Giải vật lí 9 bài 45: Ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì

Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài

Giải câu  1,2: Bố trí thí nghiệm như hình 45.1...

Bố trí thí nghiệm như hình 45.1, để quan sát ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì.

Vật và màn đều được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự khoảng 12cm.

C1. Hãy làm thí nghiệm để chứng tỏ rằng không thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi vị trí của vật.

C2. Làm thế nào để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì ? Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo ? Cùng chiều hay ngược chiều với vật. 

C1. Thí nghiệm chứng tỏ không thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi giá trị của vật: Đặt vật trước thấu kính, màn hứng sát thấu kính. Từ từ di chuyển màn để xem ảnh của vật có hiện trên màn không, sau đó thay đổi vị trí vật xem ảnh có hiện không

C2. Để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì ta đặt mắt trên đường kéo dài của tia ló, ảnh đó là ảnh ảo, cùng chiều với vật.

Giải câu 3: Dựa vào kiến thức đã học ở bài trước...

Dựa vào kiến thức đã học ở bài trước, hãy nêu cách dựng ảnh của vật AB qua thấu kính phân kì. biết AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính.

Muốn dựng ảnh A'B' của vật AB qua thấu kính phân kì (AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính) , chỉ cần dựng ảnh B' của B. B' là giao điểm của đường thẳng BO và đường kéo dài của tia ló, từ B' hạ đường vuông góc xuống trục chính, ta có điểm A'

Từ B kẻ đường thẳng song song với trục chính, cắt thấu kính tại điểm K, FK cắt BO tại điểm B'

Từ B' kẻ đường thẳng vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A'

Giải câu 4: Trên hình 45.2 cho biết vật AB...

Trên hình 45.2 cho biết vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA = 24cm.

+ Hãy dựng ảnh A'B' của vật AB tạo bởi thấu kính đã cho.\

+ Dựa vào hình vẽ, hãy lập luận để chứng tỏ rằng ảnh này luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Nhìn vào hình vẽ ta thấy dù di chuyển vật ra xa hay lại gần thì đường BK luôn không đổi, do đó FK là đường kéo dài của tia ló không đổi, chỉ có BO thay đổi nhưng luôn cắt FK tại 1 điểm, do đó B' luôn nằm trong đoạn FK

=> Ảnh luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Giải câu 5: Đặt vật AB trước một thấu kính...

Đặt vật AB trước một thấu kính có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm, A nằm trên trục chính. Hãy dựng ảnh A'B' của AB. Dựa vào hình vẽ để nêu nhận xét về độ lớn của ảnh so với vật trong hai trường hợp:

+ Thấu kính là hội tụ

+ Thấu kính là phân kì 

+ Thấu kính là hội tụ:  d < f 

,

  Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

+ Thấu kính là phân kì 

Ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì là ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật

Hướng dẫn giải các bài tập cuối bài

Giải câu 6: Từ bài toán trên, hãy cho biết ảnh...

Từ bài toán trên, hãy cho biết ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có đặc điểm gì giống nhau, khác nhau. Từ đó hãy nêu cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì.

Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì: Đặt ngón tay ở phía trước và gần thấu kính sao cho có ảnh ảo, nếu thấy hình ảnh của ngón tay  nhìn qua kính lớn hơn so với mắt nhìn thì là thấu kính hội tụ, nếu hình ảnh của ngón tay nhìn qua thấu kính nhỏ hơn so với mắt nhìn thì là thấu kính phân kì

Giải câu 7: Vận dụng kiến thức hình học...

Vận dụng kiến thức hình học, tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong hai trường hợp ở C5 khi vật có chiều cao h = 6mm

+ Thấu kính là hội tụ

OA = 8cm, OF = OF' = 12cm, AB = 6mm

Ta có $\Delta$OAB   $\Delta$OA'B', $\Delta$B'BK  $\Delta$B'OF'

$\Leftrightarrow$ $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{OB}{OB'}=\frac{OF'-BK}{OF'}$

$\Leftrightarrow$  $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{12-8}{12}=\frac{1}{3}$

=> A'B' = 3.AB = 3.h = 3.6 = 18 (mm), OA' = OA.3 = 24 (cm)

+ Thấu kính là phân kì 

OA = 8cm, OF = OF' = 12cm, AB = 6mm

Ta có $\Delta$OAB   $\Delta$OA'B', $\Delta$B'BH  $\Delta$B'OF

$\Leftrightarrow$ $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{OB}{OB'}=\frac{BH+OF}{OF}$

$\Leftrightarrow$  $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{12+8}{12}=\frac{5}{3}$

=> A'B' = $\frac{3}{5}$.AB = $\frac{3}{5}$.6 = 3,6 (mm) ; OA' = $\frac{3}{5}$.8 = 4,8 (cm)

Vậy với thấu kính hội tụ: A'B' = 18mm, OA' = 24cm ; với thấu kính phân kì: A'B' = 3,6mm , OA' = 4,8cm

Giải câu 8: Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở phần...

Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài:" Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn hay nhỏ hơn khi nhìn mắt bạn lúc đang đeo kính"

Nếu Đông bỏ kính ra, ta thấy mắt bạn to hơn khi nhìn mắt bạn lúc đeo kính vì bạn Đông bị cận thị nặng nên đeo kính phân kì, kính phân kì cho ảnh ảo lớn hơn vật thật.