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.
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. |
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. |
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. |
- 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. |
- 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). |
|
|
Bước 3. Dựa theo hai cặp tam giác đồng dạng thiết lập các tỉ số. |
Do và Nên và với OI = AB (3) |
|
Bước 4. Giải các phương trình thu được |
Từ (1), (2) và (3) ta có:
|
- 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 |
|
|
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’ ΔOAB ᔕ ΔOA’B’ Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)
dd' + df = d'f (2) Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:
(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: |
III. Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ
Phương pháp Silbermann
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 cự .
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.
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.
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.
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:
Suy ra:
Vậy màn cách thấu kính một khoảng là 20 cm
d) Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có:
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:
Hãy xác định tiêu cự của thấu kính. Biết ảnh A’B’ chỉ cao bằng 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.
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.
- Ảnh A’B’ chỉ cao bằng vật AB nên ta có:
- Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có:
c) Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có:
hay OA’ = 9 cm.
d)
Trên hình vẽ có OA = 10cm; OA’ = 20cm; AB = 2cm
Xét tam giác đồng dạng
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 là ảnh ảo.
b)
Xét các tam giác đồng dạng
Lại có kết hợp với (1) và (2) ta được
Lại có
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
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn 9 Cánh diều (hay nhất)
- Văn mẫu 9 - Cánh diều
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 9 – Cánh diều
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 9 - Cánh diều
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn 9 – Cánh diều
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn 9 – Cánh diều
- Soạn văn 9 Cánh diều (ngắn nhất)
- Giải sgk Toán 9 – Cánh diều
- Lý thuyết Toán 9 – Cánh diều
- Giải sbt Toán 9 – Cánh diều
- Giải sgk Tiếng Anh 9 - ilearn Smart World
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh lớp 9 ilearn Smart World đầy đủ nhất
- Trọn bộ Ngữ pháp Tiếng Anh lớp 9 ilearn Smart World đầy đủ nhất
- Giải sbt Tiếng Anh 9 – iLearn Smart World
- Bài tập Tiếng Anh 9 iLearn Smart World theo Unit có đáp án
- Giải sgk Lịch sử 9 – Cánh diều
- Giải sbt Lịch sử 9 – Cánh diều
- Lý thuyết Lịch sử 9 – Cánh diều
- Giải sgk Địa lí 9 – Cánh diều
- Giải sbt Địa lí 9 – Cánh diều
- Giải sgk Tin học 9 – Cánh diều
- Giải sbt Tin học 9 – Cánh diều
- Giải sgk Công nghệ 9 – Cánh diều
- Giải sgk Giáo dục công dân 9 – Cánh diều
- Giải sbt Giáo dục công dân 9 – Cánh diều
- Lý thuyết Giáo dục công dân 9 – Cánh diều
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 9 – Cánh diều
