Hệ thấu kính

Lý thuyết

Câu C1 trang 192 SGK Vật lý 11

Chứng tỏ rằng, với hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau ta luôn có:

d2 = -d1'

Hướng dẫn giải

Sơ đồ tạo ảnh của hệ hai thấu kính đồng trục:

\(\mathop {AB}\limits_{{d_1}}  \to \mathop {{A_1}{B_1}}\limits_{{d_1}}  \to \mathop {{A_2}{B_2}\left( {{L_1}} \right)}\limits_{{d_2}}  \to \left( {{L_2}} \right)\) .

Trong đó: .\(\dfrac{1}{{{f_1}}} = \dfrac{1}{{{d_1}}} + \dfrac{1}{{{d_1}}};\,\dfrac{1}{{{f_2}}} = \dfrac{1}{{{d_2}}} + \dfrac{1}{{{d_2}}}\,\,\left( 1 \right)\) .

Trường hợp hai thấu kính ghép sát nhau hệ tương đương với một thấu kính có độ tụ:

\(D = {D_1} + {D_2} \Rightarrow \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{{{f_1}}} + \,\dfrac{1}{{{f_2}}}\,\,\,\left( 2 \right)\)

Có sơ đồ tạo ảnh :

\(\mathop {AB}\limits_{{d_1}}  \to \mathop {{A_2}{B_2}}\limits_{{d_2}} \,\,\left( {{L_1}} \right)\)

\( \Rightarrow \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{{{d_1}}} + \dfrac{1}{{{d_2}}}\,\,\,\left( 3 \right)\)

Từ (1); (2) và (3) suy ra:

\(\dfrac{1}{{{d_1}}} + \dfrac{1}{{{d_2}}} = 0 \Rightarrow {d_2} =  - {d_1}\)   ( ĐPCM)

\({d_1} + {d_2} = {O_1}{O_2} = 1\)

(bằng khoàng cách giữa hai thấu kính)

Câu C2 trang 193 SGK Vật lí 11

Hãy xét các trường hợp khác nhau và thiết lập hệ thức: \(d_2=l-d_1'\)

Xét trường hợp \(l=0\)

Hướng dẫn giải

+ Trường hợp 1:

Ta thấy: \(d_1'+d_2=l\)

+ Trường hợp 2:

Ta thấy: \(|d2|-|d_1'|=l => d_2 +d_1'=l\)

+ Trường hợp 3:

Ta thấy: \(d_1'+d_2=l\)

Bài 1 (SGK trang 195)

Một học sinh bố trí thí nghiệm theo sơ đố (Hình 30.5)

Thấu kính phân kỳ L1 có tiêu cự f1 = - 10 cm. Khoảng cách từ ảnh S'1 tạo bởi L1 đến màn có giá trị nào ?.

A. 60 cm.

B. 80 cm.

C. Một giá trị khác A, B.

D. Không xác định được, vì không có vật nên L1 không tạo được ảnh.

Hướng dẫn giải

Từ hình, ta thấy chùm tia tới là chùm song song:

\(\begin{array}{l}d = \infty \\ \Rightarrow d' = {f_1} =  - 10cm < 0\end{array}\)

=> \({S_1}'\) là ảnh ảo nằm tại tiêu điểm ảnh \(F'\), tức là trước thấu kính và cách thấu kính một đoạn \(10cm\) 

Khoảng cách từ ảnh \({S_1}'\) tạo bởi \({L_1}\) đến màn bằng:

\({S_1}H = {S_1}O + OH = \left| {d'} \right| + l = 10 + 70 = 80cm\)

=> Chọn đáp án B

Bài 3 (SGK trang 195)

Hai thấu kính, một hội tụ (f1 = 20 cm), một phân kỳ (f2 = -10 cm), có cùng trục chính. Khoảng cách hai quang tâm là l = 30 cm. Vật AB vuông góc với trục chính được đặt bên trái L1 và cách L1 một đoạn d1

a) Cho d= 20 cm, hãy xác định vị trí và tính số phóng đại ảnh cuối cùng cho bởi hệ hai thấu kính. Vẽ ảnh.

b) Tính d1 để ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng hai lần vật.

Hướng dẫn giải

Bài 4 (SGK trang 195)

Một hệ thấu kính gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục có tiêu điểm ảnh chính của L1 trùng với tiêu điểm vật chính của L2. Chiếu một chùm tia sáng song song với L1 theo phương bất kì. 

a) Chứng minh chùm tia ló ra khỏi L2 cũng là chùm tia song song.

b) Vẽ đường đi của chùm tia sáng ứng với các trường hợp:

L1 và L2 đều là thấu kính hội tụ.

L1 là thấu kính hội tụ; L2 là thấu kính phân kỳ.

L1 là thấu kính phân kỳ; L2 là thấu kính hội tụ.

Hướng dẫn giải

Bài 5 (SGK trang 195)

Một thấu kính mỏng phẳng - lõi L1 có tiêu cự f1 = 60 cm được ghép sát đồng trục với một thấu kính mỏng phẳng - lồi khác L2 có tiêu cự f2 = 30 cm. Mặt phẳng của hai thấu kính sát nhau.

Thấu kính L1 có đường kính rìa gấp đôi đường kính rìa của thấu kính L2. Một điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ, trước L1.  

a) Chứng tỏ có hai ảnh của S được tạo bởi hệ.

b) Tìm điều kiện về vị trí của S để hai ảnh đều thật và hai ảnh đều ảo.

Hướng dẫn giải

Bài 2 (SGK trang 195)

Đặt giữa L1 và H một thấu kính hội tụ L2. Khi xê dịch L2, học sinh này nhận thấy chỉ có một vị trí duy nhất của L2 tạo được điểm sáng tại H. Tiêu cự của L2 là bao nhiêu ?

A. 10 cm.

B. 15 cm.

C. 20 cm.

D. Một giá trị khác A, B, C.

Hướng dẫn giải

+ Gọi khoảng cách giữa hai thấu kính \({O_1}{O_2} = a\)

+ Sơ đồ tạo ảnh qua hệ thấu kính:

\(AB\xrightarrow[{{d_1};{d_1}'}]{{{L_1}}}{A_1}{B_1}\xrightarrow[{{d_2};{d_2}'}]{{{L_2}}}{A_2}{B_2}\)

+ Ta có:

\(\begin{array}{l}{d_1} = \infty \\ \Rightarrow {d_1}' = {f_1} =  - 10cm\end{array}\)

\({d_2} = {O_1}{O_2} - {d_1}' = a - \left( { - 10} \right) = a + 10\)

 + Điều kiện để chỉ có một vị trí duy nhất của \({L_2}\) tạo được điểm sáng tại H là:

\(\left\{ \begin{array}{l}{d_2}' = {d_2}\\{d_2}' + {d_2} = {A_1}H\end{array} \right.\)

+ Ta có \({A_1}H = {A_1}{O_1} + {O_1}H = 10 + 70 = 80cm\)  (cách tính ở bài 1)

Ta suy ra \({d_2}' = {d_2} = 40cm\)

+ Tiêu cự của thấu kính \({L_2}\):

\({f_2} = \dfrac{{{d_2}'{d_2}}}{{{d_2}' + {d_2}}} = \dfrac{{40.40}}{{40 + 40}} = 20cm\)

=> Chọn đáp án: C

Loading...