Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý thpt chuyên đề hệ trực tâm trong quang học

HỆ TRỰC TÂM TRONG QUANG HỌC Lê Văn Tuyền THPT Chuyên Thái Bình Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUANG HỆ ĐỒNG TRỤC LÍ TƯỞNG I. Hệ trực tâm 1.1 Những định nghĩa cơ bản Các hệ quang học thường gồm những mặt phản xạ và khúc xạ ánh sáng ngăn cách nhau bởi những môi trường trong suốt, đồng chất. Một hệ quang học gồm các mặt cầu được gọi là đồng trục, nếu tâm của tất cả các mặt cầu này cùng nằm trên một đường thẳng. Đường thẳng này được gọi là quang trục chính của quang hệ. Một hệ quang học đồng trục được coi là lí tưởng, nếu một chùm tia sáng đồng qui đi qua nó vẫn còn là chùm đồng qui. Một hệ quang học đồng trục bất kì, nếu chỉ xét với các chùm tia gần trục cũng được coi là lí tưởng. Trên hình 1.1 biểu diễn một hệ quang học đồng trục lí tưởng có quang trục chính O1O4. Gọi MM và NN là các mặt khúc xạ ngoài cùng của quang hệ. Hình 1.1 Cho một chùm tia sáng tới quang hệ song song với quang trục chính. Những tia này được coi như xuất phát từ một điểm sáng nằm trên quang trục chính và ở xa vô cực. Sau khi đi ra khỏi hệ quang học lí tưởng chùm tia này vẫn còn là chùm đồng qui. Tùy thuộc vào hệ quang học cụ thể nó có thể là chùm hội tụ, chùm phân kì hay chùm song song (hình 1.1a). Điểm F nằm trên quang trục chính là Hình 1.2 giao điểm của những tia ra khỏi quang hệ, được gọi là tiêu điểm chính thứ hai của hệ. Như vậy tiêu điểm chính F có thể nằm ở phía sau hay phía trước hệ quang học, nó cũng có thể nằm ở bên trong hệ, F là điểm liên hợp với điểm nằm trên quang trục chính và ở xa vô cực trong không gian vật. Trang 1 Trong không gian vật cũng có điểm F nằm trên quang trục chính có tính chất sau đây: chùm tia sẽ xuất phát từ F (hay hội tụ tại F) sau khi đi ra khỏi quang hệ sẽ trở thành chùm tia song song với quang trục chính. Điểm F được gọi là tiêu điểm chính thứ nhất của hệ (hình 1.1b). Các mặt phẳng đi qua tiêu điểm chính F và F , vuông góc với các quang trục chính là các tiêu diện thứ nhất và thứ hai tương ứng của quang hệ. Tiêu diện thứ nhất là mặt phẳng liên hợp của mặt phẳng ở xa vô cực trong không gian ảnh; còn tiêu diện thứ hai là mặt phẳng liên hợp với mặt phẳng ở xa vô cực trong không gian vật. Một chùm tia sáng xuất phát từ một điểm bất kì nằm trên tiêu diện thứ nhất sau khi ra khỏi hệ quang học sẽ trở thành chùm tia song song, làm với quang trục chính một góc nào đó (hình 1.3). Bây giờ ta hãy xét hai mặt phẳng liên hợp nhau, vuông góc với quang trục chính. Giả sử vật là một đoạn thẳng AB có độ cao là y nằm trên mặt phẳng thứ nhất, thì ảnh của nó là AB có độ cao y sẽ nằm trên mặt phẳng thứ hai, hơn nữa ảnh AB có thể cùng chiều hoặc ngược chiều với AB, có thể lớn hơn, nỏ hơn hoặc bằng vật AB tùy theo vị trí của hai mặt phẳng liên hợp ta xét. Tỉ số giữa độ cao của ảnh và của vật xác định độ phóng đại dài: β Hình 1.3 y y Trong đó y và y là những độ dài đại số, tuân theo quy ước về dấu đã nói ở trên. Sau đây chúng ta sẽ chứng minh rằng, có thể tìm được hai mặt phẳng liên hợp, sao cho nếu vật nằm trên mặt phẳng này sẽ cho ảnh nằm trên mặt phẳng kia và có độ phóng đại dài β  1 . Thật vậy, ta vẽ tia đi qua tiêu điểm chính thứ nhất F đến mặt khúc xạ đầu tiên tại I (hình 1.4). Tia này ra khỏi mặt khúc xạ sau cùn tại điểm I và song song với quang trục chính. Khoảng cách OI có thể lớn hơn hay nhỏ hơn OI tùy thuộc vào tính chất của hệ, trong trường hợp hình vẽ thì OI  OI . Đường truyền thực của tia sáng bên trong quang hệ ta không cần biết đến. Ta lại vẽ tia 2 song song với quang trục chính và cách nó một khoảng cách OI đến Hình 1.4 Trang 2 gặp mặt khúc xạ đầu tiên tại K. Ra khỏi mặt khúc xạ cuối cùng của hệ tại điểm K , tia này qua tiêu điểm chính F (tia 2 ) . Bởi vì hệ quang học lí tưởng, nên chùm đồng qui (1-2) tới quang hệ mà điểm đồng qui là P, sau khi ra khỏi hệ vẫn còn là chùm đồng qui (1-2) mà điểm đồng qui là P . Bất kì một tia sáng nào đi qua P cũng có tia tương ứng đi qua P . Như vậy các điểm P và P là hai điểm liên hợp với nhau và P là ảnh của điểm P. Vẽ các mặt phẳng H và H đi qua các điểm P và P tương ứng, vuông góc với quang trục chính. Đoạn thẳng HP nằm trong mặt phẳng H cho ảnh tương ứng là HP nằm trong mặt phẳng H . Hơn nữa ảnh HP cùng chiều với vật HP và có cùng độ cao với vật ( HP  HP ). Như vậy, một vật bất kì nằm trong mặt phẳng H, qua quang hệ sẽ cho ảnh tương ứng nằm trong mặt phẳng H với độ phóng đại dài β  1 . Mặt phẳng H được gọi là mặt phẳng chính thứ nhất, còn mặt phẳng H được gọi là mặt phẳng chính thứ hai của hệ quang học đồng trục. Các giao điểm H và H của các mặt phẳng này với quang trục chính được gọi là các điểm chính thứ nhất và thứ hai tương ứng của hệ. Các mặt phẳng chính (các tiêu điểm chính) có thể cả hai nằm ở trong hệ hoặc bên ngoài hệ, cả hai cùng ở một phía của hệ hoặc một trong hai nằm ở trong hệ, điều đó phụ thuộc vào tính chất của từng hệ cụ thể. Khoảng cách từ tiêu điểm chính thứ nhất F đến điểm chính thứ nhất H của hệ là tiêu cự thứ nhất f của hệ ( HF  f ). Tương tự như vậy ta có tiêu cự thứ hai HF  f  ; f và f  là những độ dài đại số. Chúng là dương nếu tiêu điểm đang xét nằm bên phải hệ, ngược lại là âm. Nếu biết vị trí các mặt phẳng chính H , H và các tiêu điểm chính F, F của một quang hệ đồng trục nào đó, ta có thể dễ dàng dựng ảnh của một vật cho bởi quang hệ đó. Chẳng hạn ta dựng ảnh của đoạn thẳng AB vuông góc với quang trục chính. Vẽ từ B tí 1 song song với quang trục chính, nó cắt mặt phẳng chính H tại điểm P. Theo tính chất của các mặt phẳng chính, tia 1 , liên hợp với tia 1 phải đi qua điểm P của mặt phẳng chính H ( HP  HP ) là điểm liên hợp với P. Vì tia 1 song song với quang trục chính nên tia liên hợp 1 đi qua tiêu điểm chính F . Bây giờ cũng từ điểm B ta vẽ tia 2 đi qua tiêu điểm chính thứ nhất F, nó cắt mặt phăng chính H tại điểm I. Tia 2 liên hợp với tia 2 sẽ đi qua điểm I của mặt phẳng chính H , là điểm liên hợp của điểm I ( HI  HI ). Vì tia 2 đi qua tiêu điểm chính F, nên tia liên hợp 2 đi song song với quang trục chính. B là giao điểm của hai tia 1 và 2 nên là ảnh của điểm B và AB là ảnh của AB cho bởi quang hệ cũng vuông góc với quang trục chính. 1.2 Tiêu cự. Độ tụ Bây giờ ta hãy tìm mối liên hệ giữa các tiêu cự f và f  của hệ quang học đồng trục gồm các mặt cầu khúc xạ có chiết suất n của môi trường phía trước và chiết suất n  của môi trường phía sau quang hệ. Trên hình 1.6 ghi các giá trị dương của đoạn thẳng. Từ các tam giác đồng dạng FHI và BPI ta có: Trang 3 f s   y y  y (1.1) Tương tự, từ các tam giác đồng dạng PHF và PBI , ta có: f s  y y  y (1.2) f ys  f ys (1.3) Từ hai hệ thức trên rút ra: Vì s u  do đó: s u f yu  f yu (1.4) Theo định lí Lagrage – Helmholtz, ta có: yu n  yu n f n  f  n Vậy: Trong trường hợp phía trước và phía sau quang hệ có chiết suất như nhau, thì tiêu cự f và f  bằng nhau và ngược dấu: f = - f Đại lượng:  n n n n    f f f f (1.5) Hình 1.5 (1.6) (1.7) Là độ tụ của quang hệ. Độ tụ càng lớn thì tiêu cự f càng bé, do đó tia sáng càng bị khúc xạ mạnh bởi quang hệ. Độ tụ của quang hệ có thể dương âm hoặc bằng không. Khi   0 , thì f   0 , tiêu điểm F là ảnh thật của vật ở xa vô cực. Hệ quang học lúc này là một hệ hội tụ. Khi   0 , thì f   0 , tiêu điểm F là ảnh ảo của vật ở xa vô cực. Hệ quang học lúc này là một hệ phân kì. Khi   0 , thì f    , tiêu điểm F ở xa vô cực. Hệ quang học lúc này là một hệ vô tiêu. 1.3 Các công thức cơ bản Vị trí của vật AB có thể được đặc trưng bằng khoảng cách x tính từ F đến điểm A ( FA  x ), hoặc khoảng cách s từ điểm chính H ( HA  s ). Vị trí của ảnh Trang 4 AB cho bởi quang hệ được đặc trưng bởi khoảng cách x  tính từ F ( FA  x ), hoặc bằng khoảng cách s tính từ F tới A ( HA  s ). Cần chú ý rằng các đại lượng x, x, s, s, f, f  là những độ dài đại số. Chúng ta tìm mối liên hệ giữa đại lượng x  xác định vị trí ảnh với đại lượng x, xác định vị trí của vật và các tiêu cự f và f  của hệ. Từ các tam giác đồng dạng có đỉnh tại F (hình 1.5) ta có hệ thức: AB y  HI  y (1.8) Tương tự, từ các tam giác đồng dạng có đỉnh chung tại F , ta có: HP y f   AB y x Từ hai hệ thức trên, ta có: xx  ff  (1.9) (1.10) Biểu thức (1.10) là công thức Newton. Trong trường hợp f   f , công thức Newton sẽ có dạng: xx  f 2 (1.11) Từ công thức này, ta dễ dàng chuyển sang tìm mối liên hệ giữa các khoảng cách s và s , tính từ các điểm chính H và H tương ứng. Từ hình 1.5, ta thấy (-x) = (-s) – (-f) Tức là: x = s – f Tương tự: x  s - f  Thay các biểu thức của x và x  và công thứ (1.11), làm vài phép biến đổi, cuối cùng ta được: f f  1 s s (1.12) Biểu thức (1.12) là công thức Gauss. Trong trường hợp f   f , công thức (1.12) trở thành: 1 1 1   s s f  (1.13) Các công thức (1.10 – 1.13) là những công thức cơ bản của hệ quang học đồng trục. Trang 5 1.4 Độ phóng đại dài Từ các công thức (1.8) và (1.9), ta có các công thức của độ phóng đại dài β cho bởi quang hệ đồng trục: β y f x   y x f (1.14) Nếu biểu diễn β theo s và s , thì từ định lí Lagrange – Helmholtz ta có: y nu  y nu Nhưng u s  , nên: u s β y ns  y ns (1.15) Trong đó n và n  là chiết suất của môi trường trước và sau hệ tương ứng, β  0 , tức là y và y cùng dấu, nên ảnh cùng chiều với vật; β  0 , tức là y ngược dấu với y , nên ảnh ngược chiều với vật. Để dựng ảnh của một điểm nằm ngoài quang trục chính, ta chỉ cần dựng hai trong ba tia sau đây: a) Tia song song với quang trục chính, ra khỏi quang hệ liên hợp và nó đi qua tiêu điểm chính thứ hai F . b) Tia tới đi qua tiêu điểm chính thứ nhất F, sau khi đi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó song song với quang trục chính. c) Nếu môi trường trước và sau quang hệ có chiết suất như nhau thì tia tới đi qua điểm chính thứ nhất H, sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó sẽ đi qua điểm chính thứ hai H và song song với tia tới. Hình 1.6 II. GHÉP HAI QUANG HỆ ĐỒNG TRỤC 1. 1 Phương pháp giải Nếu hai hệ đồng trục được đặt hệ này sau hệ kia trên cùng một trục, chúng sẽ tạo thành một hệ quang học đồng trục duy nhất. Nếu biết vị trí của các tiêu điểm chính, các điểm chính của từng hệ và khoảng cách giữa các hệ, ta có thể xác định được các vị trí các tiêu điểm chính của hệ lớn. Giả sử ghép hai thấu kính mỏng có các tiêu cự f1, f1, f2 , f2 và vị trí các điểm chính H1, H1 , H2 , H2 thành một hệ có khoảng cách giữa các thấu kính là d. Trong trường hợp này các điểm chính của mỗi thấu kính trùng nhau; H1 trùng với H1 , H 2 trùng với H2 , khoảng cách d là khoảng cách giữa các mặt phẳng chính, nghĩa là: Trang 6 d  f1    f 2 Đối với thấu kính trong không khí: n1  n 2  n3  1; f1  f1; f 2  f 2, do đó : d  f1  f 2   Bây giờ ta tìm tiêu cự và vị trí các điểm chính của hệ ghép. Có thể có những cách tính khác nhau. Một trong những cách tính đó là áp dụng công thức thấu kính mỏng lần lượt cho từng thấu kính khi vật ở xa vô cực. Ở đây muốn giới thiệu một phương pháp tính khác. Trước hết bằng cách dựng ảnh thông thường ta sẽ xác định được các tiêu điểm chính F và F và các điểm chính H và H của hệ (hình 1.7). Tia thứ nhất đi song song với trục chính, sau khi đi qua hệ 1 gặp hệ 2 tại K. Dựng trục phụ và ta vẽ được tia ló ra khỏi hệ 2. Kéo dài phương tia tới thứ nhất gặp tia ló này tại P . Từ P vẽ tia song song với trục chính đi ngược trở lại, tia này gặp hệ 1 tại M, sau khi ló ra tại hệ 1 sẽ cắt tia thứ nhất tại điểm P. Hình 2.11 Rõ ràng P và P là vật và ảnh tương ứng có độ phóng đại + 1. Từ đó ta tìm được vị trí các mặt phẳng chính và các tiêu điểm chính của hệ ghép.  Gọi FH  f , HF  f, FF 1 2  .   Để tính f  , ta xét các tam giác đồng dạng: FHP và F2H2I ; FF và FH , 1 2C 1 1Q ta có:  f   HP f 2 f HP f1f 2 f1f 2  HP 2   HI2 F2C H1Q    f   f1f 2 f1f 2   d  f1  f 2 (1.16) Cũng vẽ hình và tính toán tương tự, ta có: f  f1f 2 f1f 2   d  f1  f 2 (1.17) Vậy, độ tụ của hai thấu kính trong không khí bằng:   1  2  d12 Trang 7 (1.18) Đối với hệ gồm hai thấu kính dương ( 1  0, 2  0 ), độ tụ của hệ có thể dương hoặc âm tùy thuộc vào giá trị của d. Khi d = 0, nghĩa là hai thấu kính ghép sát nhau, độ tụ của hệ bằng tổng độ tụ của hai thấu kính tạo thành hệ.   1  2 Vị trí các điểm chính H ( sH  HH 1 ) và H ( s H  H2 H ) được xác định từ hình 1 1.7: sH  f  x F  f1 và sH  f   x F  f 2 x F được tính từ công thức Newton áp dụng cho thấu kính thứ hai:   .x F  f 2f 2 F2 F  x F   Tính toán tương tự, ta có: FF1  x F  f1f1  f1f1 .  Thay các giá trị của x F , x F , f, f  và chú ý rằng d    f 2  f1 ta được: f1  (1.19) f 2  (1.20) f1 f 2 f (1.21) f  d 2  f 2 (1.22) f   d 1  f1 (1.23) s H  d s H  d Từ (1.16) ta có:  Thay (1.21) vào (1.19), ta có: sH  d s H  d Phần 2: MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA Bài 1: Cho hệ thấu kính đồng trục O 1,O2 đặt cách nhau d = 25cm; O1 là thấu kính phân kì có tiêu cự f1 = - 10cm, O2 là thấu kính hội tụ có tiêu cự f2 = 10cm. Một vật sáng AB đặt vuông góc với quang trục chính và cách O1 một đoạn 15cm. a. Xác định vị trí và tính chất của ảnh AB qua hệ thấu kính. Trang 8 b. Xác định các mặt phẳng chính, các tiêu cự và tiêu điểm chính của hệ hai thấu kính. Dựng ảnh AB của hệ ghép hai thấu kính. Bài giải: Ta có sơ đồ tạo ảnh như sau: Ảnh của vật AB qua thấu kính O1 là AB , ảnh AB lại chính là vật khi xét thấu kính O2 cho ảnh cuối cùng là AB . O1 O2 AB . AB A1B1  d1  d1 d 2  d2 Ta có: d1  d1f1 15(10)   6  0. d1  f1 15  (10) Suy ra ảnh qua thấu kính O 1 là ảnh ảo. d 2  d  d1  25  6  31cm. Ảnh của AB qua thấu kính O 1 là AB lại chính là vật thật đối với thấu kính O2. Hình 2.13 d2  d 2f 2 31.10 310    0  ảnh AB là ảnh thật. d 2  f 2 31  10 21 Trang 9  310    d  d   6   4 β  β1β 2    1   2        21     0  ảnh và vật ngược 21  d1  d 2   15   31    chiều. β Ngoài ra: AB 4 4    AB   AB. 21 21 AB a. Ta ghép hai hệ thấu kính trên thành một hệ ghép duy nhất với hai mặt phẳng chính và tiêu cự được xác định như sau: Áp dụng các công thức đã biết ta có: f   HF   f1f 2 ff ; f  HF  1 2 ;   FF  25cm. 1 2   Thay số ta được: f   f1f 2  10 10  4cm; f  f1f 2   10 10  4cm.   25  25 Ta có: f f s H  O1H  d 1 ; s H  O 2H  d 2 .   Thay số ta được: s H  O1H  d s H  O 2 H  d f1  10   10cm.  25  25 f 2  10   10cm.  25  25 Ta có s  HA = -25cm; f   4cm . Sử dụng công thức (1.13) ta có thể tìm s  HA một cách dễ dàng: 1 1 1 1 1 1 1 1 21         , s s f  s s f  25 4 100 Hay: s  100 cm ; Theo cách giải lần lượt qua từng thấu kính: 21 s  HA  310 100  10  cm. 21 21 Qua các kết quả đã tính toán ở trên ta được hình vẽ sau: Trang 10 Hình 2.14 Khi dựng ảnh AB của hệ ghép ta cũng được ảnh AB tương tự với độ phóng đại như đã tính toán ở Bài a. Hệ ghép tương đương với hệ thấu đã cho. Bài 2: Hai thấu kính mỏng phẳng – lồi giống nhau, chiết suất n = 1,5 và có bán kính mặt lồi là R = 1,5a được đặt đồng trục với nhau, khoảng cách giữa chúng 2 bằng tiêu cự của thấu kính. Đặt một vật sáng nhỏ AB vuông góc với trục chính 3 và thấu kính thứ nhất một khoảng 4a. a. Tìm vị trí, độ lớn, tính chất của ảnh qua thấu kính. b. Xác định vị trí của các mặt phẳng chính, các tiêu cự và các mặt phẳng chính của hai thấu kính. Bài giải: a. Ta dựng ảnh của vật AB qua từng thấu kính với sơ đồ sau: Áp dụng công thức:  1 1 1 1     n  1    với n = 1,5 và R1= ∞, R2 = 1,5a. f1 f 2  R1 R 2   f1  f 2  R 2 1,5a   3a. n  1 0,5 Qua thấu kính cho ảnh thật: d1  d1f1 4a.3a   12a  0 . d1  f1 4a  3a Trang 11 2 d 2  d  d1  f1  12a  2a  12a  10a  0 đi qua thấu kính O 2 là vật ảo. 3 d  d 2f 2 10a.3a 30a    0 ảnh của vật ảo qua thấu kính O 2 là ảnh thật. d 2  f 2 10a  3a 13 Ta có độ phóng đại ảnh:  30a   d1  d2   12a    13  9 β             0 ảnh qua hệ thấu kính ngược    13  d1  d 2   4a   10a    chiều với vật. Ta có: β  13 AB 9 vậy vật cao gấp và ngược chiều với ảnh.  13 AB 9 a. Áp dụng các công thức đã biết, ta có: HF  f    f1f 2 ff và f  HF  1 2 . Δ Δ 2   d  f 2  f1  .3a  3a  3a  4a. 3 Với: f  9a 2 9a 9a 2 9a   ; f    .  4a  4  4a  4 Với f và f  lần lượt là tiêu cự vật và ảnh của hệ ghép hai thấu kính. Ta còn có: s H  d f1 2 3a 3 f 2 3a 3   .3a  a; s H  d 2  .3a   a.  3  4a  2  3  4a  2 Dựa trên các tìm các mặt phẳng chính và các tiêu điểm chính ở trên, và cách dựng ảnh của AB qua hệ quang học đồng trục được ghép bởi hai hệ trên, ta được hình vẽ như sau: Trang 12 Hình 2.15 Bài 3: Cho hệ đồng trục như hình vẽ: (L1) có f1 = 10cm. (L2) có f2 = 5cm. d = 5cm, d 1 = 5cm. AB = 2,5cm a. Vẽ ảnh bằng cách thông thường và tìm các mặt phẳng chính và các tiêu điểm chính sau đó vẽ ảnh qua hệ lớn. Hình 2.16 b. Tìm d là khoảng cách giữa hai thấu kính để ảnh cuối có độ lớn không phụ thuộc vào vị trí đặt vật? Bài giải: Dựa vào các giả thuyết mà đề bài đã cho ta có thể tính toán được: d1 = 5cm; d1  d1f1 5.10   10cm. d1  f1 5  10 d 2  d  d1  5   10   15cm; d2  Trang 13 d 2f 2 15.5   7,5cm. d 2  f 2 15  5 Hình 2.17 Ta có độ phóng đại ảnh:  d  d   10  7,5  β    1   2         1.  d1  d 2   5  15  Vậy ảnh cuối cùng bằng vật và ngược chiều với vật. A2B2 = AB = 2,5cm. Ta có thể vẽ ảnh qua từng thấu kính như trên. Ta có vị trí các mặt phẳng chính và các tiêu điểm chính, các tiêu cự của hệ lớn như sau: f1 10  5.  5cm.  5  10  5 f 5 s H  H 2 H  d 2  5.  2,5cm.  5  10  5 s H  HH1  d f f1f 2  5cm; f   f  5cm.  Trong đó: H1  H1  O1; H2  H2  O2 . Ta có s  HA = -10cm; f   5cm . Sử dụng công thức (1.13) ta có thể tìm s  HA một cách dễ dàng: 1 1 1 1 1 1 1 1 1         , s s f  s s f  10 5 10 Hay: s  10cm ; Theo cách giải lần lượt qua từng thấu kính: Trang 14 s  HA  7,5  2,5  10cm. Từ hai cách giải đều có kết quả trùng khớp nhau. Ảnh cuối cùng qua hệ lớn: Hình 2.18 b. Ta có: d 1, d là biến số. β A 2B2 f1f 2  . AB d1  d  f1  f 2   df1  f1f 2 Để ảnh cuối cùng không phụ thuộc và vị trí đặt vật thì β = const. Hay: Suy ra: d  f1  f 2 = 0. d  f1  f2  15cm. Đây là hệ vô tiêu. Trang 15 Một số bài tập tự giải Bài 1: Cho hệ đồng trục như hình vẽ: L1 có f1 = - 12cm; L2 có f2 = -12cm; d = 12 cm. 01 02 d Tìm vị trí các mặt phẳng chính, các tiêu cự và các điểm chính của hệ hai thấu kính. Dựng ảnh. Bài 2: Cho hai thấu kính được đặt đồng trục lien tiếp nhau: thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự 25cm và thấu kính phân kì L2 có tiêu cự 25cm. Hai thấu kính cách nhau một đoạn d =100cm. Một vật AB = 1cm được đặt vuông góc với quang trục của hệ và cách L1 là 40cm. Tìm vị trí các mặt phẳng chính, các tiêu cự và các điểm chính của hệ hai thấu kính và hệ số phóng đại của ảnh cuối cùng. Dựng ảnh. Bài 3: Cho hai thấu kính phân kì giống hệt nhau được đặt đồng trục liên tiếp có tiêu cự 30cm. Hai thấu kính cách nhau một đoạn d = 40cm. Một vật AB được đặt vuông góc với quang trục của hệ và cách L1 là 30cm. Tìm vị trí các mặt phẳng chính, các tiêu cự và các điểm chính của hệ hai thấu kính và hệ số phóng đại của ảnh cuối cùng. Dựng ảnh. Bài 4: Một hệ quang học gồm một thấu kính (L1) có tiêu cự f1 = 6cm và một thấu kính phân kì có tiêu cự f2 = - 4cm, đặt cách nhau một khoảng d = 3cm. Xác định tiêu cự và các cơ điểm của hệ. Vẽ ảnh của vật AB, đặt trước AB, đặt trước (L1) và rất xa (L2). Bài 5: Một vật kính chụp xa gồm một thấu kính hội 01 có D1 = 10dp và một thấu kính phân kỳ 02 có D = -10dp đặt sau 01 và cách 01 một khoảng d có thể thay đổi được Hãy xác định a. Tiêu cự và các cơ điểm của hệ khi d = 4cm b. Khoảng cách d giữa hai thấu kính, sao cho tỷ số giữa tiêu cự của hệ với khoảng cách l giữa O 1 và tiêu điểm sau, đạt cực đại . Tính tỷ số cực đại đó Trang 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bùi Quang Hân – Trần Văn Bồi – Nguyễn Văn Minh – Phạm Ngọc Tiến, Giải toán Vật lí 11 (Quang hình), Nhà xuất bản Giáo dục, 1999. 2. Đặng Ngọc Mai (chủ biên) – Nguyễn Phúc Thuần – Lê Trọng Tường, Bài tập Vật lí đại cương (tập 2) , Nhà xuất bản Giáo dục, 2001. 3. Đặng Thị Mai, Quang học, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998. 4. Vũ Thanh Khiết, Một số phương pháp chon lọc giải các bài toán Vật Lí sơ cấp, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 1998. 5.Ngô quốc quýnh. Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT Quang học 1, Nhà xuất bản giáo dục 2009 Trang 17