CHUYEN DE LY 9

<span class='text_page_counter'>(1)</span>CHUYÊN ĐỀ: BÀI TOÁN TÍNH ĐỘ CAO CỦA ẢNH VÀ KHOẢNG CÁCH TỪ ẢNH ĐẾN THẤU KÍNH Nguyễn Văn Sơn A. MỘT VÀI KIẾN THỨC LIÊN QUAN:. 1. Một vật đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính thì cho ảnh cũng vuông góc với trục chính của thấu kính. 2. Cách dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính: a. Đối với thấu kính hội tụ: Vẽ hai trong số ba tia đặc biệt xuất phát từ đỉnh của vật đi qua thấu kính, các tia ló này cắt nhâu hoặc có đường kéo dài cắt nhau tại một điểm, từ điểm đó hạ vuông góc với trục chính ta có ảnh của vật các tia sáng đặc biệt qua TKHT gồm: - Tia đi qua quang tâm thì tiếp tục đi thẳng; - Tia song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm; - Tia đi qua tiêu điểm cho tia ló song song với trục chính. b. Đối với thấu kính phân kỳ: Vẽ hai tia sáng đặc biệt đi từ đỉnh của vật qua thấu kính, các tia ló có đường kéo dài cắt nhau tại một điểm, từ điểm này hạ vuông góc với trục chính ta có ảnh của vật tạo bởi thấu kính. Hai tia sáng đặc biệt đó là: - Tia đi qua quang tâm thì tiếp tục đi thẳng; - Tia song song với trục chính cho tia ló loe rộng ra và có đường kéo dài đi qua tiêu điểm. 3. Tính chất ảnh của một vật tạo bởi các thấu kính: a. Đối với thấu kính hội tụ: - Nếu d < f: cho ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật. - Nếu f < d < 2f: Cho ảnh thật, cùng chiều, lớn hơn vật. - Nếu d > 2f: Cho ảnh thật, cùng chiều và nhỏ thua vật. b. Đối với thấu kính phân kỳ:Luôn cho ảnh ảo, cùng chiều nhỏ thua vật và nằm trong khoảng tiêu cự. B. NỘI DUNG CHÍNH: I. Bài toán xác định độ cao của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính: Dựa vào tính chất ảnh của vật tạo bởi các thấu kính, bài toán này chia làm 3 trường hợp sau: a. Trường hợp 1: Ảnh của vật tạo bởi TKHT và là ảnh thật: Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKHT, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f (với d > f). Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O. Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính hội tụ và d > f nên ta có hình vẽ sau: B A. I. . F. O. .. A’. F’ B’. D.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Kí hiệu các điểm như hình vẽ. Ta có: A’B’O ∽ ABO (g. g) suy ra = (1) D A’B’F ∽ OIF (g. g) suy ra = Và: (2) Vì BI // Ao nên AB = OI (3) Từ (1), (2), (3) suy ra: = nên = (4) Mặt khác: A’F = A’O - OF (5) Thay (5) vào (4) ta được: = hay = (6) Chia cả hai vế của (6) cho A’O ta được: = Hay: = - hay = (7) Từ (1) ta có: A’B’ = hay h’ = . Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’ b. Trường hợp 2: Ảnh của vật tạo bởi TKHT và là ảnh ảo: Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKHT, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f (với d < f). Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O. Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính hội tụ và d > f nên ta có hình vẽ sau: Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính hội tụ và d > f nên ta có hình vẽ sau:. B’ B. .. A'. F’. I O. A. . F. D. Ký hiệu các điểm như hình vẽ: Ta có: A’B’O ∽ ABO (g. g) suy ra = (1) D A’B’F ∽ OIF (g. g) suy ra = Và: (2) Vì BI // AO nên AB = OI (3) Từ (1), (2), (3) suy ra: = nên = (4) Mà A’F = A’O + OF (5) Thay vào (4) ta được: = hay: = + 1 (6). Chia cả hai vế của (6) cho A’O ta được: = + suy ra: = + hay: = (7) Từ (1) ta có: A’B’ = hay h’ = . Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’ c. Trường hợp 3: Giả sử một vật sáng AB = h có dạng một mũi tên đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một TKPK, A nằm trên trục chính và A cách quang tâm thấu kính một khoảng AO = d, thấu kính có tiêu cự f. Bằng kiến thức hình học, xác định độ cao h’ = A’B’ của ảnh và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ = A’O. Phân tích: Vì thấu kính là thấu kính phân kỳ và d > f nên ta có hình vẽ sau: B. I B’.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> . F’. A. A’. D. O. . F. Ký hiệu các điểm như hình vẽ: Ta có: A’B’O ∽ ABO (g. g) suy ra = (1) D Và: A’B’F ∽ OIF’ (g. g) suy ra = (2) Vì BI // AO nên AB = OI (3) Từ (1), (2), (3) suy ra: = nên = (4) Mặt khác: A’F’ = OF’ - A’O (5) Thay vào 4 ta được: = hay: = 1 (6) Chia cả hai vế cho A’O, ta được: = Hay: = - suy ra: = (7) Từ (1) ta có: A’B’ = hay h’ = . Thay d’ từ (7) vào ta tính được h’ (Câu C - bài 43 và câu C bài 45 - SGK Vật lý 9). Trường hợp TKHT d = 2f xét trong bài thực hành và trường hợp TKHT d = f thì các tia ló song song nên không xét trong chuyên đề này. II. Bài toán xác định loại TK và vẽ tia sáng sau khi xác định thấu kính: Khi bài toán cho biết trục chính, vị trí ảnh, vị trí vật, yêu cầu xác định loại TK vẽ và xác định thấu kính thì ta sử dụng kiến thức về các tia sáng đặc biệt đi qua thấu kính để xác định các yếu tố theo đề bài. Cần chú ý rằng khi vật sáng đặt trước thấu kính, các tia tới qua thấu kính thì các tia ló sẽ cắt nhau tại điểm ảnh hoặc có đường kéo dài cắt nhau tại điểm ảnh. Căn cứ vào các kiến thức đó ta sẽ giải quyết được bài toán. Trường hợp vật không nằm trên trục chính mặc dù không được xét ở vật lý THCS tuy nhiên, nếu HS cần tìm hiểu thì hướng dẫn HS vẽ trục phụ sau đó vẽ ảnh tương tự như ở trục chính. III. Một số bài tập áp dụng: Bài 1: B’ B  A’. A. Trên hình vẽ:  là trục chính của một thấu kính hội tụ, A’B’ là ảnh của vật sáng AB (AB vuông góc với trục chính). a. A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Tai sao? b. Bằng cách vẽ, hãy xác định quang tâm, tiêu điểm, các tiêu cự của thấu kính..

<span class='text_page_counter'>(4)</span> c. Giả sử chiều cao h’ của ảnh lớn gấp 1,5 lần chiếu cao của vật sáng. Hãy thiết lập công thức nêu mối liên hệ giữa d và f trong trường hợp này (với d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, f là tiêu cự của thấu kính OF = f). Bài 2: Cho thấu kính phân kỳ có trục chính , quang tâm O, các tiêu điểm F và F’. Đặt vật sáng AB trước thấu kính như hình vẽ. B. A. . F. O. .. D. F. a. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính và cho biết ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo. b. Hãy tìm vị trí của ảnh A’B’ và độ cao của ảnh A’B’ biết khoảng cách từ vật đến quang tâm là 6cm, tiêu cự của thấu kính là 3cm và độ cao của vật là 2,7cm. Bài 3: Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự 15cm và một vật sabgs AB cao 50mm đặt trước thấu kính và cách thấu kính một khoảng 20cm. a. Vẽ ảnh A’B’ của vật AB qua thấu kính. b. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và độ cao của ảnh. ....................

<span class='text_page_counter'>(5)</span>