Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 29: Thấu kính mỏng - Lê Thông Huy

Giáo sinh : L ê Thơng Huy  Giáo viên hướng dẫn :  Nguyễn Thị Kim Ánh 
Giáo án điện tử 
Chương VII 
MẮT 
CÁC DỤNG CỤ QUANG 
THẤU KÍNH MỎNG 
BÀI 29: 
Thấu kính . Phân loại thấu kính . 
Khảo sát thấu kính hội tụ . 
Khảo sát thấu kính phân kì . 
Sự tạo ảnh bởi thấu kính . 
Các công thức thấu kính . 
Công dụng của thấu kính . 
I.Thấu kính.Phân loại thấu kính . 
 Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc bởi một mặt cầu và một mặt phẳng . 
 TK lồi (TK rìa mỏng ) 
TK lõm (TK rìa dày ) 
TKHT 
TKPK 
TKHT 
TKPK 
II.1/ Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện . 
 II. Khảo sát thấu kính hội tụ 
a) Quang tâm O . 
O là điểm chính giữa thấu kính . 
Đường thẳng qua O và vuông góc với mặt TK là trục chính của TK . 
Các đường thẳng khác qua O ( không trùng với trục chính ) là trục phụ . 
O 
 Mọi tia tới qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng . 
(L) 
II.1/ Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện . 
b) Tiêu điểm . Tiêu diện 
 Chùm tia tới song song , qua TKHT thì hội tụ tại 1 điểm . Điểm này là tiêu điểm ảnh của TK. 
 Tiêu điểm ảnh 
F’ 
F’ 1 
O 
(L) 
 F’ n là giao điểm của trục phụ và đường thẳng vuông góc với trục chính đi qua F’ 
 Tiêu điểm ảnh của TKHT là tiêu điểm ảnh thật . 
 Tiêu điểm ảnh phụ ( F’ n ), F’ n thuộc trục phụ . (n = 1; 2;) 
 Tiêu điểm ảnh chính ( F’ ), F’ thuộc trục chính . 
Điểm đối xứng với tiêu điểm ảnh qua O là tiêu điểm vật của thấu kính . 
Tiêu điểm vật chính ( F ). F thuộc trục chính . 
Tiêu điểm vật phụ ( F n ). (n = 1; 2; ) 
II.1/ Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện . 
b) Tiêu điểm . Tiêu diện . 
 Tiêu điểm v ật 
O 
F 
F 1 
F’ 
F’ 1 
 Chùm tia tới xuất phát từ F ( hoặc F n ) truyền đến thấu kính thì cho chùm tia ló song song . 
(L) 
 F n là giao điểm của trục phụ với đường thẳng qua F vuông góc trục chính . 
 Vị trí của tiêu điểm ảnh hoặc tiêu điểm vật phụ thuộc vào chiều truyền ánh sáng 
F 
F 
F 
(L) 
O 
F 
(L) 
O 
F’ 
F’ 
 Theo chiều truyền ánh sáng , tiêu điểm ảnh của TKHT nằm phía sau TK, tiêu điểm vật nằm phía trước TK. 
	 Tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính . 
II.1/ Quang tâm . Tiêu điểm . Tiêu diện . 
b) Tiêu điểm . Tiêu diện . 
 Tiêu diện 
(L) 
O 
F 
Aùnh sáng 
F’ 
F 1 
F 1 ’ 
Tiêu diện ảnh 
Tiêu diện vật 
II.2/ Tiêu cự . Độ tụ 
 Tiêu cự : f 
Quy ước : Với TKHT thì f > 0 
 Độ tụ : D 
Vơí 
f tính bằng mét ( m ) 
D tính bằng điôp ( dp ) 
 Thấu kính có f càng nhỏ thì khả năng làm hội tụ chùm tia sáng càng mạnh ( D càng lớn ) 
TKHT: D > 0 
F’ 
F 
(L) 
O 
f 
III- KHẢO SÁT THẤU KÍNH PHÂN KÌ 
_ Quang tâm của thấu kính phân kì cĩ 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 
III. Khảo sát thấu kính phân kỳ 
O 
F 
O 
F’ 
Tiêu diện ảnh 
Tiêu diện vật 
F 
F’ 
III. Khảo sát thấu kính phân kỳ 
 Các tiêu điểm và tiêu diện của thấu kính phân kì đều ảo . 
Với TKPK : 
 Tiêu cự : 
 Độ tụ : 
 Theo chiều truyền ánh sáng , tiêu điểm ảnh của TKPK nằm phía trước TK, tiêu điểm vật nằm phía sau TK. 
Nằm trên trục chính 
Thấu kính hội tụ 
Thấu kính phân kì 
 Nằm phía tia lĩ . 
  Nằm phía tia tới 
E 
O 
F’ 
O 
F’ 
Tiêu điểm ảnh chính 
IV . Sự tạo ảnh bởi thấu kính 
IV.1/ Khái niệm ảnh và vật trong quang học 
 Aûnh điểm là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng 
a/ Khái niệm ảnh 
 Một ảnh điểm là : 
 	 thật ( hứng được trên màn ) nếu chùm tia ló là chùm hội tụ . 
	 ảo ( không hứng được trên màn ) nếu chùm tia ló là chùm phân kì . 
F 
(L) 
O 
O 
IV.1/ Khái niệm ảnh và vật trong quang học 
b/ Khái niệm vật 
 Vật điểm là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng . 
 Một vật điểm là : 
 	 thật ( trước thấu kính ) nếu chùm tia tới là chùm phân kì . 
	 ảo ( sau thấu kính ) nếu chùm tia tới là chùm hội tụ . 
(L) 
O 
(L) 
O 
Vật ảo 
Vật thật 
F’ 
F 
O 
S 
x 
y 
S’ 
S 
S’ 
F 
F’ 
VD : 
IV.2/ Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
a/ Đường đi của các tia sáng qua thấu kính . 
 Tia tới qua quang tâm O thì đi thẳng . 
 Tia tới // với trục chính thì tia ló ( hoặc đường kéo dài ) đi qua F’ 
 Tia tới hoặc đường kéo dài của tia tới qua F thì tia ló // trục chính . 
F’ 
F 
F’ 
F 
(L) 
O 
O 
(L’) 
Tia đặc biệt 
Vẽ trục phụ song song với tia tới SI. 
F’ 
F 
O 
F’ 
F 
O 
F’ 1 
I 
I 
S 
S 
F’ 1 
ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH 
	 2. Cách vẽ tia lĩ ứng với một tia tới bất kì 
Vẽ tiêu diện ảnh , cắt trục phụ nĩi trên tại một tiêu điểm phụ là F’ 1 . Từ I vẽ tia lĩ đi qua F’ 1 
IV.2/ Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 
b/ Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng . 
 Điểm sáng S đặt ngoài trục chính . 
Cách xác định ảnh : Vẽ 2 trong 3 tia đặc biệt . 
 Vẽ tia tới qua đi O, truyền thẳng . 
 Vẽ tia tới song song trục chính tia ló(hoặc đường kéo dài của tia ló)qua F’. 
Ví dụ : 
 Điểm sáng S đặt trên trục chính . 
F’ 
(L) 
O 
 Vẽ tia tới qua đi O , truyền thẳng . 
 Vẽ tia tới bất kì . 
 Vẽ trục phụ // với tia tới bất kì đó . 
 Vẽ đường thẳng đi qua F’ vuông góc với trục chính cắt trục phụ tại tiêu điểm ảnh phụ F’ 1 
 Vẽ tia ló đi qua F’ 1 ( hoặc có đường kéo dài qua F’ 1 ) cắt trục chính tại S’ là ảnh của S . 
F 
F’ 
1 
Bước 1: Vẽ đường đi của hai trong các tia sáng đặc biệt . Ảnh B’ là giao điểm của các tia lĩ 
F’ 
F 
O 
A 
B 
B’ 
 XÁC ĐỊNH ẢNH BẰNG CÁCH VẼ ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG 
 Bước 2: Từ B’ hạ đường thẳng gĩc 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 
 Aûnh 
thật 
IV.3/ Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính . 
Vật ngoài OF 
Vật trong OF 
vật 
< vật : Vật ngoài FI 
= vật : Vật tại I 
> vật : Vật trong FI 
Aûnh ảo 
vật 
Luôn > vật 
 Aûnh luôn luôn ảo 
 Aûnh < vật 
 Aûnh cùng chiều so với vật 
 Vật tại F ‘ ảnh = ½ vật . 
TKHT 
TKPK 
Nhận xét : 
Vật và ảnh cùng chiều thì trái tính chất . 
Vật và ảnh cùng tính chất thì trái chiều . 
V. Công thức thấu kính 
 Đặt : 
 Quy ước : 
 Vật thật : d > 0 
 Vật ảo : d < 0 
 Aûnh thật : d’ > 0 
 Aûnh ảo : d’ < 0 
d = OA 
d’=OA’ 
  OA’B’ đồng dạng  OAB : 
  F’A’B’ đồng dạng  F’OI : 
So sánh (1) và (2) : 
B 
O 
F 
F’ 
A’ 
A 
B’ 
I 
2) Cơng thức thấu kính : 
B 
O 
F 
F’ 
A’ 
A 
B’ 
Chia 2 vế cho dd’f : 
V.1/ Công thức xác định vị trí ảnh 
(1) 
V. Công thức thấu kính 
(2) 
(3) 
V.2/ Công thức xác định số phóng đại ảnh 
(4) 
k : Số phóng đại ảnh . 
 Nếu k > 0 : vật và ảnh cùng chiều , 	 khác tính chất . 
 Nếu k < 0 : vật và ảnh ngược chiều , 	 cùng tính chất . 
V. Công thức thấu kính 
 Bài tập ví dụ 
Đề bài : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB đặt trước thấu kính . Xác định vị trí , tính chất của ảnh trong hai trường hợp : 
a/ Vật đặt cách thấu kính 30 cm. 
b/ Vật đặt cách thấu kính 10 cm . 
Tóm tắt : 
 f = 20cm 
a/ d = 30cm 
b/ d = 10cm 
d’ = ? 
Bài giải 
a/ 
Aûnh cách thấu kính 60cm, là ảnh thật , ngược chiều vật . 
b/ 
Aûnh cách thấu kính 20cm, là ảnh ảo , cùng chiều vật . 
 VD2: 
 Vật sáng AB vuơng gĩc với trục chính của thấu kính cho ảnh ngược chiều lớn gấp 4 lần AB và cách AB 100cm. Tiêu cự của thấu kính là : 
A.25cm.	 
B. 16cm.	 
C. 20cm.	 
D. 40cm. 
Kính khắc phục các tật của mắt ( cận , viễn , lão ); 
VI.Công dụng của thấu kính 
Thấu kính được dùng làm : 
Kính lúp 
Kính hiển vi 
Kính thiên văn , ống n hịm .  
Đèn chiếu  
Máy quang phổ . 
Máy ảnh 
ÔN TẬP 
 Đường đi của tia sáng qua TK 
 Cách dựng ảnh tạo bởi TK 
 Các trường hợp tạo ảnh bởi TK 
 Các công thức TK 
Bài tập về nhà 
Làm tất cả các bài tập trang 189 và 190 Sgk 
CHÀO TẠM BIỆT ! 
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT!!!