Chương: MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC.
**********
A. LÝ THUYẾT
1. Lăng kính là gì. Nêu tính chất của lăng kính. Thế nào là góc lệch D.
2. Viết các công thức lăng kính (vẽ hình).
3. Thấu kính là gì. Có bao nhiêu loại thấu kính.
4. Viết công thức tính tiêu cự và độ tụ (ghi đơn vị). Qui ước giá trị của tiêu cự và độ tụ.
5. Viết công thức xác định số phóng đại ảnh.
6. Trình bày đường đi của 3 tia sáng tới đặc biệt :
_ Tia tới qua quang tâm O.
_ Tia tới song song với trục chính.
_ Tia tới qua tiêu điểm vật chính F.
(Vẽ hình)
7. Trình bày đường đi của tia tới bất kì. (Vẽ hình).
8. Thế nào là sự điều tiết của mắt. Nêu sự điều tiết của mắt ở điểm cực cận và ở điểm cực viễn.
9. Thế nào là góc trông vật, năng suất phân li của mắt.
10. Trình bày đặc điểm của mắt cận , mắt viễn, mắt lão. Nêu cách khắc phục.
B. BÀI TẬP.
Các dạng bài tập:
1. Lăng kính.
2. Thấu kính + Ghép hệ thấu kính.
3. Các tật của mắt và cách khắc phục.
I. Lăng kính. (Ta chỉ xét lăng kính đặt trong không khí)
Công thức: sin i
1
= n.sin r
1
A= r
1
+ r
2
Một chùm tia sáng hẹp, đơn sắc chiếu vuông góc đến mặt trước C
của thấu kính thì cho chùm tia ló sát mặt sau. Tính n. Đs: n =
2
(Hv.1)
3.Một lăng kính có chiết suất n = 1,5 , góc chiết quang A .
Một chùm tia sáng hẹp, đơn sắc chiếu vuông góc đến mặt trước
của thấu kính thì cho chùm tia ló sát mặt sau. Tính A. Đs: A=42
0
. A
4. Một lăng kính có chiết suất n =
2
. Tiết diện thẳng của lăng kính là tam giác đều
∆ABC. Chiếu một tia sáng đến mặt AB và có tia ló ra ở AC với góc ló là i
2
= 45
0
. Tính
góc lệch giữa tia ló và tia tới ( vẽ hình) S
Đs: D = 30
0
B C
5. Chiếu một tia sáng tới vuông góc với mặt bên AB của một lăng kính có chiết suất n A
(hình vẽ). Tìm điều kiện của n để :
a) Xuất hiện tia ló ở mặt AC.
b) Xuất hiện tia phản xạ toàn phần ở mặt AC (∆ABC vuông cân tại B )
Đs: a)
2n <
b)
2n ≥
B C
k
AB
=
Hệ quả:
'
f f d
k
f d f
−
= =
−
Ảnh vật cùng chiều: k > 0 Ảnh vật ngược chiều k < 0
Ảnh lớn hơn vật :
1k >
Ảnh nhỏ hơn vật :
1k <
Dạng 1: Xác định các đại lượng f, D, k,d ,d
’
1. Một thấu kính có tiêu cự 12cm. Tìm độ tụ của thấu kính.
Đs:
25
3
±
2. Chứng minh các công thức sau:
'
'
'
_ Nếu cho ảnh ảo thì ảnh ảo luôn cùng chiều vật.
Thấu kính phân kì.
3. Vật thật AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự 20cm.
Khoảng cách từ vật đến thấu kính là d có thể thay đổi được. Hãy xác định tính chất , vị trí, chiều, độ lớn ảnh và vẽ
hình kiểm chứng trong mỗi trường hợp sau:
a) d = 30cm b) d = 20cm c) d = 10cm .
Trường hợp nào ảnh cao bằng nửa vật.
Đs: Trường hợp b)
4. Một thấu kính phân kì có độ tụ 5 điôp.
a) Tính tiêu cự của kính.
b) Nếu đặt vật cách thấu kính 30cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại là bao nhiêu.
Đs: a) f = -20cm b) d
’
= -12cm k = 0,4
5. Vật sáng đặt trước thấu kính phân kì có tiêu cự 12 cm cho ảnh cao bằng nửa lần vật. Xác định vị trí của ảnh và của
vật . Đs: d=12cm; d
’
= -6cm
6. Một thấu kính phân kì tạo ảnh bằng nửa vật thật và cách thấu kính 20cm. Tìm tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Đs: f
= -40cm; D = -2,5 đp
7. Một thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng ¼ lần vật và cách vật thật 20 cm. Tìm tiêu cự , độ tụ của thấu kính
2
Đs: f = - 40/3 cm; D = -7,5 đp
8. Vật sáng AB cao 2 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có độ tụ 2 đi-ôp.
a) Tính tiêu cự của thấu kính.
b) Vật sáng AB cách thấu kính 50cm. Xác định tính chất, vị trí, chiều cao ảnh. Vẽ hình.
c) Vật sáng AB phải đặt tại đâu để thu được ảnh nhỏ bằng ¼ lần vật
Đs: a) f = - 50 cm; b) d
’
= -25 cm ; k = ½ ; A
AB.
Đs: b) f = 25 cm D = 4 đp c) d
’
= 200/3 cm ; k = - 5/3 ; A
’
B
’
= 10/3 cm
11. Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm cho ảnh thật A
’
B
’
cao gấp 5 lần vật. Tìm khoảng cách từ vật
tới thấu kính, và khoảng cách giữa vật và ảnh. Đs: d = 18cm d
’
= 90 cm
12. Vật AB cao 2cm đặt vuông góc với truc chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm cho ảnh A
’
B
’
cao 4cm. Xác
định vị trí vật và vị trí ảnh. Đs: d = { 10cm ; 30cm } d
’
= { -20cm ; 60 cm }
13. Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm cho ảnh A
’
B
’
cách vật 90 cm. Xác định vị trí vật và vị trí
ảnh. Đs: d = { 60cm ; 30cm ; 16,85 cm } d
b) Nếu vật nằm trên tiêu điểm vật thì sẽ cho ảnh ở vô cùng.
c) Nếu vật nằm ngoài khoảng tiêu cự thì sẽ cho ảnh thật ngược chiều.
Dạng 2: Bài toán dịch chuyển vật theo phương trục chính:
Cách làm : Khi thấu kính được giữ cố định, ảnh và vật luôn chuyển động cùng chiều.
22. Một thấu kính hội tụ tạo ảnh thật S
’
của điểm sáng S đặt trên trục chính
_ Khi dời S gần thấu kính 5cm thì ảnh dời 10cm.
_ Khi dời vật xa thấu kính 40cm thì ảnh dời 8cm. Tìm tiêu cự của thấu kính Đs: 10cm
23. Vật thật đặt trên thấu kính và vuông góc với trục chính của thấu kính. Ảnh ban đầu của vật tạo bởi thấu kính là
ảnh ảo bằng ½ vật. Dời vật dọc theo trục chính. Ảnh của vật vẫn là ảnh ảo, nhỏ hơn vật 3 lần. Xác định chiều dời của
vật , vị trí ban đầu của vật. Tìm f. Đs: f = -100cm
24. Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10cm. Nếu dịch chuyển thấu kính ra xa vật
3cm thì ảnh dịch chuyển đi 27cm. Vị trí ban đầu của thấu kính là bao nhiêu.
25. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cách thấu kính 20cm. Người ta thu được ảnh
rõ của AB trên một màn đặt sau thấu kính. KHi dịch chuyển lại gần vật thấu kính một đoạn 5cm, thì phải dịch chuyển
màn ra xa thấu kính một đoạn mới thu được ảnh rõ nét và ảnh sau cao gấp 3 ảnh trước. Tìm f.
26. Một vật phẳng AB đặt trước một thấu kính , cho ảnh rõ nét trên màn M. Dịch chuyển vật lại gần thấu kính 2cm và
dịch chuyển màn một khoảng 30cm thì ảnh lại rõ nét nhưng lớn hơn 5/3 ảnh trước. Xác định tiêu cự của thấu kính.
27. Đặt vật AB trước thấu kính phân kì ta được ảnh A
1
B
1
. Đưa vật về gần thấu kính thêm 90cm thì ảnh A
2
B
2
cao gấp
đôi ảnh trươc và cách ảnh trước 20cm. Tìm f.
một đoạn 18cm. Xác định vị trí ban đầu của vật và tiêu cự của thấu kính.
33. Vật AB cao 5cm. Thấu kính tạo ảnh cao 15cm trên màn . GIữ nguyên thấu kính, dời vật ra xa thấu kính thêm
1,5cm. Sau khi dời màn để hứng ảnh, ảnh có độ cao 10cm. Tìm f.
34. Vật thật qua thấu kính cho ảnh ảo bằng ½ vật. Dời vật 100cm theo trục chính, ảnh vẫn ảo bằng 1/3 vật. Tìm f
Một số bài toán củng cố dạng 1 và dạng 2
35. Một thấu kính phân kì có độ tụ là 5 di-ôp. Một vật sáng AB cao 10cm đặt vuông góc với trục chính của thấu
kính . Xác định vị trí , tính chất ảnh , độ phóng đại của vật khi AB đặt cách thấu kính 20cm. Vẽ hình minh họa.
36. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 50cm
a) Tính độ tụ của thấu kính.
b) Vật thật đặt vuông góc với thấu kính cho ảnh cách thấu kính 24cm. Tính khoảng cách từ vật đến thấu kính. Vẽ
hình minh họa.
c) Nếu vật đặt cách thấu kính 30 cm thì cho ảnh ở đâu có tính chất gì
37. Một thấu kính có độ tụ -10 di-ôp
a) Đây là thấu kính gì. Tìm tiêu cự
b) Một vật sáng AB đặt trước thấu kính một đoạn 60cm cho ảnh có tính chất gì.
c) Cần dịch chuyển vật một đoạn bao nhiêu , về hướng nào để cho ảnh lớn hơn ảnh ban đầu 2 lần.
38. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh A
’
B
’
. Tìm vị trí đặt vật ,
biết khoảng cách vật ảnh là: a) 125cm b) 45cm
39. Vật AB cao 2m đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh A
’
B
’
cao 4cm . Tiêu cự thấu kính 20cm.
Xác định vị trí vật ảnh.
40. Vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh cách vật 20cm. Xác định vị trí vật ảnh, biết f
= 15cm.
1 2
1 1 1 2
' '
1 1 2 2
, ,
L L
AB A B A B
d d d d
'
1
1
1
.d f
d
d f
=
−
; d
2
= l – d
’
1 ;
'
2
2
2
.d f
d
d f
=
12
có tiêu cự f
12
:
12 1 2
1 1 1
f f f
= +
Vật sáng đặt trước hệ thấu kính L
1
và L
2
ghép sát coi như vật sáng đặt trước thấu kính L
12
Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách nhau:
43. Hai thấu kính hội tụ L
1
và L
2
có tiêu cự lần lượt là 20cm và 10cm, trục chính trùng nhau, và đặt cách nhau một
khoảng a = 55cm (L
2
đặt sau L
1
). Một vật sáng AB = 1cm đặt trước thấu kính L
1
một khoảng d
1
=40cm.
a) Xác định vị trí tính chất , chiều , độ lớn của ảnh A
B
2
cho bởi hệ thấu kính trên.
Đs: Ảnh ảo (d
’
2
= f
2
= -10cm) k = ½ A
2
B
2
= 0,5 cm.
45. Cho thấu kính hội tụ L
1
và thấu kính phân kì L
2
có tiêu cự lần lượt là 30cm và 15cm, trục chính trùng nhau, và
đặt cách nhau một khoảng a = 50cm (L
2
đặt sau L
1
). Một vật sáng AB đặt trước thấu kính L
1
một khoảng d
1
.
a) Xác định vị trí và độ phóng đại của ảnh trong trường hợp d
1
1
= f
2
= 30 cm . Xác định vị trí đặt vật để ảnh cho bởi hệ thấu
kính là ảnh thật bằng vật.
Đs: d
1
= 30cm
III. Bài tập về các tật của mắt và cách khắc phục. (Chỉ xét điều kiện kính đeo sát mắt)
Mắt cận: (Khoảng nhìn rõ của mắt cận nhỏ hơn khoảng nhìn rõ của mắt bình thường)
Nhìn gần rõ, nhìn xa không rõ. Phải đeo kính phân kì ( f
k
< 0 ) để tạo ảnh ảo ( d’<0 )nằm trong khoảng nhìn rõ của
mắt. Tiêu cự của kính: f
k
= -OC
v
Mắt viễn: (Khoảng nhìn rõ của mắt viễn lớn hơn khoảng nhìn rõ của mắt bình thường)
6
Nhìn xa rõ, nhìn gần không rõ. Phải đeo kính hội tụ (f
k
> 0 ) để tạo ảnh ảo ( d’<0 ) nằm trong khoảng nhìn rõ của
mắt.
48. Mắt cận có điểm cực viễn cách mắt 50cm.
a) Mắt bị tật gì.
b) Muốn nhìn rõ vật ở vô cực mà không điều tiết. người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu. (Kính đeo sát mắt)
c) Điểm cực cận cách mắt 10cm. Khi đeo kính nhìn thấy điểm gần mắt nhất cách mắt bao nhiêu. (Kính đeo sát mắt)
Đs: D = -2 điôp ; 12,5cm.
49. Mắt viễn chỉ có thể nhìn rõ được vật cách mắt gần nhất 40cm. Tính độ tụ của kính phải đeo để có thể nhìn rõ vật
G
f f
δ
∞
=
Số bội giác của kính thiên văn
1
2
f
G
f
∞
=
1. Một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 10dp. Tính độ bội giác của kính kính khi ngắm chừng ở vô cực . Lấy OC
c
=
25cm
2. Một người chỉ nhìn rõ vật cách mắt từ 10cm từ 50cm, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ D = 10dp trong
trạng thái không điều tiết, mắt đặt sát kính. Tìm độ bội giác của kính
3.Một kính lúp có tiêu cự f = 4cm. Mắt đặt sau kính 2cm. Tìm vị trí đặt vật mà tại đó độ bội giác bằng độ phóng đại.
Biết điểm cực cận cách mắt 22cm.
7
4. Một người mắt không tật và có khoảng nhìn rõ gần nhất là 20cm, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp. Kính có độ tụ
là 10dp và được đặt sát mắt. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính
5. Một người có khoảng nhìn rõ từ 25cm đến vô cực , quan sát một vật qua kính lúp có độ tụ D = 20dp trong trạng
thái ngắm chừng ở vô cực.
6. Vật kính và thị kính của kính hiển vi có tiêu cự lần lượt là f
1
= 1cm và f
2