Tài liệu Bài giảng bài thấu kính mỏng vật lý 11

Bài 29 THẤU KÍNH MỎNG Giáo viên: NGUYỄN ANH TUẤN I. THẤU KÍNH PHÂN LOẠI THẤU KÍNH Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng. Theo hình dạng, thấu kính gồm hai loại: Thấu kính lồi (còn gọi là thấu kính rìa mỏng).  Thấu kính lõm (còn gọi là thấu kính rìa dày).  Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 I. THẤU KÍNH PHÂN LOẠI THẤU KÍNH Trong không khí: Thấu kính lồi tạo ra chùm tia ló hội tụ khi chùm tia tới là chùm tia song song, nên thấu kính lồi được gọi là thấu kính hội tụ. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 I. THẤU KÍNH PHÂN LOẠI THẤU KÍNH Thấu kính lõm tạo ra chùm tia ló phân kì khi chùm tia tới là chùm tia song song, nên thấu kính lõm được gọi là thấu kính phân kì. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ 1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện a) Quang tâm Đối với thấu kính mỏng, tồn tại một điểm O mà mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. O được gọi là quang tâm của thấu kính. O Trục chính Mọi tia tới đi qua quang tâm của thấu kính đều truyền thẳng Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ b) Tiêu điểm. Tiêu diện Khi chiếu tới thấu kính hội tụ một chùm tia tới song song thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại một điểm. Điểm này được gọi là tiêu điểm ảnh . Tiêu điểm ảnh chính được kí hiệu F’ Tiêu điểm ảnh phụ được kí hiệu F’n Các tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ đều là tiêu điểm ảnh thật. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ Trên mỗi trục của thấu kính còn có một điểm mà nếu một chùm sáng xuất phát từ đó thì chùm tia ló sẽ song song. Điểm đó là tiêu điểm vật F. Tiêu điểm vật chính được kí hiệu F. Tiêu điểm vật phụ được kí hiệu Fn. Tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật trên một trục nằm đối xứng với nhau qua quang tâm. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo thành tiêu diện. Mỗi thấu kính có hai tiêu diện: tiêu diện ảnh và tiêu diện vật. O F Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 F’ II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ 2. Tiêu cự. Độ tụ Khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm của thấu kính được gọi là tiêu cự f. f  OF' f là một giá trị đại số. Với thấu kính hội tụ thì tiêu cự f > 0. f được tính bằng mét (m). Độ tụ của thấu kính: 1 D f D được tính bằng diop (dp). Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 III. KHẢO SÁT THẤU KÍNH PHÂN KÌ Các thông số của thâu kính phân kì cũng được xác định tương tự như thấu kính hội tụ, chỉ lưu ý một số điểm sau: Các tiêu điểm và tiêu diện của thấu kính phân kì là ảo. Tiêu cự và độ tụ của thấu kính phân kì có giá trị âm. O F’ Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 F IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 1. Khái niệm ảnh và vật trong Quang học Ảnh điểm là điểm đồng qui của chùm tia ló hoặc là đường kéo dài của chúng. Một ảnh điểm là: thật nếu chùm tia ló là chùm tia hội tụ; ảo nếu chùm tia ló là chùm tia phân kì. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 1. Khái niệm ảnh và vật trong Quang học Vật điểm là điểm đồng qui của chùm tia tới hoặc là đường kéo dài của chúng. Một vật điểm là: thật nếu chùm tia tới là chùm tia phân kì; ảo nếu chùm tia tới là chùm tia hội tụ. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 2. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính Với ba tia sáng đặc biệt: Tia tới đi qua quang tâm O sẽ truyền thẳng. Tia tới song song với trục chính sẽ cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F’ (với thấu kính hội tụ), hoặc có đường kéo dài qua F’ (với thấu kính phân kì). Tia tới đi qua tiêu điểm vật F (với thấu kính hội tụ), hoặc có đường kéo dài qua F (với thấu kính phân kì) sẽ cho tia ló song song với trục chính. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH S S O F’ S’ F’ F S’ Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 O F IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH Với tia sáng có phương bất kì: ta xác định trục phụ song song với tia sáng tới, giao điểm của trục phụ này với tiêu diện ảnh chính là tiêu điểm ảnh phụ cần xác định F’1. khi đó tia ló sẽ đi qua tiêu điểm phụ này (đối với thấu kính hội tụ), hoặc có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ (đối với thấu kính phân kì). F’ F F’1 F’ O F’1 Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 O F IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH Để vẽ ảnh của một vật qua thấu kính ta sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt hoặc một tia sáng đặc biệt và một tia sáng có phương bất kì. B B O A F’ B’ A’ A F F’ A’ O F B’ Quy ước: vật được kí hiệu bởi một mũi tên AB, ảnh là mũi tên A’B’, được vẽ liền nét nếu là thật và vẽ nét đứt nếu là ảo. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH Khoảng cách vật d: d  OA vật thật: d > 0 vật ảo: d < 0. Khoảng cách ảnh d’: d'  OA' ảnh thật: d’ > 0 ảnh ảo: d’ < 0. A' B' Chiều và độ lớn của ảnh được xác định: k AB k được gọi là hệ số phóng đại ảnh. Nếu k > 0: Vật và ảnh cùng chiều. Nếu k < 0: Vật và ảnh ngược chiều. Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH 1. Công thức xác định vị trí ảnh 1 1 1   d d' f 2. Công thức xác định độ phóng đại ảnh d' k d Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 VI. CÔNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3 VI. CÔNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH Nguyễn Anh Tuấn_Trường Văn Hoá 3