Đáp án Vật lí 9 cánh diều Bài 6: sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

BÀI 6: SỰ TẠO ẢNH QUA THẤU KÍNH. KÍNH LÚP

Mở đầu: Quan sát bông hoa qua thấu kính hội tụ, ta thấy bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp (Hình 6.1). Vì sao lại như vậy?

Hướng dẫn chi tiết:

• Kính lúp được sử dụng để tạo ảnh ảo lớn hơn và cùng chiều với vật. Đặt mắt để đón chùm tia ló và quan sát ảnh này.
• Mỗi kính lúp có các thông số khác nhau được ghi trên kính lúp: 2x, 3x,... Thông số này cho biết khả năng phóng to ảnh của vật qua kính lúp. Vì vậy, khi dùng kính lúp nhìn bông hoa thì bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp.

I. ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH

Câu 1: Lấy ví dụ về các trường hợp nhìn thấy được ảnh của vật qua thấu kính trong thực tế.

Hướng dẫn chi tiết:

Ví dụ: Kính lúp, máy ảnh, kính mắt, kính thiên văn,…

Câu 2: Vẽ ảnh của điểm sáng S và vật sáng AB vào vở trong một số trường hợp sau. Trong mỗi trường hợp chỉ ra đâu là ảnh ảo đâu là ảnh thật. Nhận xét về chiều và độ lớn của ảnh so với vật

Hướng dẫn chi tiết:

• TH1: Ảnh thật, ngược chiều, ảnh lớn hơn vật.
• TH2: Ảnh ảo, cùng chiều, ảnh nhỏ hơn vật.

Câu 3: Từ kết quả xác định ảnh trong mỗi trường hợp trên, nêu điều kiện về vị trí đặt vật trước thấu kính để ảnh thật hoặc ảnh ảo.

Hướng dẫn chi tiết:

• Kính hội tụ:
• d > 2f :Ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật.
• f < d < 2f: Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.
• 0 < d < f: Ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.
• Kính phân kỳ: Mọi vị trí trước thấu kính: Ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.

Câu 4: Tìm hiểu cách vẽ ảnh của vật sáng AB không vuông góc với trục chính của thấu kính ở hình 6.4.

Hướng dẫn chi tiết:

• Bước 1: Vẽ hai tia sáng đặc biệt: Tia sáng 1: Đi từ A qua quang tâm O của thấu kính, tia này đi thẳng không đổi hướng. Tia sáng 2: Đi từ A song song với trục chính, tia này sẽ đi qua tiêu điểm F' của thấu kính.
• Bước 2: Xác định điểm giao nhau của hai tia sáng sau khi qua thấu kính: Gọi điểm giao nhau của hai tia sáng là A'.
• Bước 3: Nối A' với B bằng một đường thẳng, đây là ảnh của vật AB.

Câu 5: Khi dịch chuyển màn chắn trong thí nghiệm, trường hợp nào không tìm được vị trí ảnh cho rõ nét trên màn chăn?

Hướng dẫn chi tiết:

Không thể tìm được vị trí ảnh rõ nét trên màn chắn trong trường hợp vật đặt trước tiêu điểm (d < F).

II. VỊ TRÍ VÀ KÍCH THƯỚC CỦA ẢNH QUA THẤU KÍNH HỘI TỤ.

Câu 1: Với hình 6.3 hãy chỉ ra các cặp tam giác đồng dạng. Viết các tỉ số đồng dạng của mỗi cặp tam giác đó.

Hướng dẫn chi tiết:

△A'B'C' và △ABF: Tỉ số đồng dạng: (A'B')/(AB) = (A'F)/(AF) = (B'C')/(BF).

Câu 2: Một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10 cm. Đặt vật ở đâu để thu được ảnh cao bằng vật? Nhận xét tính chất ảnh.

Hướng dẫn chi tiết:

• Để có ảnh cao bằng vật, vật phải đặt ở vị trí d = 2f
• Tính chất ảnh: Ảnh thật, ngược chiều, bằng vật.

Câu 3: Đặt một vật cao 8 mm trước thấu kính hội tụ. Ảnh hứng được trên màn cách thấu kính 12cm, cao 3,2cm, vuông góc với trục chính.

1. a) Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính.
2. b) Tìm tiêu cự của thấu kính.

Hướng dẫn chi tiết:

1. a) h/h’ = d/d’ <=> 0.8 / 3.2 = d / 12 ® d = 3 (cm)
2. b) 1/f = 1/d + 1/d’ ® f = 2,4 (cm)

III. THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ĐO TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ

Câu 1: Dựa vào hình vẽ, em chứng tỏ trong trường hợp vật cách thấu kính d = 2f  thì ảnh cách thấu kính  d’ = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

Hướng dẫn chi tiết:

Quy ước: 1 ô = 1 cm

Ta có: OF = 3 cm; AB = 2 cm; OA = 6 cm = 2.OF hay d = 2f

Dựa vào hình vẽ, ta nhận thấy

OA' = 6 cm = 2.OF hay d' = 2f

A'B' = 2 cm = AB

® Vật cách thấu kính d = 2f thì ảnh cách thấu kính d' = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

IV. KÍNH LÚP

Câu 5: Nêu một số trường hợp dùng kính lúp.

Hướng dẫn chi tiết:

Ví dụ: Đọc sách, thiết kế và sản xuất, nhìn các đối tượng nhỏ hoặc từ xa, phẫu thuật, giải trí,….

Vận dụng: Người già thường đeo kính là thấu kính hội tụ để đọc sách. Nếu thấu kính có tiêu cự f = 50cm thì cần đặt sách cách thấu kính bao nhiêu để ảnh của các dòng chữ trên sách cách thấu kính 50cm?

Hướng dẫn chi tiết:

• Cần đặt sách cách thấu kính 50cm để ảnh của các dòng chữ trên sách cách thấu kính 50cm.
• Vị trí đặt sách và ảnh tạo thành một tam giác vuông với góc vuông tại vị trí vật.
• Ảnh của các dòng chữ sẽ được tạo thành ở đỉnh góc vuông, tức 50cm xa thấu kính.
• 1/50 = 1/d + 1/50 ® d = 50(cm)