Bài 45. ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH PHÂN KÌ

A- KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì :

2. Cách dựng ảnh :

- Dựng ảnh của một điểm sáng S tạo bởi thấu kính phân kì:

Từ điểm sáng S, dựng hai trong ba tia sáng đặc biệt đến thấu kính. Giao điểm của hai tia ló kéo dài chính là ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính.

- Dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính phân kì : tương tự như cách dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ.

Chú ý : Tia ló kéo dài và ảnh A'B' phải được biểu diễn bằng nét đứt.

B – HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì. Đặt màn hứng ở sát thấu kính. Từ từ dịch chuyển màn ra xa thấu kính và quan sát xem có thu được ảnh ở trên màn hay không. Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự như trên, ta vẫn không thu được ảnh trên màn. Vậy với mọi vị trí đặt vật, ta đều không thu được ảnh của vật trên màn.

C2. Muốn quan sát được ảnh của một vật qua thấu kính phân kì, ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì là ảnh ảo, cùng chiều với vật.

C3. Muốn dựng ảnh của vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, ta làm như sau :

Vật sáng là tập hợp của vô số điểm sáng nên muốn dựng ảnh của một vật sáng, ta chỉ cần dựng ảnh của những điểm đặc biệt trên vật, sau đó nối chúng lại với nhau.

+ Dùng hai trong ba tia sáng đặc biệt đã học, dựng ảnh B' của điểm B; B' là điểm đồng quy của hai tia ló kéo dài.

+ Từ B' hạ đường vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A'. A' là ảnh của điểm A. Vậy A'B' là ảnh của AB qua thấu kính.

C4. a) Dựng ảnh của AB tạo bởi thấu kính (Hình 45.1).

- Từ B dựng tia đi song song với $\Delta$ tới thấu kính tại điểm I, tia ló (1) sẽ có phương đi qua tiêu điểm phía trước thấu kính.

- Từ B dựng tia đi qua quang tâm O, tia ló (2) tiếp tục truyền thẳng không đổi hướng.

Tia ló (1) kéo dài và tia ló (2) cắt nhau tại B' ở phía trước thấu kính. B' là ảnh của điểm B. Từ B' hạ đường vuông góc với $\Delta$, cắt $\Delta$ tại A', là ảnh của điểm A. A'B' là ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì.

b) Ảnh A'B' luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính vì:

Khi tịnh tiến vật AB trên trục chính của thấu kính, tia BI tới thấu kính là không đổi vì vậy tia ló (1) cũng không đổi. Do đó tia ló (2) luôn cắt tia ló (1) kéo dài tại B' nằm trong đoạn FI, có nghĩa là ảnh A'B' luôn nằm trong khoảng tiêu cự.

C5. d = 8 cm mà f = 12 cm có nghĩa là vật nằm trong khoảng tiêu cự.

a) L là thấu kính hội tụ (Hình 45.2).

A'B' tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh ảo, lớn hơn vật.

b) L là thấu kính phân kì (Hình 45.3).

A'B' tạo bởi thấu kính phân kì là ảnh ảo, nhỏ hơn vật.

C6. Ảnh ảo ở thấu kính hội tụ và phân kì:

Để nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì, ta đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, lớn hơn vật so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ. Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính phân kì.

C7. a) Tính h' và d' trên hình 45.2.

Xét $\Delta$OB'F' đồng dạng với $\Delta$BB'I, ta có hệ thức :

Xét $\Delta$OA'B' đồng dạng với $\Delta$OAB, ta có hệ thức :

Kết hợp (1) và (2) ta tính được h' = 3h = 1,8 cm và d = 24 cm.

b) Tính h' và d' trên hình 45.3.

Xét hai tam giác đồng dạng : tam giác FB'O đồng dạng với tam giác IB'B; tam giác OA'B' đồng dạng với tam giác OAB.

Viết các hệ thức đồng dạng, từ đó tính được h' = 0,36 cm, OA' = 4,8 cm.

C8. Bạn Đông bị cận thị nặng, nếu bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn lúc đang đeo kính, vì kính bạn đeo là loại thấu kính phân kì. Khi nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì tức là ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính.

44-45.3. Hình 45.4.

a) Thấu kính đã cho là thấu kính phân kì vì các tia ló ra khỏi thấu kính ngày càng đi xa $\Delta$.

b) Xác định ảnh S' và điểm sáng S

- Tia ló (2) là tia đi qua quang tâm, ta kéo dài tia (2) về phía trước thấu kính, nó cắt tia (1) kéo dài tại S' là ảnh của S.

- Tia (1) là tia ló có phương đi qua tiêu điểm F, vậy tia tới của nó phải là tia đi song song với $\Delta$. Vậy từ I dựng tia song song với $\Delta$ cắt tia (2) kéo dài tại S, là điểm sáng cần tìm.

44-45.4. Hình 45.5.

a) Dựng ảnh : Tương tự cách dựng ảnh ở câu C4.

b) Tính h' và d' theo h và f.

Ta có $\Delta$BB'I = $\Delta$AB'O ⇒ B'B = B'O.

Xét $\Delta$ABO có A'B' // AB và B là trung điểm của BO

⇒ AA' = A'O

⇒ A'B' = $\large \frac{1}{2}$AB và OA' = $\large \frac{1}{2}$OA

Vậy h' = $\large \frac{1}{2}$h; và d' = $\large \frac{1}{2}$d = $\large \frac{f}{2}$

44-45.11. D.

44-45.12. B.

44-45.13. B.

44-45.14. a - 4; b - 3; c - 2; d - 1.

44-45.15. a - 4; b - 3; c - 1; d - 2.

C- BÀI TẬP BỔ SUNG

45a. Hình 45.6 biểu diễn đường truyền của tia SI qua thấu kính phân kì. Hãy cho biết tia nào là tia ló của tia SI? Vì sao?

45b. Hình 45.7 biểu diễn tia sáng SI tới thấu kính phân kì theo phương bất kì. Hãy vẽ tiếp tia ló của tia SI. Nêu rõ cách vẽ.

HƯỚNG DẪN GIẢI

45a. Tia (1) là tia ló của tia tới SI vì SI là tia đi song song với trục chính của thấu kính phân kì thì tia ló sẽ có phương đi qua tiêu điểm phía trước thấu kính.

45b. Hình 45.1G.

Gợi ý:

- Lấy một điểm sáng B bất kì trên SI.

- Dựng ảnh B' của B.

- Nối IB' kéo dài ra phía sau thấu kính ta có IX là tia khúc xạ cần tìm.