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

 Bài 29 
THẤU KÍNH MỎNG 
I. THẤU KÍNH. PHÂN LOẠI THẤU KÍNH 
1) Định nghĩa 
 Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẵng . 
O 
I. THẤU KÍNH. PHÂN LOẠI THẤU KÍNH 
2) Phân loại 
 Thấu kính lồi ( còn được gọi là thấu kính rìa mỏng ). 
 Thấu kính lỏm ( còn được gọi là thấu kính rìa dày ). 
O 
O 
Trong không khí : 
- Thấu kính lồi là thấu kính hội tụ 
- Thấu kính lõm là thấu kính phân kì 
 Là thấu kính có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu . 
Thấu kính hội tụ 
Thấu kính phân kì 
Kí hiệu : 
Thấu kính mỏng 
II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ 
1) Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện 
a. Quang tâm 
O 
Trục phụ 
Trục chính 
* O : Quang tâm của thấu kính . Mọi tia tới qua quang tâm O đều truyền thẳng . 
* Trục chính : đường thẳng đi qua O và vuông góc với mặt thấu kính 
* Trục phụ : các đường thẳng khác đi qua O 
* Tia tới qua quang tâm O truyền thẳng 
Tiêu điểm ảnh phụ F’ 1 
Tiêu điểm ảnh chính F’ 
F’ 
O 
F’ 1 
O 
b. Tiêu điểm . Tiêu diện 
 Tiêu điểm ảnh : 
b. Tiêu điểm . Tiêu diện 
+ Khi chiếu tới thấu kính một chùm tia tới song song thì chùm tia ló cắt nhau ( hội tụ ) tại tiêu điểm ảnh của thấu kính . 
+ Trên mỗi trục có 1 tiêu điểm ảnh : 
 Trên trục chính : tiêu điểm ảnh chính F’ 
 Trên trục phụ : tiêu điểm ảnh phụ F’ n ( n = 1, 2, 3,) 
+ Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều là tiêu điểm ảnh thật ( hứng được trên màn ) 
 Tiêu điểm ảnh : 
Tiêu điểm vật chính F 
Tiêu điểm vật phụ F 1 
F’ 
O 
F 
F’ 1 
O 
F 1 
 Tiêu điểm vật : 
 Tiêu điểm vật : 
+ Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ , chùm tia tới xuất phát từ tiêu điểm vật sẽ cho chùm tia ló song song . 
+ Trên mỗi trục có 1 tiêu điểm vật : 
 Trên trục chính : tiêu điểm vật chính F 
 Trên trục phụ : tiêu điểm vật phụ F n ( n = 1, 2, 3,) 
+ Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục nằm đối xứng với nhau qua quang tâm O. 
 Tiêu diện : Là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính . 
 Mỗi thấu kính có 2 tiêu diện : tiêu diện ảnh và tiêu diện vật . 
F 
F’ 
O 
Chiều truyền ánh sáng 
Tiêu diện ảnh 
Tiêu diện vật 
2) Tiêu cự . Độ tụ 
là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm chính của thấu kính . 
Đối với thấu kính hội tụ : f > 0 ( ứng với tiêu điểm ảnh F’ thật ) 
b. Độ tụ : 
D = 
1 
f 
Thấu kính có khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh khi f càng nhỏ . 
(m) 
( dp ): điốp 
f = OF’= OF 
a. Tiêu cự : 
III. KHẢO SÁT THẤU KÍNH PHÂN KÌ 
 Quang tâm của thấu kính phân kì có cùng tính chất như quang tâm của thấu kính hội tụ . 
O 
Trục phụ 
Trục chính 
1) Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện 
 Các tiêu điểm và tiêu diện ( ảnh và vật ) cũng được xác định tương tự như thấu kính hội tụ . Điểm khác biệt là : tất cả chúng đều ảo ( được tạo bởi đường kéo dài của tia sáng ) 
O 
 
F’ 
 
F 
O 
 
F’ 
 
 F 
F’ 1 
F 1 
2) Tiêu cự . Độ tụ 
Đối với thấu kính phân kì : f < 0 ( ứng với tiêu điểm ảnh F’ ảo ) 
f = OF’= OF 
(m) 
D = 
1 
f 
( dp ): điốp 
a. Tiêu cự : 
b. Độ tụ : 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
1) Khái niệm ảnh và vật trong quang học 
* Ảnh : 
+ Là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng . 
+ Ảnh điểm là : - Thật nếu chùm tia ló hội tụ . 
 - Ảo nếu chùm tia ló phân kỳ . 
* Vật : 
+ Là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng . 
+ Vật điểm là : 
 - Thật nếu chùm tia tới phân kỳ . 
 - Ảo nếu chùm tia tới hội tụ . 
1. Tia qua quang taâm O thì ñi thaúng 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
Sử dụng hai trong 4 tia sau : 
2. Tia tôùi song song vôùi truïc chính , tia loù töông öùng ( hoaëc ñöôøng keùo daøi ) ñi qua tieâu ñieåm aûnh chính F’. 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
3.Tia tôùi ( hoaëc ñöôøng keùo daøi ) qua tieâu ñieåm vaät chính F , tia loù song song vôùi truïc chính . 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F’ p 
I 
I 
S 
S 
F’ p 
4. Tia tôùi song song vôùi truïc phuï , tia loù töông öùng ( hoaëc ñöôøng keùo daøi ) ñi qua tieâu ñieåm aûnh phuï F’ p . 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
 Xeùt moät vaät nhoû , phaúng AB ñöôïc ñaët vuoâng goùc vôùi truïc chính . Giaû söû A ôû treân truïc chính . 
F’ 
F 
O 
A 
B 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
 Böôùc 1: Xaùc ñònh aûnh B’ cuûa B baèng caùch töø B veõ ñöôøng ñi cuûa hai trong caùc tia tia saùng ñaëc bieät . Aûnh B’ laø giao ñieåm cuûa caùc tia loù 
F’ 
F 
O 
A 
B 
B’ 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
 Böôùc 2: Töø B’ haï ñöôøng thaúng goùc xuoáng truïc chính taïi A’  ta thu ñöôïc aûnh A’B’ cuûa vaät AB 
F’ 
F 
O 
A 
B 
A’ 
B’ 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 2) Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
 Ñoái vôùi thaáu kính hoäi tuï . 
 Khi vaät thaät A 1 B 1 ngoaøi tieâu cöï vaät (OF)  aûnh thaät A’ 1 B’ 1 ngöôïc chieàu vôùi vaät 
F’ 
F 
O 
A 1 
B 1 
A’ 1 
B’ 1 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính 
 Ñoái vôùi thaáu kính hoäi tuï . 
 Khi vaät thaät A 2 B 2 ôû trong tieâu cöï vaät (OF)  aûnh aûo A’ 2 B’ 2 , lôùn hôn vaø cuøng chieàu vôùi vaät . 
F’ 
O 
A’ 2 
B’ 2 
F 
B 2 
A 2 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính 
 Ñoái vôùi thaáu kính hoäi tuï . 
 Khi vaät ôû tieâu ñieåm vaät  aûnh ôû xa voâ cöïc 
F 
O 
A 
B 
O 
F’ 
A  
B  
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính 
 Ñoái vôùi thaáu kính phaân kì . 
 Vaät thaät luoân luoân cho aûnh aûo , cuøng chieàu , nhoû hôn vaät vaø naèm trong khoaûng tieâu cöï aûnh (OF’) 
O 
A 
B 
A’ 
B’ 
F’ 
F 
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 
 3) Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính 
 Trong ñoù 
 f : Tieâu cöï cuûa thaáu kính (m). 
 d : Khoaûng caùch töø vaät ñeán thaáu kính (m). 
 d’ : Khoaûng caùch töø aûnh ñeán thaáu kính (m) . 
F’ 
F 
O 
A 
B 
A’ 
B’ 
d 
d’ 
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH 
 1) Công thức xác định vị trí ảnh 
 Vôùi qui öôùc daáu : 
 d > 0 vôùi vaät thaät , d < 0 vôùi vaät aûo 
 d’ > 0 vôùi aûnh thaät , d’ < 0 vôùi aûnh aûo . 
 f > 0 vôùi thaáu kính hoäi tuï . 
 f < 0 vôùi thaáu kính phaân kì . 
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH 
 1) Công thức xác định vị trí ảnh 
hay 
F’ 
F 
O 
A 
B 
A’ 
B’ 
V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH 
 2) Công thức xác định số phóng đại ảnh 
 k > 0 : AÛnh vaø vaät cuøng chieàu 
 k < 0 : AÛnh vaø vaät ngöôïc chieàu 
  k  > 1 : AÛnh lôùn hôn vaät 
  k  < 1 : AÛnh nho û hôn vaät 
vôùi 
Khắc phục các tật của mắt ( cận , viễn , lão ). 
Kính lúp . 
Máy ảnh , máy ghi hình . 
Kính hiển vi. 
Kính thiên văn , ống nhòm . 
Đèn chiếu . 
Máy quang phổ . 
VI. CÔNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH 
 Mọi tia sáng qua quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng . 
Tóm tắt kiến thức 
 Tia tới song song với trục của thấu kính sẽ cho tia ló truyền qua 
(hay có đường kéo dài của tia ló qua) tiêu điểm ảnh trên trục đó . 
 Tia tới (hay đường kéo dài của nó ) qua tiêu điểm vật trên trục 
sẽ cho tia ló song song với trục đó . 
 Hai tiêu điểm vật và ảnh nằm đối xứng nhau qua quang tâm . 
 Mỗi thấu kính có hai tiêu diện ảnh và vật là hai mặt phẳng vuông 
 góc với trục chính và đi qua các tiêu điểm chính . 
 Tiêu cự : f = OF’; độ tụ : D = . (TKHT: f > 0; D > 0. TKPK: f < 0; D < 0) 
1 
f 
 Công thức về thấu kính : + = ; k = - 
f 
1 
1 
1 
d’ 
d 
d 
d’ 
Caâu 1 
Nhìn qua moät thaáu kính hoäi tuï , ta thaáy aûnh cuûa vaät thì aûnh ñoù . 
A. luoân nhoû hôn vaät . 
B. luoân lôùn hôn vaät . 
C. Coù theå lôùn hôn hay nhoû hôn vaät . 
D. luoân ngöôïc chieàu vôùi vaät . 
CUÛNG COÁ 
 Choïn phöông aùn ñuùng 
Caâu 2 
Quan saùt aûnh cuûa moät vaät qua moät thaáu kính phaân kyø : 
A. ta thaáy aûnh lôùn hôn vaät 	 
B. ta thaáy aûnh nhoû hôn vaät 
C. coù theå lôùn hôn hay nhoû hôn vaät 
D. luoân ngöôïc chieàu vôùi vaät 
CUÛNG COÁ 
 Choïn phöông aùn ñuùng 
Caâu 3 
A. AÛnh cho bôûi thaáu kính hoäi tuï luoân lôùn hôn vaät 
B. AÛnh cho bôûi thaáu kính phaân kyø luoân lôùn hôn vaät 
C. Vôùi thaáu kính hoäi tuï , vaät thaät luoân cho aûnh thaät . 
D. Vôùi thaáu kính phaân kyø , vaät thaät luoân cho aûnh aûo . 
CUÛNG COÁ 
 Choïn phöông aùn ñuùng 
Caâu 4 
Vôùi moät thaáu kính : 
A. Soá phoùng ñaïi k >1	 
B. Soá phoùng ñaïi k <1 
C. Soá phoùng ñaïi k  1	 
D. Soá phoùng ñaïi k >1 hoaëc k=1 
CUÛNG COÁ 
 Choïn phöông aùn ñuùng