Lý thuyết KHTN 9 Bài 6 (Cánh diều): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên lớp 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp ngắn gọn, chi tiết sách Cánh diều sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt KHTN 9.

1 637 26/07/2025


Lý thuyết KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

I. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính

1. Ảnh tạo bởi thấu kính

Gương phẳng

Thấu kính

Khi đặt vật trước gương phẳng, các tia sáng từ vật đến gương sẽ bị phản xạ trở lại. Ta nhìn thấy ảnh của vật khi các tia phản xạ đi tới mắt ta.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Khi đặt vật trước thấu kính, các tia sáng từ vật đến thấu kính cho các tia ló giao nhau hoặc có đường kéo dài giao nhau tạo nên ảnh của vật qua thấu kính. Ta có thể nhìn ảnh của vật khi các tia ló đi tới mắt ta.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

2. Cách vẽ ảnh

Vẽ ảnh của điểm sáng S (vật sáng nhỏ) nằm ngoài trục chính

Vẽ ảnh của vật sáng AB

- Bước 1: Từ điểm sáng S, ta vẽ hai tia tới thấu kính là tia tới đi qua quang tâm và tia tới song song với trục chính của thấu kính.

- Bước 2: Vẽ hai tia ló tương ứng.

- Bước 3: Xác định điểm cắt nhau (hoặc kéo dài cắt nhau) S’ của hai tia ló. S’ là ảnh của S qua thấu kính.

+ Nếu các tia ló cắt nhau tại S’ thì S’ là ảnh thật của S.

+ Nếu các tia ló có đường kéo dài cắt nhau tại S’ thì S’ là ảnh ảo của S.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

- Bước 1: Vì điểm A nằm trên trục chính nên ảnh A’ của điểm A cũng nằm trên trục chính.

- Bước 2: Vẽ ảnh B’ của điểm B.

- Bước 3: Từ B’ hạ đường vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại A’ ta được ảnh A’B’ của vật sáng AB.

+ Ảnh A’B’ là ảnh thật biểu diễn bằng nét liền.

+ Ảnh A’B’ là ảnh ảo biểu diễn bằng nét đứt.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

- Tính chất ảnh của vật qua thấu kính:

Vật nhỏ đặt trước thấu kính

Tính chất ảnh

Thấu kính hội tụ

Khoảng cách từ vật đến thấu kính lớn hơn tiêu cự

Ảnh thật, ngược chiều với vật. Ảnh có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng vật.

Khoảng cách từ vật đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự

Ảnh ảo, cùng chiều với vật. Ảnh lớn hơn vật.

Thấu kính phân kì

Với mọi vị trí đặt vật

Ảnh ảo, cùng chiều với vật. Ảnh nhỏ hơn vật.

Chú ý: Ảnh thật là ảnh hứng được trên màn chắn, ảnh ảo là ảnh không hứng được trên màn chắn.

II. Vị trí và kích thước của ảnh qua thấu kính hội tụ

Để xác định vị trí và kích thước của ảnh qua thấu kính, ta có thể thực hiện theo các bước sau:

- Trường hợp: Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật

Các bước giải

Ví dụ

Bước 1. Tóm tắt đề bài, ghi các kích thước đã cho.

Một vật sáng AB cao 2 cm đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 7,5 cm. Thấu kính có tiêu cự 5 cm. Xác định vị trí và chiều cao của ảnh.

OA = 7,5 cm, OF = 5 cm, AB = 2 cm. Tìm OA’ và A’B’

Bước 2. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính.

(Các khoảng cách và chiều cao vật cần vẽ theo tỉ lệ thích hợp).

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Bước 3. Dựa theo hai cặp tam giác đồng dạng thiết lập các tỉ số.

Do ΔOAB∽ΔOA'B' và ΔFA'B'∽ΔFOI

Nên OA'OA=A'B'AB(1) và OFOA'−OF=OIA'B'(2) với OI = AB (3)

Bước 4. Giải các phương trình thu được

Từ (1), (2) và (3) ta có:

1OA+1OA'=1OF⇔17,5+1OA'=15⇒OA'=15 cm.A'B'=OA'OA.AB=157,5.2=4 (cm).

- Trường hợp: Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo

Các bước giải

Ví dụ

Bước 1. Tóm tắt đề bài, ghi các kích thước đã cho.

Đặt vật AB trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính 1 khoảng d = 8 cm, A nằm trên trục chính. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh khi vật có chiều cao h = 6mm.

f = 12cm; d = 8 cm; h = 6mm. d’ = ?

Bước 2. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Bước 3: Dựa theo hai cặp tam giác đồng dạng thiết lập các tỉ số.

Xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔA’B’F’ ᔕ ΔOIF’ ⇒OIA'B'=OF'F'A'=OF'OA'+OF'

ΔOAB ᔕ ΔOA’B’ ⇒ABA'B'=AOA'O

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

⇒AOA'O=OF'A'O+OF'⇔dd'=fd'+f

⇔ dd' + df = d'f (2)

Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:

d.d'+d.fd.d'.f=d'.fd.d'.f⇔1f+1d'=1d⇔1f=1d-1d'

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo)

Bước 4. Giải các phương trình thu được

Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 24cm

Thay vào (*) ta được: A'B'=AB.A'OAO=h.d'd=6.248=18mm=1,8cm

III. Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Phương pháp Silbermann

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Áp dụng trường hợp thấu kính hội tụ cho ảnh thật, khi vật AB được đặt cách thấu kính một khoảng d = 2f thì cho ảnh A’B’ ngược chiều, có độ cao bằng vật và cách thấu kính một khoảng d’ = 2f. Biết khoảng cách AA’, xác định được tiêu cựf=AA'4 .

IV. Kính lúp

1. Đặc điểm của kính lúp

Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (thường nhỏ hơn 25 cm) có vành kính gắn với tay cầm hoặc chân đế, có tác dụng hỗ trợ mắt để quan sát các vật nhỏ.

Mỗi kính lúp có các thông số khác nhau được ghi trên kính: 2x, 3x, … Thông số này cho biết khả năng phóng to ảnh của vật qua kính lúp. Vì vậy, khi sử dụng cần phải chọn loại kính lúp phù hợp.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

2. Sử dụng kính lúp

Để quan sát các vật nhỏ qua kính lúp, ta phải đặt vật sao cho khoảng cách từ vật đến kính lúp nhỏ hơn tiêu cự của kính để tạo ra ảnh ảo, cùng chiều và có kích thước lớn hơn vật. Khi đó, cần đặt mắt đón chùm tia ló qua kính và điều chỉnh vị trí đặt mắt và kính lúp cho phù hợp.

Lý thuyết KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Trắc nghiệm: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Phần I: Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1. Thấu kính nào dưới đây có thể dùng làm kính lúp?

A. Thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm.

B. Thấu kính phân kì có tiêu cự 50 cm.

C. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 50 cm.

D. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm.

Đáp án đúng là: A

Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn.

=> Thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm có thể dùng làm kính lúp

Câu 2. Khi quan sát một vật bằng kính lúp, để mắt nhìn thấy một ảnh ảo lớn hơn vật ta cần phải

A. đặt vật ngoài khoảng tiêu cự.

B. đặt vật trong khoảng tiêu cự.

C. đặt vật sát vào mặt kính.

D. đặt vật bất cứ vị trí nào.

Đáp án đúng là: B

Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, để mắt nhìn thấy một ảnh ảo lớn hơn vật ta cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự.

Câu 3. Có thể dùng kính lúp để quan sát

A. trận bóng đá trên sân vận động.

B. tế bào của một quả cà chua.

C. các chi tiết máy của đồng hồ đeo tay.

D. kích thước của nguyên tử.

Đáp án đúng là: C

A – chỉ cần dùng mắt thường để quan sát.

B – dùng kính hiển vi để quan sát.

C – dùng kính lúp để quan sát.

D – dùng kính siêu hiển vi để quan sát.

Câu 4. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15 cm, A nằm trên trục chính cách thấu kính 10 cm. Ảnh của AB tạo bởi thấu kính có đặc điểm gì?

A. Ảnh ảo, cùng chiều, bé hơn vật.

B. Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

C. Ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.

D. Ảnh thật, ngược chiều, bé hơn vật.

Đáp án đúng là: B

Vì 10 cm < 15 cm nên vật AB nằm trong khoảng tiêu cự.

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

Câu 5. Vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính có ảnh qua thấu kính là A’B’. Ảnh A’B’ không thể có đặc điểm nào sau đây?

A. Ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

B. Ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.

C. Ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

D. Ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

Đáp án đúng là: B

Thấu kính hội tụ không bao giờ cho ảnh ảo cùng chiều, nhỏ hơn vật.

Câu 6. Ảnh thật cho bởi thấu kính hội tụ bao giờ cũng

A. cùng chiều, nhỏ hơn vật.

B. cùng chiều với vật.

C. ngược chiều, lớn hơn vật.

D. ngược chiều với vật.

Đáp án đúng là: D

Ảnh thật cho bởi thấu kính hội bao giờ cũng ngược chiều với vật.

Câu 7. Một vật thật đặt ở ngoài tiêu cự của một thấu kính hội tụ bao giờ cũng có ảnh

A. ngược chiều với vật.

B. ảo.

C. cùng kích thước với vật.

D. nhỏ hơn vật.

Đáp án đúng là: A

Một vật thật đặt ở ngoài tiêu cự của một thấu kính hội tụ bao giờ cũng có ảnh thật, ngược chiều với vật.

Câu 8. Ảnh của một vật thật được tạo bởi một thấu kính phân kì không bao giờ

A. là ảnh thật.

B. là ảnh ảo.

C. cùng chiều.

D. nhỏ hơn vật.

Đáp án đúng là: A

Ảnh của một vật thật được tạo bởi một thấu kính phân kì không bao giờ là ảnh thật.

Câu 9. Một vật nằm trên trục chính của một thấu kính phân kì và ở rất xa thấu kính. Ảnh của nó qua thấu kính là

A. ảnh thật.

B. ảnh ngược chiều.

C. ảnh ngược chiều với vật và cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

D. ảnh cùng chiều với vật và cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

Đáp án đúng là: D

Một vật nằm trên trục chính của một thấu kính phân kì và ở rất xa thấu kính. Ảnh của nó qua thấu kính là ảnh cùng chiều với vật và cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

Câu 10. Ảnh ảo của một vật được tạo bởi thấu kính hội tụ và được tạo bởi thấu kính phân kì khác nhau ở điểm nào?

A. Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ sẽ lớn hơn ảnh tạo bởi thấu kính phân kì.

B. Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ sẽ nhỏ hơn ảnh tạo bởi thấu kính phân kì.

C. Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ sẽ nhỏ hơn vật.

D. Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì sẽ lớn hơn vật.

Đáp án đúng là: A

- Ảnh ảo của một vật được tạo bởi thấu kính hội tụ luôn lớn hơn vật.

- Ảnh ảo của một vật được tạo bởi thấu kính phân kì luôn nhỏ hơn vật.

=> Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ sẽ lớn hơn ảnh tạo bởi thấu kính phân kì.

Phần II: Trắc nghiệm đúng, sai

Câu 11. Một vật AB cao 6 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính 30 cm.

Phát biểu

Đúng

Sai

a) Khi vật đặt ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ, ảnh thu được là ảnh thật.

b) Nếu chiều cao của ảnh là 4 cm, thì ảnh này ngược chiều với vật.

c) Để xác định khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, cần sử dụng công thức của thấu kính hội tụ.

d) Nếu di chuyển vật đến khoảng cách 10 cm so với thấu kính, ảnh sẽ là ảnh ảo và cùng chiều với vật.

a) Đúng

b) Đúng

c) Đúng

d) Đúng

Câu 12. Đối với thấu kính hội tụ:

Phát biểu

Đúng

Sai

a) Vật đặt trong tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật.

b) Vật đặt trong tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật.

c) Ảnh của vật đặt trong tiêu cự của thấu kính hội tụ luôn lớn hơn vật.

d) Vật đặt ngoài tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật.

Đáp án đúng là:

a) Đúng

b) Sai - Vật đặt trong tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

c) Đúng

d) Sai - Vật đặt ngoài tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Ảnh có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng vật.

Phần III: Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 13.

a) Một vật AB đặt trước một thấu kính hội tụ. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh cao 5 cm và đối xứng với vật qua quang tâm O. Kích thước của vật AB là bao nhiêu?

b) Khi vật đặt rất xa thấu kính hội tụ thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng bao nhiêu lần tiêu cự?

c) Một vật AB cao 2 cm đặt trước một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm. Dùng một màn ành M, ta hứng được một ảnh A’B’ cao 4 cm như hình. Xác định khoảng cách từ màn đến thấu kính.

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

d) Đặt vật AB trước một thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12 cm. Vật AB cách thấu kính khoảng d = 8 cm. A nằm trên trục chính, biết vật AB = 6 mm. Ảnh của vật AB cách thấu kính một đoạn bằng bao nhiêu?

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………

Đáp án đúng là:

a) 5 cm

b) 1 lần

c) 20 cm

d) 4,8 cm

Giải thích:

a) Ảnh đối xứng với vật qua quang tâm O thì kích thước của vật bằng kích thước của ảnh: AB = A’B’ = 5 cm.

b) Khi vật đặt rất xa thấu kính hội tụ thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng bằng tiêu cự.

c) Ta có: ΔABO~ΔA'B'O

Suy ra: OBOB'=ABA'B'=24=12

⇒OB'=2BO=2.10=20cm

Vậy màn cách thấu kính một khoảng là 20 cm

d) Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có: 1f=1d'−1d

⇒1d'=1f+1d=112+18=524

⇒d'=245=4,8cm

Câu 14.

a) Một người quan sát vật AB qua một thấu kính phân kì, đặt cách mắt 8 cm thì thấy ảnh của mọi vật ở xa, gần đều hiện lên cách mắt trong khoảng 64 cm trở lại. Tiêu cự của thấu kính phân kì là bao nhiêu?

b) Cho trục của một thấu kính, A’B’ là ảnh của AB như hình vẽ:

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

Hãy xác định tiêu cự của thấu kính. Biết ảnh A’B’ chỉ cao bằng 13 vật AB và khoảng cách giữa ảnh và vật là 2,4 cm.

c) Trên hình vẽ cho biết vật AB 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 = 36cm. Tính khoảng cách từ ảnh A'B' đến thấu kính.

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

d) Một vật AB cao 2 cm đặt cách thấu kính hội tụ 10 cm cho ảnh ở vị trí cách thấu kính 20 cm. Tìm chiều cao của ảnh tạo bởi thấu kính.

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………

Đáp án đúng là:

a) 56 cm

b) 1,8 cm

c) 9 cm

d) 4 cm

Giải thích:

a) Vì ảnh của tất cả các vật nằm trước thấu kính phân kì đều là ảnh ảo nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính, nên tiêu cự của thấu kính phân kì này là: 64 cm – 8 cm = 56 cm.

b) - A’B’ là ảnh ảo, nhỏ hơn vật nên thấu kính trên là thấu kính phân kì.

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

- Ảnh A’B’ chỉ cao bằng 13 vật AB nên ta có:

hh'=dd'=dd−2,4=3⇒d=3,6cm

⇒d'=3,6−2,4=1,2cm

- Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có:

1f=1d'−1d=11,2−13,6=59

⇒f=95=1,8cm

c) Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có: 1f=1d'−1d

⇒1d'=1f+1d=112+136=19

⇒d'=9cm hay OA’ = 9 cm.

d)

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

Trên hình vẽ có OA = 10cm; OA’ = 20cm; AB = 2cm

Xét tam giác đồng dạng ΔOAB~ΔOA'B'⇒A'B'AB=OA'OA

⇒A'B'=ABOA'OA=2.2010=4cm.

Vậy ảnh A’B’ cao 4 cm.

Câu 15. Một vật sáng AB cao 6 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự bằng 20 cm, A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính 20 cm.

a) Ảnh A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo?

b) Xác định khoảng cách từ ảnhA’B’ đến thấu kính.

c) Xác định khoảng cách từ vật đến ảnhA’B’.

d) Xác định chiều cao ảnh.

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………

Đáp án đúng là:

a) Ảnh ảo

b) 10 cm

c) 10 cm

d) 3cm

Giải thích:

a) Thấu kính là thấu kính phân kì nên ảnh A'B' là ảnh ảo.

b)

Trắc nghiệm KHTN 9 Cánh diều Bài 6 (có đáp án): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp | Khoa học tự nhiên 9

Xét các tam giác đồng dạng ΔOAB~ΔOA'B'⇒OAOA'=ABA'B'1ΔAA'B'~ΔAOI⇒AA'AO=A'B'OI2

Lại có AB=OI, kết hợp với (1) và (2) ta được

OAOA'=ABA'B'=OIA'B'=OAAA'⇒OAOA'=OAAA'⇒OA'=AA'

Lại có OA'+AA'=OA⇒2.OA'=OA⇒OA'=OA2=202=10cm.

Vậy ảnh cách thấu kính 10 cm.

c) Khoảng cách từ vật đến ảnhA’B’ là: 20 – 10 = 10 cm

d) Từ (1) suy ra A'B'=AB.OA'OA=6.1020=3cm.

1 637 26/07/2025