Đang tải... (xem toàn văn)
Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tính chất tạo ảnh ứng với trục phụ + Chùm tia tới nguồn sáng điểm hay một điểm sáng ảo phát ra tại một tiêu điểm vật phụ Fp hoặc có đường kéo daøi qua Fp[r]
(1)TRƯỜNG THPT GIỒNG ÔNG TỐ BÀI 48: THẤU KÍNH MỎNG GVTH NGUYEÃN LEÂ TÆNH (2) Quang Hình Học Nghiên Cứu Tính chất truyền ánh sáng Hiện Tượng Hiện Tượng Phản Xạ Ánh sáng Gương Phẳng Gương Cầu Khúc xạ Ánh sáng Quang Cụ Lăng Kính Thấu Kính (3) *Baïn coù bieát teân goïi cuûa caùc duïng cuï sau? Mắt kính Kính lúp Kính hiển vi Bộ phận khúc xạ ánh sáng quang cụ này là gì? Cấu tạo và tính chất khúc xạ ánh sáng chúng nào? (4) NỘI DUNG BÀI HỌC Ñònh nghóa, caáu taïo vaø phân loại thấu kính Tieâu ñieåm Tieâu dieän, tieâu ñieåm phụ, tiêu cự Đường tia saùng qua thaáu kính (5) I ÑÒNH NGHÓA Ñònh Nghóa Thấu kính là khối suốt, giới hạn hai mặt cầu mặt phẳng và maët caàu (6) I ÑÒNH NGHÓA Phân Loại Thaáu kính meùp moûng goïi laø thaáu kính hoäi tuï O Thaáu kính meùp daøy goïi laø thaáu kính phaân kì O (7) I ÑÒNH NGHÓA Phân Loại Löu yù: * Chuøm tia hoäi tuï laø chùm tia mà các tia tới giao taïi moät ñieåm * Chuøm tia phaân kì laø chuøm tia maø caùc tia saùng xuất phất từ điểm S S’ (8) I ÑÒNH NGHÓA Caùc yeáu toá thaáu kính C1,C2 là tâm caùc maët caàu vaø R1, R2 : Baùn kính caùc maët caàu vaø 2(maët phẳng coi là có bán kính vô cực R1 C1 R2 C2 : Đường kính mở hay đường kính độ Đường thẳng C1 C2 nối các tâm hai mặt cầu( qua tâm mặt cầu và vuông góc với mặt phẳng) gọi là trục chính (9) I ÑÒNH NGHÓA Caùc yeáu toá thaáu kính O : Quang taâm thaáu kính (O laø ñieåm maø truïc chính caét thaáu kính) Δ : Trục phụ : Đường thẳng bất kì qua quang taâm O truïc chính O tru ïc p hu ï (10) I ÑÒNH NGHÓA d Điều kiện để có ảnh rõ nét (Ñieàu kieän töông ñieåm) Các tia sáng tới thấu kính phải lập góc nhỏ với trục chính Trong điều kiện này ứng với moät ñieåm vaät chæ coù moät ñieåm aûnh roõ neùt Để có điều kiện này, ta có thể giới hạn chùm tia tới thấu kính bìa chắn sáng, trên đó có đục lỗ thủng tròn, đặt trước thấu kính Trong trường hợp này, đường kính độ đường kính lỗ tròn (11) I (12) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm aûnh chính (Tieâu ñieåm aûnh ) a Ñònh nghóa O E (13) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm aûnh chính (Tieâu ñieåm aûnh ) a Ñònh nghóa O F’ F’ O E Giao điểm các tia ló (hay đường kéo dài các tia ló ) chùm tia tới song song với truïc chính Kí hieäu : F’ (14) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm aûnh chính (Tieâu ñieåm aûnh ) b Vò Trí Naèm treân truïc chính Thaáu kính hoäi tuï Thaáu kính phaân kì O F’ F’ O E Naèm phía tia loù Nằm phía tia tới (15) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm vaät chính (Tieâu ñieåm vaät ) a Ñònh nghóa S F F O O E Giao điểm các tia tới (hay đường kéo dài các tia tới) chùm tia ló song song với trục chính Kí hiệu : F Tiêu điểm F và F’ đối xứng với qua quang tâm (16) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm vaät chính (Tieâu ñieåm vaät ) b Vò Trí Tieâu ñieåm vaät chính naèm treân truïc chính Thaáu kính hoäi tuï Thaáu kính phaân kì S F F O O E Nằm phía tia tới Naèm phía tia loù (17) II TIEÂU ÑIEÅM Tieâu ñieåm vaät chính (Tieâu ñieåm vaät ) Chuù yù : F F’ O F’ F O (18) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tiêu diện vật : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm vaät F F F’ O F’ F O (19) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tiêu diện ảnh : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm aûnh chính F’ F F’ O F’ F O (20) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tieâu ñieåm vaät phuï : Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï bất kì với tiêu diện vật Fp F O O Fp F (21) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tieâu ñieåm aûnh phuï : Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï bất kì với tiêu diện ảnh F’p O F’ F’ F’p O (22) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tính chất tạo ảnh ứng với trục phụ + Chùm tia tới song song với trục phụ thì các tia ló (hoặc đường kéo dài các tia ló) cắt taïi ñieåm F’p ( Tieâu ñieåm aûnh phuï) F’p O F’ F’ F’p O (23) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tieâu dieän – Tieâu ñieåm phuï Tính chất tạo ảnh ứng với trục phụ + Chùm tia tới (nguồn sáng điểm hay điểm sáng ảo) phát tiêu điểm vật phụ Fp (hoặc có đường kéo daøi qua Fp) thì chuøm tia saùng loù laø moät chuøm tia song song với trục phụ ï qua tiêu điểm vật phụ Fp Fp F Fp O O F (24) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tiêu cự a Ñònh nghóa Tiêu cự là độ dài đại số ,được kí hiệu f, có trị số tuyệt đối khoảng cách từ các tiêu điểm tới quang tâm thấu kính O F f F’ f F’ F O f f (25) III TIÊU DIỆN – TIÊU ĐIỂM PHỤ – TIÊU CỰ Tiêu cự b Công thức | f | = OF = OF’ c Qui ước dấu f > với thấu kính hội tụ f < với thấu kính phân kì (26) IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Caùc tia ñaëc bieät F O F’ F’ O F Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm ảnh chính F’ (27) IV ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Caùc tia ñaëc bieät F F’ F’ O F O Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính (28) IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Caùc tia ñaëc bieät F O F’ F’ Tia tới qua tâm O thì thẳng O F (29) IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Cách vẽ tia ló ứng với tia tới bất kì Xét tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo các cách sau: S S I I F F’ O F’ F O (30) IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Cách vẽ tia ló ứng với tia tới bất kì Caùch Vẽ trục phụ song song với tia tới SI Veõ tieâu dieän aûnh, caét truïc phuï noùi treân taïi moät tiêu diện phụ là F’p Từ I vẽ tia ló qua F’p S S F’p I F F’ O F’p I F’ F O (31) IV.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA THẤU KÍNH Cách vẽ tia ló ứng với tia tới bất kì Caùch Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tiêu điểm vaät phuï laø Fp Veõ truïc phuï ñi qua Fp Vẽ tia ló song song với trục trên S Fp S I I F F’ O F F’ O Fp (32) IV Cuûng coá vaø daën doø: I Định nghĩa, phân loại và caáu taïo thaáu kính II Vò trí, tính chaát cuûa tieâu điểm, tiêu diện, tiêu cự III Vẽ đường tia saùng qua thaáu kính (33) IV Cuûng coá vaø daën doø: Caâu 1: Haõy moâ taû laïi ñaëc ñieåm vaø teân goïi cuûa caùc vò trí ñaëc bieät caáu taïo thaáu kính? Câu 2: Hãy vẽ đường tia sáng bất kì qua thấu kính hội tụ với hai cách vẽ trên? Câu 3: Hãy cho biết tia sáng đặc biệt và đường tia đó qua thấu kính phân kì? (34) GVTH: Nguyeãn Leâ Tænh (35) Trường THPT GIỒNG ÔNG TỐ Boä moân Vaät Lyù BAØI GIAÛNG VAÄT LYÙ 11 KIEÅM TRA BAØI CUÕ Caâu Caâu (36) CÂU 1: Neâu caùch veõ cuûa caùc tia saùng ñaëc bieät qua thaáu kính Trả lời: Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo daøi) ñi qua tieâu ñieåm aûnh chính F’ Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính Tia tới qua tâm O thì thẳng F O F’ F’ O F (37) CÂU 2: Nêu hai cách vẽ tia ló ứng với tia sáng bất kì qua thaáu kính? Caùch Vẽ trục phụ song song với tia tới SI Veõ tieâu dieän aûnh, caét truïc phuï noùi treân taïi moät tiêu diện phụ là F’p Từ I vẽ tia ló qua F’p S S F’p I F F’ O F’p I F’ F O (38) CÂU 2: Nêu hai cách vẽ tia ló ứng với tia sáng bất kì qua thaáu kính? Caùch Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tiêu điểm vaät phuï laø Fp Veõ truïc phuï ñi qua Fp Vẽ tia ló song song với trục trên S Fp S I I F F’ O F F’ O Fp (39) NỘI DUNG BÀI HỌC I Xác định ảnh cách vẽ đường tia sáng II Độ tụ thấu kính III Công thức thấu kính IV Cuûng coá vaø daën doø (40) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng 1.Vaät thaät, vaät aûo vaø aûnh thaät, aûnh aûo Thế nào là vật thật? Thế nào là vật ảo? Thế nào là ảnh thật? Thế nào là ảnh ảo? (41) 1.Vaät thaät, vaät aûo vaø aûnh thaät, aûnh aûo Vật thật: là vật phát chùm tia tới phân kì qua thấu kính, vật thật nằm trước thấu kính S F O Vaät aûo: laø giao điểm các đường kéo dài chùm tia tới phaân kì, vaät aûo naèm phía sau thaáu kính theo chieàu truyeàn tia saùng F’ O F S (42) 1.Vaät thaät, vaät aûo vaø aûnh thaät, aûnh aûo AÛnh thaät laø giao ñieåm cuûa chuøm tia loù hoäi tuï phía sau thấu kính, có thể hứng trên màn M S F F’ O S’ Ảnh ảo là giao điểm đường kéo dài chùm tia ló, nằm trước thấu kính, không hứng trên màn S’ F S O F’ (43) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Vaät laø moät ñieåm saùng S naèm treân truïc chính FP’ S F O F’ S’ S’ S F’ O F FP’ Vẽ tia tới qua quang tâm thì tia ló truyền thaúng Vẽ tia tới bất kì, vẽ trục phụ song song với tia tới, vẽ tiêu diện ảnh cắt trục phụ tiêu điểm ảnh phuï Fp’ Veõ tia loù ñi qua tieâu ñieåm aûnh phuï F p’ Giao ñieåm cuûa hai tia loù laø aûnh S ’ cuûa S qua thaáu kính (44) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Vật là điểm sáng nằm ngoài trục chính S O F S F’ S’ S’ O F F’ Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló (hoặc đường keùo daøi tia loù) ñi qua tieâu ñieåm aûnh chính Vẽ tia tới qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng Giao điểm hai tia ló( hay giao điểm đường kéo daøi hai tia loù) laø aûnh S’ cuûa S qua thaáu kính (45) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Vật là vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính Xét vật nhỏ, phẳng AB đặt vuông góc với trục chính Giả sử A trên trục chính Bước 1: Xác định ảnh B’ B cách từ B vẽ đường ñi cuûa hai caùc tia saùng ñaëc bieät Ảnh B’ laø giao ñieåm cuûa caùc tia loù B F A F’ O B’ (46) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Vật là vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính Xét vật nhỏ, phẳng AB đặt vuông góc với trục chính Giả sử A trên trục chính Bước 2: Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính A’ ta thu ảnh A’B’ vật AB B F A F’ A’ O B’ (47) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Vật là vật phẳng, nhỏ đặt vuông góc với trục chính ĐỐI VỚI THẤU KÍNH PHÂN KÌ B B’ A F A’ O F’ (48) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Chuù yù: Neáu chuøm tia loù khoûi thaáu kính laø moät chuøm tia hoäi tuï thì aûnh cuûa vaät laø aûnh thaät (naèm sau thaáu kính theo chieàu truyeàn aùnh saùng ) B F O F’ A’ A B’ (49) I Xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ đường tia sáng Chuù yù: Neáu chuøm tia loù khoûi thaáu kính laø moät chuøm tia phaân kỳ thì ảnh vật là ảnh ảo (nằm trước thấu kính theo chieàu truyeàn aùnh saùng ) B B’ A F A’ O F’ (50) II Độ tụ thấu kính Công thức n 1 D 1 f R2 n0 R1 R1 ,R2 là bán kính các mặt cầu n/n0: chiết suất tỉ đối chất làm thấu kính môi trường Quy ước: Mặt cầu lồi R>0 Mặt cầu lõm R<0 Mặt phẳng R = ∞ Thấu kính hội tụ D>0 Thấu kính phân kì D<0 Đơn vị: điôp Kí hiệu: dp chú ý: f ( m) (51) II Độ tụ thấu kính Công thức n 1 D 1 f R2 n0 R1 Bài tập: Giả sử thấu kính hội tụ có chiết suất n = 1,5 đặt không khí Thấu kính hội tụ trên tạo mặt cầu có bán kính là R1 = 60 cm và R2 = 120 cm Hỏi độ tụ thấu kính và tiêu cự nó là bao nhiêu? Đáp số: f = 0,8 m D = 1,25 ñioâp (52) II Độ tụ thấu kính YÙ nghóa Độ tụ D càng lớn thì khả hội tụ chùm tia sáng qua thaáu kính caøng maïnh Chuù yù Hệ thấu kính mỏng , ghép đồng trục sát coi töông ñöông nhö moät thaáu kính coù tuï soá D D = D + D2 + D3 + … + D n (53) III Công thức thấu kính Xét hai tam giác đồng dạng BIJ vàFOJ, ta có: OJ OF OF IB (1) Xét hai tam giác đồng dạng B’JI vàF’OI, ta có: OI OF ' JB B JI ' (2) I F’ F A A’ O J B’ (54) III Công thức thấu kính Coäng (1) vaø (2) OJ OI OF OF ' JI IB JB 1 OF ( ' ) IB JB ' OJ OI JI maø ' B I F’ F A A’ O J B’ (55) III Công thức thấu kính Hay 1 ' IB JB OF Ñaët d OA 1 ' ' OA OA OF d ' OA ' f OF ' B I F’ F A A’ O J B’ (56) III Công thức thấu kính Ñaët d OA d ' OA ' f OF ' 1 d d' f B I F’ F A A’ O J B’ (57) III Công thức thấu kính Qui ước Thay các khoảng cách hình học trên các trị đại số d > với vật thật, d < với vật ảo d’ > với ảnh thật, d’ < với ảnh ảo f > với thấu kính hội tụ f < với thấu kính phân kì (58) Công thức độ phóng đại ảnh: A'B' d' k= =d AB Nếu k>0 thì ảnh và vật cùng chiều, trái tính chất Nếu k<0 thì ảnh và vật ngược chiều, cùng tính chất (59) Tính chất ảnh đặt vật vị trí khác thấu kính hội tụ Tính chaát vaät Vaät thaät Vò trí vaät Tính chaát aûnh Voâ cuøng Thaät AÛnh laø moät ñieåm saùng d’ = f d > 2f Thaät Nhoû hôn vaät f< d’ < 2f d = 2f Thaät Baèng vaät d’ = 2f f < d < 2f Thaät Lớn vật d’ > 2f d=f Thaät 0<d<f Vaät aûo d<0 AÛo Luoân luoân cho aûnh thaät Độ lớn ảnh so với vật Vò trí aûnh Voâ cuøng Lớn vật ld’| > d Nhoû hôn vaät d’ < f (60) Tính chất ảnh đặt vật vị trí khác thấu kính phân kì Tính chaát vaät Vaät aûo Vaät thaät Vò trí vaät Tính chaát aûnh Độ lớn ảnh so với vật Vò trí aûnh Voâ cuøng AÛo AÛnh laø moät ñieåm saùng |d| > 2|f| AÛo Nhoû hôn vaät |d| = |f| AÛo Baèng vaät |d| = |f| |f|<|d|<2 |f| AÛo Lớn vật |d| > 2|f| |d| = |f| Thaät 0<|d|<|f| Thaät Lớn vật ld’| > d Luoân luoân cho aûnh aûo Nhoû hôn vaät |d’| > |f| d>0 |d’| = |f| |f| <|d|< 2|f| Voâ cuøng (61) *CÁC ỨNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH Mắt kính Kính hiển vi Kính lúp Kính thiên văn (62) III Cuûng coá vaø vaän duïng Câu 1: Chọn phát biểu đúng Nhìn qua thaáu kính hoäi tuï ta thaáy aûnh cuûa vật thì ảnh đó a Luôn nhỏ vật b Luôn lớn vật c Luôn ngược chiều với vật d Có thể lớn hay nhỏ vật (63) III Cuûng coá vaø vaän duïng Caâu 2: Quan saùt moät vaät baèng thaáu kính Di chuyeån thaáu kính xa hay lại gần ta thấy ảnh nhỏ vật Thaáu kính naøy laø thaáu kính gì? a Thấu kính hội tụ b Thấu kính phân kì (64) III Cuûng coá vaø vaän duïng Câu 2: Chọn phát biểu đúng a Ảnh cho TKHT luôn lớn vật b Ảnh cho TKPK luôn lớn vật c Với TKHT, vật thật luôn cho ảnh thật d Với TKPK, vật thật luôn cho ảnh ảo (65) III Cuûng coá vaø vaän duïng Bài tập: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự laø cm Haõy cho bieát tính chaát cuûa aûnh đặt vật trước thấu kính và cách thấu kính a 12 cm? b cm? (66) (67)