Bài 44. THẤU KÍNH PHÂN KÌ

A- KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Nhận biết được thấu kính phân kì.

Có hai cách nhận biết :

- Dựa vào đặc điểm bên ngoài : Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Thấu kính phân kì có phần rìa dày hơn phần giữa (còn gọi là thấu kính lõm).

- Dựa vào tác dụng của thấu kính đối với chùm tia sáng song song : Chiếu một chùm sáng song song đến thấu kính, nếu chùm tia ló là chùm sáng phân kì thì đó là thấu kính phân kì. Thực tế, chỉ cần đưa thấu kính ra hứng chùm tia sáng mặt trời hoặc ánh sáng của ngọn đèn đặt xa thấu kính, nếu phía bên kia thấu kính xuất hiện một vùng sáng rộng thì đó là thấu kính phân kì.

2. Đường truyền của hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì được biểu diễn trên hình 44.1.

- Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.

- Tia tới song song với trục chính thì tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.

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

C1. Có thể nhận biết thấu kính hội tụ bằng một trong ba cách sau:

– Dùng tay nhận biết độ dày phần rìa và độ dày phần giữa của thấu kính. Thấu kính nào có phần rìa mỏng hơn phần giữa thì đó là thấu kính hội tụ.

- Dùng thấu kính hứng ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng ngọn đèn đặt ở xa lên một màn hứng. Nếu chùm sáng hội tụ trên màn hứng thì đó là thấu kính hội tụ.

- Dùng thấu kính đưa lại gần dòng chữ trên trang sách. Nhìn qua thấu kính, nếu thấy hình ảnh dòng chữ to hơn so với dòng chữ đó khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ.

C2. Thấu kính phân kì có độ dày phần rìa lớn hơn phần giữa, ngược hẳn với thấu kính hội tụ. Thấu kính phân kì còn được gọi là thấu kính có rìa dày.

C3. Chùm tia tới song song tới thấu kính cho ta chùm tia ló phân kì nên người ta gọi thấu kính đó là thấu kính phân kì.

C4. Trong ba tia sáng tới thấu kính phân kì, có tia ở giữa đi qua thấu kính tiếp tục đi thẳng không bị đổi hướng. Có thể dùng thước thẳng để kiểm tra dự đoán này.

C5. Trong thí nghiệm ở hình 44.1 SGK, nếu kéo dài các tia ló, chúng sẽ gặp nhau tại một điểm nằm trên trục chính, cùng phía với chùm tia tới. Có thể dùng thước thẳng để kiểm tra dự đoán đó.

C6. Biểu diễn chùm tia tới và tia ló trong thí nghiệm trên hình 44.2

Chùm tia khúc xạ kéo dài gặp nhau tại F trên trục chính.

C7. Hình 44.3.

- Tia (1) đi song song với trục chính tới thấu kính tại I, tia ló sẽ có phương đi qua tiêu điểm F (ở phía trước thấu kính). Dùng nét đứt nối IF, kéo dài về phía sau thấu kính ta có tia ló (1').

- Tia (2) tới thấu kính qua quang tâm O truyền thẳng không đổi hướng. Tia ló (2') trùng hướng tia tới.

C8. Để nhận biết được kính cận là loại kính hội tụ hay phân kì, ta làm một trong ba cách sau:

Cách 1: Dùng tay nhận biết độ dày phần rìa và phần giữa của mắt kính. Nếu phần rìa của mắt kính mỏng hơn phần giữa thì đó là thấu kính hội tụ. Nếu phần rìa dày hơn phần giữa thì đó là thấu kính phân kì.

Cách 2 : Đặt thấu kính ngay gần dòng chữ trên trang sách. Nếu thấy hình ảnh dòng chữ nhỏ hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính phân kì. Nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ to hơn dòng chữ khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ.

Cách 3: Đưa kính ra hứng ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng ngọn đèn trên trần lên một tờ giấy. Nếu trên tờ giấy sau mắt kính, xuất hiện một chấm sáng thì đó là thấu kính hội tụ ; nếu xuất hiện một vầng sáng thì đó là thấu kính phân kì.

Chú ý: Vì độ dày của mắt kính nhỏ nên dùng tay khó so sánh được độ dày của phần rìa và phần giữa của mắt kính. Thông thường người ta sử dụng cách 2 và cách 3 để nhận biết.

C9. Thấu kính phân kì có những đặc điểm ngược hẳn với thấu kính hội tụ:

- Phần rìa của thấu kính phân kì dày hơn phần giữa ;

- Chùm sáng tới song song với trục chính của thấu kính phân kì, cho ta chùm tia ló phân kì ;

- Khi để thấu kính vào gần dòng chữ trên trang sách, nhìn qua thấu kính ta thấy hình ảnh dòng chữ bé đi so với khi nhìn trực tiếp.

44-45.1. Hình 44.4.

a) Dựng ảnh S' của S:

- Từ S, dựng tia song song với $\Delta$ tới thấu kính tại điểm I. Tia ló có phương đi qua tiêu điểm F phía trước thấu kính nên ta dùng nét đứt nối I với F.

- Từ S dựng tia đi qua quang tâm O, tia ló đi thẳng.

Hai tia ló cắt nhau tại S' là ảnh của S.

b) S' là ảnh ảo của S tạo bởi thấu kính hội tụ vì nó là giao điểm của chùm tia ló kéo dài.

44-45.2. Hình 44.5.

a) S là ảnh ảo vì nó nằm cùng chiều, cùng phía với S so với $\Delta$ của thấu kính.

b) Thấu kính đã cho là thấu kính phân kì vì ảnh ảo nhỏ hơn vật.

c) Xác định quang tâm O và F, F'.

- Vì tia đi qua quang tâm là tia đi thẳng không đổi hướng nên ta nối S với S' kéo dài sẽ cắt $\Delta$ tại O là quang tâm của thấu kính.

- Từ O hạ đường vuông góc với $\Delta$, đó chính là vị trí đặt thấu kính. Từ S dựng tia đi song song tới thấu kính tại điểm I. Dùng nét đứt nối I với S', cắt $\Delta$ tại F. Lấy OF' = OF ta có hai tiêu điểm F, F'.

44-45.5. a - 2; b - 4; c - 1; d - 3.

44-45.6. B.

44-45.7. A.

44-45.8. D.

44-45.9. B.

44-45.10. A.

C – BÀI TẬP BỔ SUNG

44a. Cho một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính phân kì như hình 44.6. Bằng kiến thức đã học, hãy nêu cách dựng ảnh của điểm sáng đã cho qua thấu kính đó

44.b. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính phân kì như hình 44.7. Hãy dựng ảnh A'B' của vật AB tạo bởi thấu kính đó. Nêu rõ cách vẽ và nhận xét đặc điểm của ảnh A'B'.

HƯỚNG DẪN GIẢI

44a. Hình 44.1G.

Gợi ý:

- Từ S dựng vật SA vuông góc với A.

- Dựng ảnh A' của điểm A.

- Từ A' hạ đường vuông góc với $\Delta$, cắt $\Delta$ tại S' là ảnh của điểm S.

44b. Hình 44.2G.

Gợi ý:

- Dựng ảnh A'của A và B' của B.

- Nối A'B' ta có ảnh của vật AB.

Chú ý: Vật AB vuông góc với $\Delta$ thì ảnh A'B' cũng vuông góc với $\Delta$.