Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
Chuyên đề: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
Chuyên đề Vật lý lớp 9: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ được VnDoc sưu tầm đăng tải. Tài liệu giúp các em nắm được kiến thức cơ bản được học trong bài như Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ có những đặc điểm gì?; Cách dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ... Bên cạnh đó là các bài tập trắc nghiệm và tự luận giúp các em vận dụng vào trả lời câu hỏi dễ dàng hơn. Sau đây mời các bạn tham khảo chi tiết.
>> Mời bạn đọc cùng tham khảo một số tài liệu liên quan:
A. Lý thuyết Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Thấu kính hội tụ
a) Đặc điểm của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa 
kí hiệu trong hình vẽ: 
Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính.
Dùng thấu kính hội tụ quan sát dòng chữ thấy lớn hơn so với khi nhìn bình thường.
Trong đó: ∆ là trục chính
F, F’ là hai tiêu điểm
O là quang tâm
OF= OF’ = f gọi là tiêu cự của thấu kính
b) Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ
(1): Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng (không bị khúc xạ) theo phương của tia tới.
(2): Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm.
(3): Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
2. Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
- Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.
- Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật.
Chú ý:
+ Ảnh ảo không hiện được trên màn nhưng có thể nhìn thấy bằng mắt khi mắt đặt sau thấu kính để nhận chùm tia ló.
+ Ảnh thật có thể hiện rõ trên màn hoặc được nhìn thấy bằng mắt khi mắt đặt sau điểm hội tụ của chùm tia ló.
Nhận xét:
- Nếu d < f cho ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật
- Nếu d = f không cho ảnh
- Nếu f < d < 2f cho ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật
- Nếu d = 2f cho ảnh thật ngược chiều với vật và bằng vật
- Nếu d > 2f cho ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
2. Cách dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ
a) Cách dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính hội tụ
- Từ S ta dựng hai tia (trong ba tia đặc biệt) đến thấu kính, sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính.
- Nếu hai tia ló cắt nhau thực sự thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh thật S’ của S, nếu hai tia ló không cắt nhau thực sự mà có đường kéo dài của chúng cắt nhau, thì giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo S’ của S qua thấu kính.
b) Dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính hội tụ
Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính ta có ảnh A’ của A.
Chú ý: Khi dựng ảnh, ảnh ảo và đường kéo dài của tia sáng được vẽ bằng nét đứt
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Cách xác định vị trí của ảnh khi biết vị trí của vật và tiêu cự hay xác định vị trí của vật khi biết vị trí của ảnh và tiêu cự hay xác định tiêu cự khi biết vị trí của ảnh và vị trí của vật.
Cách 1: Vẽ ảnh của một vật theo phương pháp nêu trên. Sử dụng tính chất của tam giác đồng dạng để suy ra đại lượng cần xác định.
Cách 2: Áp dụng công thức
\(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\)
để xác định.
Trong đó: vật là vật thật.
f là tiêu cự của thấu kính (là khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm).
d là khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính.
d’ là khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính (khi ảnh thật thì d’ > 0, khi ảnh ảo thì d’ < 0).
Quan hệ giữa d, d’ và f: \(\frac{1}{f}
= \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}\) nếu là ảnh ảo thì \(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} -
\frac{1}{d'}\)
Trong đó: d là khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
h là chiều cao của vật
h’ là chiều cao của ảnh
2. Xác định độ cao của vật hay của ảnh
Cách 1: Áp dụng tính chất của tam giác đồng dạng.
Cách 2: Áp dụng công thức
\(h' = \frac{{d'}}{d}.h\)
Trong đó: h và h’ là độ cao của vật và của ảnh (khi ảnh thật thì h’ > 0, khi ảnh ảo thì h’ < 0).
B. Trắc nghiệm & Tự luận
VnDoc gửi tới các bạn bộ câu hỏi trắc nghiệm Vật lý 9 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ giúp các em củng cố thêm kiến thức được học trong bài. Tài liệu dưới dạng trực tuyến cho các em trực tiếp làm bài và kiểm tra kết quả ngay khi làm xong.
Câu 1: Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’, ảnh và vật nằm về cùng một phía đối với thấu kính. Ảnh A’B’
| A. là ảnh thật, lớn hơn vật. | B. là ảnh ảo, nhỏ hơn vật. |
| C. ngược chiều với vật. | D. là ảnh ảo, cùng chiều với vật. |
Ảnh và vật nằm về cùng một phía đối với thấu kính ⇒ ảnh A’B’ là ảnh ảo, cùng chiều với vật
→ Đáp án D
Câu 2: Ảnh A’B’ của một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính tại A và ở trong khoảng tiêu cự của một thấu kính hội tụ là:
| A. ảnh ảo ngược chiều vật. | B. ảnh ảo cùng chiều vật. |
| C. ảnh thật cùng chiều vật. | D. ảnh thật ngược chiều vật. |
Hướng dẫn trả lời
Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự ⇒ ảnh là ảnh ảo, cùng chiều với vật, lớn hơn vật
→ Đáp án B
Câu 3: Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’, ảnh và vật nằm về hai phía đối với thấu kính thì ảnh đó là:
| A. thật, ngược chiều với vật. | B. thật, luôn lớn hơn vật. |
| C. ảo, cùng chiều với vật. | D. thật, luôn cao bằng vật. |
Hướng dẫn trả lời
Ảnh và vật nằm về hai phía đối với thấu kính ⇒ ảnh là ảnh thật, ngược chiều với vật, có thể nhỏ hơn hoặc bằng hoặc lớn hơn vật tùy vị trí của vật
→ Đáp án A
Câu 4: Chỉ ra phương án sai. Đặt một cây nến trước một thấu kính hội tụ.
A. Ta có thể thu được ảnh của cây nến trên màn ảnh.
B. Ảnh của cây nến trên màn ảnh có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn cây nến.
C. Ảnh của cây nến trên màn ảnh có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo.
D. Ảnh ảo của cây nến luôn luôn lớn hơn cây nến.
Hướng dẫn trả lời
Ảnh ảo không hứng được trên màn chắn
→ Đáp án C
Câu 5: Đặt một vật AB hình mũi tên vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f và cách thấu kính một khoảng d = 2f thì ảnh A’B’ của AB qua thấu kính có tính chất:
| A. ảnh thật, cùng chiều và nhỏ hơn vật. | B. ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật. |
| C. ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật. | D. ảnh thật, ngược chiều và lớn bằng vật. |
Hướng dẫn trả lời
Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là ảnh thật, ngược chiều và lớn bằng vật.
→ Đáp án D
Câu 6: Một vật AB cao 3 cm đặt trước một thấu kính hội tụ. Ta thu được một ảnh cao 4,5cm. Ảnh đó là:
| A. Ảnh thật | B. Ảnh ảo |
| C. Có thể thật hoặc ảo | D. Cùng chiều vật |
Hướng dẫn trả lời
Trong thấu kính hội tụ nếu kích thước ảnh lớn hơn kích thước vật thì ảnh đó có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo
→ Đáp án C
Câu 7: Một vật AB cao 2cm đặt trước một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh A’B’ cao 4cm như hình vẽ.
Màn cách thấu kính một khoảng:
| A. 20cm | B. 10cm | C. 5cm | D. 15 cm |
Hướng dẫn trả lời
Tia tới qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng ⇒ A và A’ nằm trên cùng đường thẳng qua O ⇒
ΔABO ∼ ΔA'B'O ⇒ OB/OB' = AB/A'B' = 2/4 = 1/2
⇒ OB’ = 2BO = 2.10 = 20 cm
Vậy màn cách thấu kính một khoảng OB’ = 20 cm
→ Đáp án A
Câu 8: Một vật AB đặt trước một thấu kính hội tụ. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh cao 5cm và đối xứng với vật qua quang tâm O. Kích thước của vật AB là:
| A. 10cm | B. 15cm | C. 5 cm | D. 20 cm |
Hướng dẫn trả lời
Ảnh đối xứng với vật qua quang tâm O thì kích thước của vật bằng kích thước của ảnh:
⇒ AB = A’B’ = 5 cm
→ Đáp án C
Câu 9: Cho thấu kính có tiêu cự 20 cm, vật AB đặt cách thấu kính 60 cm và có chiều cao h = 2 cm.
a) Vẽ ảnh của vật qua thấu kính.
b) Vận dụng kiến thức hình học hãy tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh.
a) Ảnh A’B’ được biểu diễn như hình vẽ:
\(\frac{{A'B'}}{{AB}} = \frac{{OA'}}{{OA}}\)(1)\(\frac{{A'B'}}{{OI}} = \frac{{A'B'}}{{AB}} = \frac{{F'A'}}{{F'O}}\)(2)\(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{F'A'}}{{F'O}}\)hay \(\frac{{d'}}{d} = \frac{{d' - f}}{f}\)⇒ f.d' = d.d' - f.d\(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}} \Rightarrow d' = \frac{{d.f}}{{d - f}}\)Từ (1) ta có: \(A'B' = \frac{{d'}}{d}.AB\)\(d' = \frac{{60.20}}{{60 - 20}} = 30\)(cm)\(A'B' = \frac{{d'}}{d}.AB = \frac{{30}}{{60}}.2 = 1cm\)Câu 10: Một vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ tại A và cách thấu kính 20 cm. Tiêu cự của thấu kính bằng 15 cm.
a) Dùng các tia sáng đặc biệt qua thấu kính vẽ ảnh A’B’ của AB theo đúng tỉ lệ.
b) Dựa vào phép đo và kiến thức hình học tính xem ảnh cao gấp bao nhiêu lần vật.
\(\frac{{A'B'}}{{AB}} = \frac{{A'O}}{{AO}}\) (1)\(\frac{{A'B'}}{{OI}} = \frac{{A'F'}}{{OF'}} = \frac{{A'O - OF'}}{{OF'}}\) (2)\(\frac{{A'O - OF'}}{{OF'}} = \frac{{A'O}}{{AO}} \Rightarrow A'O = 60cm\) \(\frac{{A'B'}}{{AB}} = \frac{{A'O}}{{AO}} = \frac{{60}}{{20}} = 3\)Vậy ảnh A’B’ cao gấp 3 lần vật AB.
Câu 11: Sự điều tiết của mắt có tác dụng gì?
Hướng dẫn trả lời
- Điều tiết là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh của các vật ở cách mắt những khoảng khác nhau vẫn được tạo ra ở màng lưới. Việc này được thực hiện nhờ các cơ vòng của mắt.
+ Khi bóp lại, các cơ này làm thể thủy tinh phồng lên, giảm bán kính cong, do đó tiêu cự của mắt giảm.
+ Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của mắt lớn nhất.
Khi các cơ mắt bóp tối đa, mắt ở trạng thái điều tiết tối đa và tiêu cự của mắt nhỏ nhất.
-----------------------------------------------------
Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ nắm vững được cách xác định ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ, từ đó có thể áp dụng vào giải bài tập Vật lý 9 một cách thành thạo và tự tin. Những bài tập kèm đáp án chi tiết sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về phương pháp giải, đồng thời củng cố những kiến thức cơ bản cần thiết cho kỳ thi sắp tới.
Đừng quên ôn tập và luyện giải đều đặn để nâng cao khả năng giải quyết các bài toán Vật lý liên quan đến thấu kính hội tụ. Đây là một phần kiến thức quan trọng không chỉ trong kỳ thi giữa kỳ mà còn trong kỳ thi cuối kỳ.
Hãy lưu lại bài viết này và chia sẻ với bạn bè nếu bạn thấy nó hữu ích. Để tiếp tục ôn luyện, bạn có thể truy cập các bài viết khác trong chuyên đề Vật lý lớp 9 trên website của chúng tôi, nơi có đầy đủ các bài tập, lý thuyết, và phương pháp giải chi tiết. Chúc bạn học tốt và đạt kết quả cao trong các kỳ thi!
