dùng thêm dụng cụ nào khác.
Hướng dẫn: Ta đưa dần các thấu kính ra xa tường để nhận được trên tường ảnh rõ nét
của dây tóc bóng đèn. Thấu kính nào cho ảnh rõ nét khi đó ở gần tường hơn thì thấu

kính đó có tiêu cự nhỏ hơn tức là có độ tụ lớn hơn.

BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Một vật thật AB đặt vng góc với trục chính của một thấu kính. Ban đầu ảnh
của vật qua thấu kính là ảnh ảo và bằng nửa vật. Giữ thấu kính cố định di chuyển vật
dọc trục chính 50 cm. Ảnh của vật vẫn là ảnh ảo và cao bằng 1/4 vật. Vị trí ban đầu
của vật và tiêu cự của thấu kính là
A.25 cm; -25cm.

B. 25 cm; 25cm. C. 50 cm; -25cm.

D. 50 cm; 25cm.
16


Câu 2: Một thấu kính hội tụ cho ảnh thật S’ của điểm sáng S đặt trên trục chính. Khi
dời S gần thấu kính 5cm thì ảnh dời 10cm. Khi dời S ra xa thấu kính 40cm thì ảnh dời
8cm.(kể từ vị trí đầu tiên).Tiêu cự của thấu kính là
A.10cm.

B. 15 cm.

C. 20cm.

D.25cm.

Câu 3: Đặt vật AB trước thấu kính phân kì ta được ảnh A’B’. Đưa vật ra xa thấu kính
thêm 30 cm thì ảnh tịnh tiến 1 cm, ảnh trước cao gấp 1,2 lần ảnh sau. Tiêu cự của thấu
kính là

A.-10cm

B. 20 cm

C. -30 cm

D. 30 cm

Câu 4: Vật thật AB đặt vng góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự
20 cm cho ảnh thật A’B’ = 5AB. Giữ thấu kính cố định. Hỏi phải tịnh tiến vật AB về
phía nào và một khoảng bằng bao nhiêu để ảnh qua thấu kính là ảnh ảo cao gấp 5 lần
vật?

A. ra xa thấu kính 16cm.

B. lại gần thấu kính 4cm.

C. lại gần thấu kính 12cm.

D. lại gần thấu kính 8cm.

Câu 5: Cho A và B là 2 điểm thuộc trục chính của một thấu kính. Đặt một vật vng
góc với trục chính tại A thì có ảnh thật cao gấp đơi vật; nếu đặt vật tại B thì có ảnh
thật cao bằng 3 lần vật. Xác định tính chất và số phóng đại của ảnh nếu đặt vật tại
trung điểm I của AB.
A. ảnh ảo, k = 2,4.

B. ảnh thật, k = 2,5.

C. ảnh ảo, k = –2,5.

D. ảnh thật, k = –2,4.

Câu 6: Đăt một vật phẳng AB song song với màn E và cách màn một khoảng L, sau
đó xen giữa vật và màn một thấu kính hội tụ, sao cho trục chính của thấu kính vng
góc với màn ảnh và đi qua vật đó. Xê dịch thấu kính trong khoảng đó, ta thấy có một
vị trí duy nhất của thấu kính tại đó có ảnh của vật hiện rỏ nét trên màn. Khi đó biểu
thức nào sau đây là đúng với biểu thức tính tiêu cự của thấu kính?
L
2

A. f  .

B. f 

L2  l 2
.
2

C. f 

2L
.
3

L
4

D. f  .

Câu 7: Một vật sáng AB cho ảnh thật qua một thấu kính hội tụ L, ảnh này hứng trên
một màn E đặt cách vật một khoảng 3,6 m, ảnh thu được cao bằng 1/5 vật.
a.Tiêu cự của thấu kính là

A. 25 cm.

B. 50 cm.

C. 45 cm.

D.55 cm.
17


b.Giữ nguyên vị trí của AB và màn E. Dịch chuyển thấu kính trong khoảng AB và
màn thấy có một vị trí nữa của thấu kính lại cho ảnh rõ nét trên màn. Khoảng cách
giữa hai vị trí này là

A. 1,2 m.

B. 2,4 m.

C. 1,4m.

D.3,6m.

Câu 8: A, B, C là 3 điểm thẳng hàng. Đặt vật ở A, một thấu kính ở B thì ảnh thật hiện
ở C với độ phóng đại |k1|=3. Dịch thấu kính ra xa vật đoạn l = 64cm thì ảnh của vật
vẫn hiện ở C với độ phóng đại |k2| =1/3. Tính f và đoạn AC.
A. 12 cm; 128 cm.

B. 24 cm; 64 cm.

C. 24 cm ;128 cm

D. 12 cm; 64 cm.

Câu 9: Đặt một vật AB song song với một màn ảnh E và cách màn ảnh E một khoảng
L= 90 cm. Sau đó đặt xen giữa vật và màn ảnh một thấu kính hội tụ, sao cho trục
chính của thấu kính vng góc với màn ảnh và đi qua vật. Xê dịch thấu kính trong
khoảng đó, ta thấy có 2 vị trí của thấu kính tại đó có ảnh của vật AB hiện lên rõ nét
trên màn ảnh. Hai vị trí này cách nhau một khoảng l = 30 cm. Tiêu cự của thấu kính là
A.20 cm.

B. 15 cm.

C. 12 cm.

D.10 cm.

Câu 10: Dùng thấu kính lồi tiêu cự f= 20cm, người ta thu được ảnh của một điểm
sáng A đặt trên trục chính và A cách thấu kính 40 cm. Sau đó kéo thấu kính lên trên
một đoạn 3 cm thì độ dịch chuyển của ảnh là
A. 3 cm.
Đ/A
Gợi ý

C. -6 cm.

B. 6 cm.

D.-3 cm.

1A
Ct

2A
Ct

3C
Ct

4D
Ct

5D
Ct

6D
Ct

7B/B
Ct

8C
Ct

9A
Ct

10C
Ct

(1.1);

(1.4);

(1.7)

(1.2)

(1.2)

(2.1)

(2.3);

(2.2);

(2.2)

(2.7)

(1.2)

(1.8)

(2.4)

(2.6)

PHẦN 3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM
I/ Kết quả đạt được
Trong các năm học vừa qua, tôi đã áp dụng đề tài cải tiến của mình vào việc giảng dạy
ở lớp 11 khối A, khối A1, luyện tập, kiểm tra và ôn thi THPT Quốc gia( phần lớp 11),
bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường THPT . Kết quả cho thấy:
Khi chưa cải tiến:

18


Năm học

Xếp loại
bài kiểm tra

Giỏi

Khá

Trung
bình

Yếu, kém

2018-2019

Số học sinh
được đem so
sánh

100

5

5%

30

30%

50

50% 15

15%

2019-2020

100

6

6%

37

37%

45

45% 12

12%

2020-2021

100

8

8%

42

42%

40

40% 10

10%

Sau khi cải tiến:
Xếp loại
bài kiểm tra

Giỏi

Khá

Trung
bình

Năm học

Yếu, kém

Số học
sinh được
đem so sánh
2018-2019

100

17

17% 60

60%

20

20% 3

3%

2019-2020

100

22

22% 62

62%

16

16% 0

0%

2020-2021

100

30

30% 65

65%

5

5%

0%

0

Qua kết quả tổng hợp ta thấy chất lượng học tập phần này của học sinh được nâng cao
rõ rệt.
II/ Bài học kinh nghiệm
Sau khi hướng dẫn phương pháp chung để học sinh áp dụng giải các bài tốn thì đa
số các em đều giải được, thời gian nhanh hơn, tuy nhiên cịn một số em kết quả chưa
cao vì: - Học sinh xác định dấu các đại lượng sai, dẫn đến kết quả sai
- Năng lực tư duy,vận dụng của một số học sinh còn yếu.

19


Tôi nhận thấy sáng kiến kinh nghiệm này nếu được ứng dụng vào giảng dạy thì hiệu
quả dạy học sẽ được nâng cao. Qua các năm công tác tiếp theo khi giảng dạy Vật lý
lớp 11 tôi sẽ ngày càng cải tiến phương pháp giải dạng toán này hơn nữa .Nhấn mạnh
những sai sót mà học sinh gặp phải để các em rút kinh nghiệm , từ đó chất lượng học
được nâng cao.

PHẦN 4

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

1. Kết luận
Trên đây là kinh nghiệm đúc rút từ thực tế giảng dạy và q trình mày mị tìm hiểu
nghiên cứu . Hi vọng với đề tài nghiên cứu này sẽ được đồng nghiệp và học sinh tán
thưởng. Rất mong được đồng nghiệp góp ý, trao đổi để đề tài được hồn chỉnh hơn,
để có một phương pháp hay nhất, hồn chỉnh nhất và tổng quát nhất để giúp học sinh
giải nhanh, tiết kiệm thời gian, nâng cao chất lượng học tập.
2. Kiến nghị
Tôi xin được kiến nghị với các trường trung học phổ thông, đồng nghiệp ứng dụng
sáng kiến kinh nghiệm của tơi vào q trình giảng dạy và tiếp tục nghiên cứu phát

triển mở rộng sáng kiến kinh nghiệm( như vật chuyển động quỹ đạo ném hoặc cả vật
và thấu kính cùng chuyển động tương đối, hệ thấu kính,…).
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Thọ Xuân, ngày 15 tháng 5 năm 2021
Xác nhận của thủ trưởng đơn vị

Tác giả
Lê Thị Vui

MỤC LỤC
Nội dung
Phần 1

Mở đầu

Phần 2

Nội dung

Trang
1
20


Chương 1:

Đại cương về thấu kính

3

Chương 2:

Các dạng bài tốn thường gặp

7

Chương 3:

Hướng dẫn phương pháp giải các dạng toán.

8

Một số bài toán minh hoạ
Phần 3

Kết quả đạt được và các bài học kinh nghiệm

19

I/ Kết quả đạt được
II/ Bài học kinh nghiệm
Phần 4

Kết luận

20

Tài liệu tham khảo:
- Sách giáo khoa, sách giáo viên
-Nguồn tài liệu của các tác giả : Vũ Thanh Khiết, Bùi Quang Hân, .....

21