Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f=15cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính 40cm

Bài tập về thấu kính hội tụ dưới đây giúp học sinh nhận biết được đặc điểm thấu kính hội tụ, xác định được thấu kính qua việc quan sát trực tiếp các thấu kính, biết vẽ được đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính mỏng .... Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Vật lý lớp 11 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

I. Lý thuyết thấu kính hội tụ

1. Đặc điểm ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ.

Vị trí vật AB	Tính chất ảnh A'B'
AB nằm ngoài tiêu cự (d > f)	A'B' là ảnh thật, có ảnh ngược chiều với AB
AB nằm trong tiêu cự (d < f)	A'B' là ảnh ảo, có ảnh cùng chiều và luôn lớn hơn AB
AB trên tiêu cự (d = f)	Không thu được ảnh của vật

- Các đặc điểm được mô tả như các hình vẽ dưới đây:

2. Công thức thấu kính 

a. Công thức liên hệ giữa vị trí của vật, ảnh, tiêu cự của thấu kính.

\(\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}}\)

Quy ước:

• Thấu kính hội tụ: f > 0
• Thấu kính phân kỳ: f < 0
• Ảnh thật d' > 0
• Ảnh ảo d' < 0

b. Công thức số phóng đại của thấu kính

\(\left| k \right| = \frac{{A'B'}}{{AB}}\)

\(k = \frac{{ - d'}}{d} = \frac{f}{{f - d}}\)

Qui ước: 

+ k > 0: Vật và ảnh cùng chiều nhau.

+ k < 0: Vật và ảnh ngược chiều nhau.

c. Công thức tính độ tụ của thấu kính

\(D = \frac{1}{f} = \left( {n - 1} \right)\left( {\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}}} \right)\)

Biết:

+ n là chiết suất của chất làm thấu kính.

+ \({R_1};{R_2}\) là bán kính các mặt cong.

+ D: Độ tụ của thấu kính.

+ f: Tiêu cự của thấu kính.

II. Bài tập ví dụ minh họa

Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính 40cm. Xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh.

Hướng dẫn giải

f = 15 cm

d = 40cm

Ta có: 

\(\begin{array}{l}d' = \dfrac{{df}}{{d - f}} = \dfrac{{40.15}}{{40 - 15}} =24\left( {cm} \right)\\k = \dfrac{{ - d'}}{d} = \dfrac{{ -24 }}{{40}} = -\dfrac{3}{5}\end{array}\)

Ảnh là ảnh thật, nhỏ hơn vật

Vẽ hình theo tỉ lệ: \(\frac{d}{f} = \frac{{40}}{{15}} = \frac{8}{3} \Rightarrow f=3cm;d=8cm\)

III. Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 20cm. Một vật sáng AB là đoạn thẳng vuông góc với trục chính của một thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh.

Bài 2: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 20cm. Một vật sáng AB là đoạn thẳng vuông góc với trục chính của một thấu kính cho ảnh cao bằng 2 lần vật. Xác định vị trí vật và ảnh.

Bài 3: Đặt một thấu kính cách một trang sách cm, nhìn qua thấu kính thấy ảnh của dòng chữ cùng chiều với dòng chữ nhưng cao bằng một nửa dòng chữ thật. Tìm tiêu cự của thấu kính, suy ra thấu kính gì?

Bài 4: Một thấu kính hội tụ có f = 20cm. Vật sáng AB cao 2cm cho ảnh A'B' cao 1cm. Tính độ phóng đại của ảnh và xác định vị trí của ảnh.

Chúc các bạn học tập tốt!