Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 29: Thấu kính mỏng (Bản mới)

THẤU KÍNH MỎNG 
Bài 48 
I.Thaáu kính.Phaân loaïi thaáu kính. 
 Thaáu kính laø moät khoái chaát trong suoát giôùi haïn bôûi hai maët caàu hoaëc bôûi moät maët caàu vaø moät maët phaúng. 
 TK loài(TK rìa moûng) 
TK loõm (TK rìa daøy) 
TKHT 
TKPK 
TKHT 
TKPK 
O laø ñieåm chính giöõa thaáu kính. 
Ñöôøng thaúng qua O vaø vuoâng goùc vôùi maët TK laø truïc chính cuûa TK . 
Caùc ñöôøng thaúng khaùc qua O ( khoâng truøng vôùi truïc chính ) laø truïc phuï. 
O 
 Moïi tia tôùi qua quang taâm O cuûa thaáu kính ñeàu truyeàn thaúng. 
(L) 
Để thấu kính cho ảnh rõ nét, các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục chính. Trong điều kiện này, ứng với một điểm vật chỉ có 1 điểm ảnh nên vật cho ảnh rõ nét. Đó là điều kiện tương điểm, 
Để có điều kiện này, ta có thể giới hạn chùm tia tới thấu kính bằng 1 tấm bìa chắn sáng. Trên đó có đục 1 lỗ thủng tròn được đặt trước thấu kính. Trong trường hợp này, đường kính khẩu độ bằng đường kính của lỗ tròn 
O 
F’ 
a. Tiêu điểm ảnh. Tiêu diện ảnh 
2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự. 
E 
Vệt sáng nhỏ và sáng nhất trên màn E thì vị trí điểm sáng này được gọi là tiêu điểm ảnh chính F’, thường gọi tắt là tiêu điểm ảnh. 
Thí nghiệm xác định vị trí tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ. 
O 
F’ 
Làm lại TN trên với 1 thấu kính phân kì, ta không thể hứng được một diểm sáng trên màn E, nhưng nếu nhìn vào thấu kính như trên ta thấy 1 điểm sáng ở vị trí F’. F’ cũng được gọi là tiêu điểm ảnh. Tiêu điểm ảnh F’ nằm phía tia tới. 
Quan sát tiêu điểm ảnh của thấu kính phân kì. 
a. Tiêu điểm ảnh. Tiêu diện ảnh 
a. Tiêu điểm ảnh. Tiêu diện ảnh 
2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự. 
O 
F 
b. Tiêu điểm vật. Tiêu diện vật 
2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự. 
S 
E 
Nguồn sáng ở tiêu điểm vật F của thấu kính hội tụ, chùm sáng ló song song với trục chính. 
Vị trí của nguồn sáng điểm để có chùm sáng ló song song với trục chính như trên được gọi là tiêu điểm vật chính , hay gọi tắt là tiêu điểm vật của thấu kính, được kí hiêu là F. 
O 
F 
Chùm tia hội tụ qua thấu kính phân kì . 
Điểm F nằm cùng phía với chùm tia ló và là tiêu điểm vật chính hay gọi tắt là tiêu điểm vật của thấu kính phân kì. 
E 
b. Tiêu điểm vật. Tiêu diện vật 
2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự. 
c/ Tiêu diện. Tiêu điểm phụ 
O 
F 1 
O 
F 1 
Tiêu diện vật. 
F 
F 
Tiêu diện vật. 
Chùm tia ló song song với trục phụ. 
O 
O 
F’ 1 
F’ 1 
F 
F 
Tiêu diện vật. 
Tiêu diện vật. 
Chùm tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’ 1. 
c. Tiêu cự f 
-Tiêu cự là đọ dài đại số, được kí hiệu alf f, có trị số tuyệt đối bằng khoảng cách từ tiêu điểm chính tới quang tâm thấu kính. 
Tiêu điểm F và F’ đối xứng nhau qua quang tâm O 
|f| = OF = OF’ 
Thấu kính hội tụ: 	f > 0 
Thấu kính phân kỳ: 	f < 0 
2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 1.Các tia đặc biệt 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F 
O 
F’ 
F’ 
F 
O 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 1.Các tia đặc biệt 
Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’. 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 1.Các tia đặc biệt 
Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính. 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
Tia tới qua tâm O thì đi thẳng 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 1.Các tia đặc biệt 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì 
Xét một tia tới bất kì SI bất kỳ 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
I 
S 
I 
S 
Vẽ trục phụ song song với tia tới SI. 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F’ 1 
I 
I 
S 
S 
F’ 1 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì 
Cách 1 
Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu điểm phụ là F’ 1 . Từ I vẽ tia ló đi qua F’ 1 
Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phụ là F 1 . Vẽ trục phụ đi qua F 1 . 
Vẽ tia ló song song với trục trên 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
I 
I 
S 
S 
F’ 1 
F 1 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 2. Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì 
Cách 2 
IV. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH	 3. Vận dụng 
F’ 
F 
O 
S 
xy là trục chính của 1 thấu kính hội tụ, S là điểm vật thật, S’ là 
ảnh thật của S qua thấu kính. Bằng cách vẽ hình hãy xác định 
 quang tâm O,tiêu điểm ảnh chính F’, tiêu điểm vật chính F 
x 
y 
S’ 
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính. 
F’ 
F 
O 
A 
B 
V. XÁC ĐỊNH ẢNH BẰNG CÁCH VẼ ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG 
Bước 1: Vẽ đường đi của hai trong các tia sáng đặc biệt. Ảnh B’ là giao điểm của các tia ló 
F’ 
F 
O 
A 
B 
B’ 
V. XÁC ĐỊNH ẢNH BẰNG CÁCH VẼ ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG 
 Bước 2: Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính tại A’  ta thu đươc ảnh A’B’ cua vật AB 
A’ 
Đối với thấu kính phân kì. 
O 
A 
B 
A’ 
B’ 
F’ 
F 
IV. XÁC ĐỊNH ẢNH BẰNG CÁCH VẼ ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG 
V.Độ tụ: 
Thấu kính hội tụ: thấu kính mép mỏng có tác dụng làm hội tụ chùm tia sáng đi qua. 
Thấu kính phân kỳ : là thấu kính mép dày có tác dụng phân kỳ chùm tia đi qua. 
Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì là gì?  
Để xác định khả năng làm hội tụ chùm tia nhiều hay ít,người ta dùng 1 đại lượng gọi là độ tụ . 
D = 
1 
f 
( dp ) : điốp 
Tiêu cự f:mét 
Với thấu kính hội tụ: 
D>0 
TK Phân kỳ: D<0 
Công thức tính độ tụ của thấu kính là: 
D= 
1 
 f 
= ( n - 1 ) 
( 
) 
1 
1 
R 1 
R 2 
+ 
Trong đó n là chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với MT xung quanh. 
R1,R2 là bán kính của các mặt thấu kính. 
-Quy ước: R 1 ,R 2 >0 với các mặt lồi. 
 R 1 ,R 2 <0 với các mặt lõm. 
 R 1 hay R 2 = ∞ với các mặt phẳng. 
Một thấu kính có độ tụ D càng lớn thì có khả năng hội tụ chùm tia sáng đi qua càng mạnh.Thấu kính phân kì không làm hội tụ, mà ngược lại làm phân kì chùm tia, nên có độ tụ âm. 
VI. Công thức thấu kính 
1) Qui ước dấu : 
 TKHT : f > 0 ; TKPK : f < 0 . 
 d = : khoảng cách từ TK đến vật 
 d’ = : khoảng cách từ TK đến ảnh . 
 A’B’ cùng chiều AB thì cùng dấu . 
 A’B’ ngược chiều AB thì trái dấu . 
 Vật thật (trước TK) : d > 0 ; Vật ảo (sau TK) : d < 0 
 Ảnh thật (sau TK) : d’ > 0 ; Ảnh ảo (trước TK) : d’ < 0 
  OA’B’ đồng dạng  OAB : 
  FA’B’ đồng dạng  F’OI : 
So sánh (1) và (2) : 
B 
O 
F 
F’ 
A’ 
A 
B’ 
I 
Chia 2 vế cho dd’f : 
B 
O 
F 
F’ 
A’ 
A 
B’ 
2) Công thức thấu kính: 
3) Độ phóng đại : 
B 
O 
F 
F’ 
A’ 
A 
B’ 
 k > 0 : vật và ảnh cùng chiều . 
 k < 0 : vật và ảnh ngược chiều .