Bài 32. KÍNH LÚP
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Tổng quát về các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt
Các dụng cụ quang đều có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng này là số bội giác được định nghĩa như sau:
G = $\large \frac{\alpha }{\alpha _{0}}$ $\approx$ $\large \frac{tan\alpha }{tan\alpha _{0}}$ (góc nhỏ)
Trong đó: $\alpha$ là góc trông ảnh qua kính; $\alpha _{0}$ là góc trông vật có giá trị lớn nhất được xác định trong từng trường hợp.
Có hai nhóm:
- Các dụng cụ quan sát vật nhỏ gồm kính lúp, kính hiển vi,...
- Các dụng cụ quan sát vật ở xa gồm kính thiên văn, ống nhòm...
II. Công dụng và cấu tạo của kính lúp
- Kính lúp là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ.
- Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ (hay một hệ ghép tương đương với một thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (vài centimet).
III. Sự tạo ảnh bởi kính lúp
- Ảnh qua kính lúp là ảnh ảo nên vật cần quan sát đặt từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F.
- Cách quan sát và điều chỉnh để ảnh ảo A'B' của vật AB cần quan sát hiện trong khoảng nhìn rõ của mắt gọi là cách ngắm chừng (khi ngắm chừng ở điểm cực viễn thì mắt đỡ mỏi).
IV. Số bội giác của kính lúp
Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực:
.png)
B. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Trình bày được cấu tạo của kính lúp, biết được đặc điểm ảnh của vật qua kính lúp và nêu được tác dụng của kính lúp.
2. Cần hiểu được thế nào là cách ngắm chừng, từ đó trình bày được thế nào là ngắm chừng ở cực cận, cực viễn. Cũng cần lưu ý là ngắm chừng ở vô cực là trường hợp riêng của ngắm chừng ở cực viễn khi điểm cực viễn ở vô cực.
3. Định nghĩa và nêu được biểu thức định nghĩa số bội giác. Viết và vận dụng các công thức tính số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực.
4. Phân biệt sự khác nhau giữa số bội giác và số phóng đại ảnh.
5. Cần rèn luyện kĩ năng tính toán xác định các đại lượng liên quan đến việc sử dụng kính lúp. Đặc biệt chú ý phần thứ 9 đã trình bày trong một số vấn đề cần lưu ý của bài Mắt.
C. ĐỀ BÀI TẬP
Chọn đáp án đúng.
Bài 1
Kính lúp là:
A. thấu kính hội tụ tiêu cự vài milimet để quan sát vật.
B. thấu kính hội tụ tiêu cự vài mm để quan sát vật nhỏ.
C. thấu kính hội tụ tiêu cự vài mm để quan sát vật ở xa.
D. hệ thống hai thấu kính hội tụ để quan sát vật ở xa.
Bài 2
Đ: Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt.
f: Tiêu cự của kính lúp.
Trong các trường hợp sau, ở trường hợp nào số bội giác của kính lúp có giá trị .png)
I. Mắt ngắm chừng ở vô cực.
II. Mắt ngắm chừng ở điểm cực cận.
III. Mắt đặt sát kính lúp.
IV. Mắt đặt ở tiêu điểm ảnh của kính lúp.
A. I
B. II
C. III
D. I và IV
Bài 3
Số bội giác G và số phóng đại k của kính lúp có trị số:
A. G > 1, k > 1
B. G < 1, k < 1
C. G > 1, k > 0
D. G < 1, k < 0
Bài 4
Một người cận thị chỉ nhìn được các vật cách mắt từ 10cm đến 150cm, sử dụng kính lúp có tiêu cự 2cm. Tính phạm vi ngắm chừng, biết rằng mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính.
Bài 5
Một người cận thị chỉ nhìn được các vật cách mắt từ 15cm đến 50cm, sử dụng kính lúp có tiêu cự 5cm. Mắt đặt sát sau kính. Hỏi số bội giác của kính thay đổi trong khoảng nào?
Bài 6
Một quan sát viên có mắt bình thường, với khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 25cm, dùng một kính lúp có tiêu cự 6cm để quan sát một vật nhỏ. Tính số bội giác của kính khi mắt đặt sát sau kính 2cm và vật đặt cách mắt 7cm.
Bài 7
Một người cận thị có giới hạn nhìn rõ từ 15cm đến 50cm. Người này quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự 5cm, mắt đặt cách kính 10cm. Năng suất phân li của mắt người này là 1'. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm trên vật mà mắt người này còn phân biệt được khi quan sát qua kính ở trạng thái điều tiết mạnh nhất.
C. HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 1. B
Bài 2. D
Bài 3. A
Bài 4
Ngắm chừng ở $C_{c}$:
$d_{c}$ = $\large \frac{d'_{c}.f}{d'_{c}-f}$ = $\large \frac{-8.2}{-8-2}$ = 1,6 cm
Ngắm chừng ở $C_{v}$:
$d_{v}$ = $\large \frac{d'_{v}.f}{d'_{v}-f}$ = $\large \frac{-148.2}{-148-2}$ = 1,97 cm
Vậy phạm vi ngắm chừng là từ 1,6 cm đến 1,97 cm.
Bài 5
+ Ngắm chừng ở $C_{c}$:
$d_{c}$ = $\large \frac{d'_{c}.f}{d'_{c}-f}$ = $\large \frac{-15.5}{-15-5}$ = 3,75 cm
Số bội giác:
$G_{c}$ = $k_{c}$ = - $\large \frac{d'_{c}}{d_{c}}$ = - $\large \frac{-15}{3,75}$ = 4
+ Ngắm chừng ở $C_{v}$:
$d_{v}$ = $\large \frac{d'_{v}.f}{d'_{v}-f}$ = $\large \frac{-50.5}{-50-5}$ = 4,55 cm
Số bội giác:
.png)
Vậy 3,3 $\leq$ G $\leq$ 4
Bài 6
Số bội giác:
.png)
Với: d' = $\large \frac{d.f}{d-f}$ $\left\{\begin{matrix} d=7-2=5cm\\ f'=6cm \end{matrix}\right.$
= -30 cm
K = $\large \frac{-d'}{d}$ = 6
⇒ G = 6.$\large \frac{25}{\mid 30\mid +2}$ = 4,69
Bài 7
Quan sát ở trạng thái điều tiết mạnh nhất ⇒ ảnh của vật qua kính ở $C_{c}$ có $\alpha \approx tan\alpha$ = $\large \frac{A'B'}{OC_{c}}$
Để mắt quan sát được rõ thì:
$\alpha \geq \alpha _{min}$
$\large \frac{A'B'}{OC_{c}}$ $\geq \alpha _{min}$ ⇒ A'B' $\geq$ $OC_{c}.\alpha _{min}$
mà A'B' = $k_{c}$.AB
⇒ $k_{c}$.AB $\geq$ $OC_{c}.\alpha _{min}$
⇒ $AB_{min}$ = $\large \frac{OC_{c}.\alpha _{min}}{k_{c}}$
.png)
$AB_{min}$ = 21,4$\mu$m