50 bài tập về Tính tiêu cự, độ tụ của thấu kính theo chiết suất và hình dạng của thấu kính (có đáp án 2023) - Vật lí 11

Tính tiêu cự, độ tụ của thấu kính theo chiết suất và hình dạng của thấu kính - Vật lý lớp 11

1. Phương pháp

  Áp dụng các công thức độ tụ tính các đại lượng liên quan đến yêu cầu bài toán

$D=\frac{1}{f}=\left(\frac{n_{tk}}{n_{mt}}-1\right)\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right)$

Ở chân không hoặc không khí

$$\begin{gathered} n_{mt}=1\Rightarrow D=\frac{1}{f} \\ =\left(n_{tk}-1\right)\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right) \end{gathered}$$

Trong đó:

+ Bán kính R>0: mặt lồi; R<0: mặt lõm; $R=\infty$: mặt phẳng; đơn vị là m

+ Tiêu cự f, đơn vị là m;

+ Độ tụ D, đơn vị là điốp – dp

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho một thấu kính có hai mặt lồi. Khi đặt trong không khí có độ tụ D₁ ,khi đặt trong chất lỏng có chiết suất là n’= 1,68 thì thấu kính lại có độ tụ D₂ = - (D₁/5). Hỏi chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?

Hướng dẫn

$$\begin{gathered} D_2=\frac{D_1}{5}\Rightarrow \frac{D_2}{D_1}=-\frac{1}{5} \\ =\frac{\left(\frac{n_{tk}}{n_2}-1\right)\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right)}{\left(\frac{n_{tk}}{n_1}-1\right)\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right)} \\ =\frac{\left(\frac{n_{tk}}{n_2}-1\right)}{\left(\frac{n_{tk}}{n_1}-1\right)}=\frac{\left(\frac{n_{tk}}{\mathrm{1,68}}-1\right)}{\left(\frac{n_{tk}}{1}-1\right)} \end{gathered}$$

$\Rightarrow n_{tk}=\mathrm{1,5}$

Ví dụ 2: Cho thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5. 

TÍnh tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu: 

a) Hai mặt lồi có bán kính 10cm và 30 cm.

b) Mặt lồi có bán kính 10cm và mặt lõm có bán kính 30cm.

Hướng dẫn

Ở chân không hoặc không khí

$$\begin{gathered} n_{mt}=1\Rightarrow D=\frac{1}{f} \\ =\left(n_{tk}-1\right)\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right) \end{gathered}$$

a)

$$\begin{gathered} \frac{1}{f}=\left(\mathrm{1,5}-1\right)\left(\frac{1}{\mathrm{0,1}}+\frac{1}{\mathrm{0,3}}\right) \\ \Rightarrow f=\mathrm{0,15}m=15cm \end{gathered}$$

b)

$$\begin{gathered} \frac{1}{f}=\left(\mathrm{1,5}-1\right)\left(\frac{1}{\mathrm{0,1}}-\frac{1}{\mathrm{0,3}}\right) \\ \Rightarrow f=\mathrm{0,3}m=30cm \end{gathered}$$

Xem thêm các dạng bài tập Vật lý lớp 11 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh

Bài toán di chuyển vật và ảnh và cách giải

Bài toán liên quan đến vệt sáng trên màn và cách giải

Hệ hai thấu kính ghép đồng trục và cách giải

Các dạng bài tập về mắt và cách giải