QUANG HÌNH HỌC NỘI DUNG 11 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A Bài tập mẫu Hiện tượng khúc xạ 152 Một chậu hình hộp chữ nhật có tiết diện thẳng hình chữ nhật ABCD, đáy AB =20cm Một người đặt mắt O phương AC nhìn vào chậu Khi chậu đổ đầy nước mắt trông thấy diểm M đáy chậu cách A khoảng AM =8cm Tìm chiều cao chậu biết nước có chiết suất n= Đáp số : h = 17,6 cm 153 Một người câu cá có mắt cách mặt nước khoảng h=2,4m nhìn xuống nước để quan sát cá bơi độ sâu 1,2m so với mặt nước , lúc cá ngước nhìn lên cho biết nước có suất n= mắt người cá gần đường thẳng ; với góc α nhỏ sinα ≈ tanα Hỏi người thấy cá vị trí so với mặt nước ? cá thấy mắt người vị trí so với mặt nước ? Đáp số : Người thấy cá dường độ sâu 0,90m mặt nước Cá thấy người dường độ sâu 3,20m phía mặt nước 154 Bản mặt song song khối chất suốt có hai mặt bên song song Trước mặt song song có bề dày e , chiết suất n, người ta đặt nguồn sáng điểm S qua mặt song song a) Chứng tỏ tia sáng phát xuất từ S qua mặt song song không bị lệch phương chịu độ dời ngang B) Một quan sát viên đặt mắt phái bên mặt nhìn S thấy S vị trí ?  1 Đáp số : SS’ = e     n 155 Một khối chất suốt hình lập phương cạnh 15cm đặt lên trang giấy Một người nhìn thẳng từ xuống qua khối chất để đọc trang sách thấy dòng chữ có vẽ nâng lên cao 5,5cm so với dòng chữ nằm khối lập phương Tính chiết suất khối Đáp số : Giải theo lưỡng chất phẳng hay theo mặt song song n 1,58 Sự phản xạ toàn phần 156 Một đèn nhỏ S nằm đáy bể nước nhỏ , sâu 30cm Hỏi phải thả mặt nước gỗ mỏng có vị trí , hình dạng kích thước nhỏ để vừa vặn tia sáng đèn lọt qua mặt thoáng nước ? Chiết suất nước Đáp số : R  34cm; Rmin= 34cm B Bài luyện tập Hiện tượng khúc xạ 157 Tia sáng từ chất lỏng tới mặt thoáng với không khí góc tới i=300 Hai tia phản xạ khúc xạ vuông góc với Tìm chiết suất chất lỏng Đáp số : n = 158 Một chậu nước có đáy phẳng tráng bạc , lớp nước chậu dày 20cm, người nhìn thẳng vào chậu thấy ảnh mắt cách mặt nước bao nhiêu? Biết mắt người cách mặt nước 25cm Chiết suất nước n= Đáp số : 55cm 159 Gương phẳng (G) treo tường Một quan sát viên đứng cách gương 1m để soi bóng qua gương Nếu quan sát viên gương có đặt mặt song song chiết suất 1,5 , bề dày 12cm quan sát viên thấy ảnh cách bao xa ? (BMSS đặt song song với mặt gương) Đáp số :194cm Hiện tượng phản xạ toàn phần 160 Chiếu tới điểm I mặt khối lập phuong suốt chiết suất n góc tới i =640 Tia sáng qua khối lập phương theo hình vẽ [11.160] cho thấy Tính n Đáp số : n=1,345 161 Một khối thủy tinh hình bán cầu có tâm O , bán kính R ,chiết suất n = Chiếu tia sáng SI vuông góc với mặt bán cầu a) Với OI = R Trình bày đường tia sáng b) Điểm tới I nằm vùng có tia sáng qua mặt cầu bán cầu Đáp số : B Ở khoảng 4R với O trung điểm 162 Chùm tia sáng song song chiếu vuông góc tới mặt phẳng tiết diện sợi cáp quang suốt chiết suất n , đường kính tiết diện tròn d (hình [11.162a]) Định điều kiện bán kính R để chùm tia sáng vào không bị khúc xạ không khí qua thành bên sợi Đáp số : R  dn n 1 NỘI DUNG 12 LĂNG KÍNH – THẤU KÍNH A Bài tập mẫu Lăng kính 163 Cho lăng kính có góc chiết quang A =60o chiết suất n = 1,53 Chiếu tia sáng nằm tiết diện thẳng lăng kính vào mặt bên lăng kính với góc tới i1 a) Tính góc lệch tia sáng qua lăng kính i1 = 60o b) Để cho tia sáng qua lăng kính có độ lệch cực tiểu phải đổi hướng tia tới ? Độ lệch bao nhiêu? Đáp số: a) 41,40 b) góc tới giảm 10,10 ; độ lệch cực tiểu 39,80 164 Cho lăng kính có góc chiết quang A nhỏ ( A< 10o) , chiết suất n Chiếu tới mặt phẳng thứ lăng kính chùm tia tới hẹp, song song, có góc tới i nhỏ Hãy chứng tỏ góc lệch chùm tia sáng qua lăng kính tính công thức : D = (n -1).A Có nhận xét kết này? Đáp số: Góc lệch không phụ thuộc độ lớn góc tới góc i nhỏ Thấu kính 165 Từ thủy tinh chiết suất n =1,5 người ta tạo thấu kính hội tụ hai mặt lồi bán kính R Đặt thấu kính vào khoảng vật AB nàn (E) song song với vật cho có ảnh rõ vật man hai lần vật Để có ảnh rõ màng nhunh7 độ lớn gấp lần vật phải tăng khoảng cách vật thêm 15cm Tính bán kính R thấu kính Đáp số: R= 18cm 166 Đặt thấu kính cách trang sách 25cm , nhìn qua thấu kính ta thấy ảnh dòng chữ chiều cao dòng chữ trang sách Thấu kính loại thấu kính gì? Tính tiêu cự thấu kính Đáp số: d’= -15cm, f= -37,5cm 167 Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục thấu kính cách thấu kính khoảng d ảnh vật ảnh thật cao gấp hai lần vật Dịch chuyển vật dọc theo trục 7,5cm ảnh thấy ảnh ảo, cao gấp bốn lần vật a) Thấu kính loại thấu kính gì? b) Tiêu cự thấu kính vị trí ban đầu vật Đáp số: a thấu kính hội tụ b f= 10cm, d= 15cm 168 Trong hình vẽ sau đây, xy trục thấu kính, A điểm sáng , A’ ảnh A qua thấu kính Với trường hợp, xác định: a) Tính chất ảnh b) Loại thấu kính c) Các tiêu điểm ( dùng phép vẽ) Đáp số: a) Ảnh thật, thấu kính hội tụ b) Ảnh ảo, thấu kính phân kỳ c) Ảnh thật, thấu kính hội tụ b) Ảnh ảo, thấu kính phân kỳ Hệ thấu kính 169 Trước thấu kính hội tụ (L1) , đặt vật sáng AB vuông góc với trục ( A trục chính) a) Biết ảnh A1B1 AB thật , lớn gấp lần cách vật 160 cm Xác định khoảng cách từ AB đến thấu kính tiêu cự thấu kính b) Giữa AB (L1), đặt thêm thấu kính (L2) giống hệt (L1) tr4uc5 với (L1) Khoảng cách từ AB đến (L2) 10 cm Xác định ảnh cuối AB cho hệ hai thấu kính Đáp số: a) d1 = 40 cm, d’1 = 120 cm , f = 30 cm b) Ảnh ngược chiều vật lớn gấp lần vật, ảnh cuối cách L1 khoảng 90 cm B Bài luyện tập LĂNG KÍNH 170 Tiết diện thẳng lăng kính tam giác cân ABC ( góc B = góc C), mặt AC tráng bạc Một tia sáng đơn sắt tới vuông góc với mặt AB, vào lăng kính , phản xạ mặt AC, kế phản xạ toàn phần AB sau ló khỏi đáy BC theo phương vuông góc Tìm: a) Góc chiết quang A b) Góc lệch tia tới tia ló khỏi lăng kính c) Dể tia sáng đươc chiết suất lăng kính phải thỏa điều kiện nào? Đáp số: a 36o b.72o c n> 1,05 171 Cho thấu kính có hai mặt lồi với bán kính cong: R1 = R2= 10cm, chiết suất thấu kính 30cm Xác định: vị trí, tính chất , độ lớn ảnh haio trường hợp: a) Môi trường không khí ( n’= 1) b) Môi trường nước ( n’ = ) Đáp số: a f1= 10cm, d’=15cm, A’B’ =0,5 cm b f2= 40cm, d’=-120cm, A’B’ =4 cm 172 Thấu kính hội tụ có độ hội tụ D = 10dp Vật sáng AB cho ảnh A’B’ cách vật 45cm Xác định : vị trí , tính chất vật ảnh Đáp số: Các cặp giá trị d d’: 15cm, 30cm; 30cm,15cm; 8,5cm,-53,5cm; -8.5cm, 53,5cm 173 Thấu kính phân kỳ có tiêu cự dài 30cm, Vật sáng AB vuông góc với trục cho ảnh A’B’ cách vật 15cm Xác định vị trí vật ảnh Đáp số: d= 30cm, d’ = -15cm 174 Trong hình vẽ sau, xy trục thấu kính, ABC đường tia sáng qua thấu kính Với trường hợp xác định: a) Loại thấu kính b) Quang tâm, tiêu điểm phép vẽ 175 Một vật sáng AB đặt cách E khoảng L Tìm vị trí đặt thấu kính hội tụ tiêu cự f khoảng thấu kính để hứng ảnh rõ Biện luận; có nhận xét độ phóng đại ảnh? Áp dụng: L= 108 cm, f= 24cm Đáp số; d1 = 36cm d2 = 72cm 176 Đặt vật phẳng nhỏ AB trước thấu kính, vuông góc với trục thấu kính Trên đặt vuông góc với trục thấu kính, phía sau thấu kính, người ta thu ảnh rõ nét lớn vật, cao 4cm Giữ vật cố định dịch chuyển thấu kính dọc theo trục 5cm phía phải dịch chuyển dọc theo trục khoảng 35cm lại thu ảnh cao 2cm a) Hỏi dịch chuyển phía nào? b) Tìm tiêu cự thấu kính độ cao vật AB c) Vật AB, thấu kính vị trí ảnh có độ cao 2cm Giữ vật cố định Hỏi phải dịch chuyển thấu kính dọc theo trục phía khoảng để có ảnh rõ nét màn? Trong dịch chuyển thấu kính ảnh dịch chuyển so với vật? Đáp số: a Về phía vật b f= 20cm; AB= 1cm c 30cm 177 Một điểm sáng S dặt A qua thấu kính hội tụ cho ảnh B, Nhưng đặt S B cho ảnh C Hỏi thấu kính phải đặt khoảng nào? Đáp số: Trong khoảng AC 178 Một vật phẳng nhỏ AB song song với màn, cách khoảng L Đặt thấu kính hội tụ vật màn, song song với vật cho điểm A vật trục Ta tìm hai vị trí O1 O2 đặt thấu kính để tạo ảnh rõ màn, ảnh gấp k lần ảnh Tính tiêu cự thấu kính Áp dụng số: L= 100cm, k= 2,25 Đáp số: f =  L k 1 k  ; f = 24 cm 179 Một thấu kính hội tụ tạo ảnh thật S’ điểm sáng S đặt trục Khi dời S lại gần thấu kính 5cm ảnh dời 10cm Khi dời S xa thấu kính 40cm ảnh dời 8cm Tính tiêu cự thấu kính Đáp số: f= 10cm Hệ thấu kính 180 Hai thấu kính hội tụ có tiêu cự f1= 10cm f2 =20cm đặt đồng trục cách khoảng l= 30cm a) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục trước (L1) cách quang tâm O1 đoạn 12cm Xác định ảnh vật cho hệ Vẽ đường chùm tia sáng b) Chứng tỏ độ lớn ảnh không phụ thuộc vị trí vật c) Suy rộng cho trường hợp hai thấu kính hội tụ có tiêu cự f1, f2 tổng quát Hệ thấu kính gọi hệ gì? Đáp số: a thật cách O2 12cm, k= -2 b k= const c Hệ vô tiêu 181 Hai thấu kính phẳng – lồi (O) (O’) thủy tinh Chiết suất n, có tiêu cự f f’ Thấu kính (O’) nhỏ (O) hai mặt phẳng hai thấu kính dán lại với cho trục chúng trùng Một vật phẳng nhỏ AB đặt trục chung vuông góc với trục a) Tính bán kính cong R R’ hai mặt lồi (O) (O’) b) Chứng minh vật AB có hai ảnh Tìm điều kiện để hai ảnh thật haoc85 ảo c) Phải đặt vật cách hệ để hai ảnh thật ảnh lớn gấp k lần ảnh Biện luận Đáp số: a a R= f' f , R’= n 1 n 1 b d>f; d< f.f ' f  f' C d= f f ' (1  k ) f  f ' (1  k ) NỘI DUNG 13 MẮT – CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC A Bài tập mẫu Mắt 182 Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 40cm điểm cực cận cách mắt 10,5cm a) Tính độ tụ kính phải đeo để mắt nhìn thấy vô cực mà không cần điều tiết Quang tâm thấu kính coi trùng với quang tâm mắt b) Khi đeo kính người nhìn vật gần cách mắt bao nhiêu? Đáp số: a) D=-2,5 điôp b) d  14,2 cm Kính lúp 183 Một người có điểm cực cận cách mắt 25cm điểm cực viễn vô cực Người dùng kính lúp có độ tụ 10 điôp để quan sát vật nhỏ, mắt coi đặt sát kính lúp a) Hỏi phải đặt vật khoảng trước thấu kính? Phạm vi ngắm chừng bao nhiêu? b) Khi người dịch chuyển vật khoảng độ bội giác ảnh biến thiên nào? Đáp số: a) 7,14 cm  d  10cm ; d  2,86cm b) Bội giác biến thiên khoảng từ 2,5 dp đến 3,5 dp Kính hiển vi 184 Một kính hiển vi có độ dài quang học 12, vật kính có tiêu cự f1 = 0,5cm Cho biết khoảng cách nhìn rõ mắt 25cm Độ bội giác ngắm chừng vô cực G  = 250 Xác định tiêu cự f2 thị kính khoảng cách từ vật kính đến vật ngắm chừng vô cực Đáp số: f2 = 2,4 cm; d2=2,4 cm; d’1=125 mm; d1 = 5,208 mm Kính thiên văn 185 Vật kính thiên văn dùng trường học có tiêu cự 1,2m Thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự 4cm a) Tính khoảng cách hai thấu kính độ bội giác kính thiên văn trường hợp ngắm chừng vô cực b) Một học sinh dùng kính thiên văn nói để quang sát Mặt Trăng ( Mắt coi đặt sát thị kính) Điểm cực viễn học sinh cách mắt 50cm Tính khoảng cách hai thấu kính độ bội giác kính học sinh quan sát trang thái mắt không điều tiết Đáp số: a) L = 1,24m; G  =30 b) L = 1,237m; G  =32,4 Bài luyện tập Mắt 186 Một người có mắt bình thường với điểm cực cận cách mắt 18cm Người theo dõi vật từ mội nơi tiến tới điểm cực cận mắt Tính độ biến thiên độ tụ trình quan sát Đáp số: 5,56dp 187 Một người cận thị già nhìn rõ vật nằm khoảng cách tới mắt từ 0,4 m đến 1m a) Để nhìn rõ vật xa mà điều tiết, mắt phải đeo kính gì? Độ tụ bao nhiêu? Khi đeo kính điểm ngần mắt thấy cách mắt bao nhiêu? b) Để nhìn rõ vật gần cách mắt 25cm, người phai đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Khi đeo kính dộ cực viển cách mắt bao nhiêu? c) Để tránh tình trạng phai thay kính, người ta làm kính có hai tròng Tròng dùng để nhìn xa câu a , tròng dùng nđể nhìn gần câu b Tròng nhìn gần cấu tạo thấu kính mỏng dán sát vào phần tròng nhìn xa Hãy tính độ tụ kính dán thêm vào Các kính coi đeo sát mắt Đáp số: a -1dp, 66,7cm b 1,5dp; 40cm c 2,5dp