Phương pháp giải bài tập xác định tiêu cự của thấu kính cực hay
Phương pháp giải bài tập xác định tiêu cự của thấu kính cực hay
Phương pháp giải:
Học sinh cần nắm được kỹ năng và kiến thức về định lí Ta – lét và công thức thấu kính .
1. Định lý Ta-lét trong tam giác.
Quảng cáo
Nếu một đường thẳng song song với một cạnh của tam giác và cắt hai cạnh còn lại thì nó định ra trên hai cạnh đó những đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ .
2. Thấu kính hội tụ
– Ảnh thật
Ảnh ảo
Quảng cáo
3. Thấu kính phân kì
Trong đó : d là khoảng cách từ vật đến thấu kính
d ’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1
Một vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f, vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, điểm A nằm trên trục chính. Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật A’B ’. Chứng minh rằng
Hướng dẫn giải:
AB / / A’B ’ vận dụng định lí Ta-lét ta có
Tứ giác OABI là hình bình hành ( vì có AB / / OI, BI / / AO ) có một góc vuông là góc A, vậy là hình chữ nhật, và cho ta : OI = AB .
A’B ’ / / OI. Áp dụng định lí Ta-lét ta có
Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra :
Quảng cáo
Ví dụ 2
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Đặt một vật AB trước thấu kính, cho AB vuông góc với trục chính, cách thấu kính một khoảng chừng OA < f. Đặt OA = d, khoảng cách từ thấu kính đến ảnh cách thấu kính là d ’. Chứng minh :
Hướng dẫn giải:
Tứ giác OABI là hình bình hành ( vì có AB / / OI, BI / / AO ) có một góc vuông là góc A, vậy là hình chữ nhật, và cho ta : OI = AB .
AB / / A’B ’ vận dụng định lí Ta-lét ta có
A’B ’ / / OI. Áp dụng định lí Ta-lét ta có
(2)
Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra :
Ví dụ 3
Một vật sáng AB đặt trước thấu kính phân kì có tiêu cự f, trên trục chính và vuông góc với thấu kính, cách thấu kính một khoảng chừng OA = d. Gọi d ’ = OA ’ là khoảng cách từ thấu kính đến ảnh A’B ’. Chứng minh rằng :
Hướng dẫn giải:
Tứ giác OABI là hình bình hành ( vì có AB / / OI, BI / / AO ) có một góc vuông là góc A, vậy là hình chữ nhật, và cho ta : OI = AB .
AB / / A’B ’ vận dụng định lí Ta-lét ta có
A’B ’ / / OI. Áp dụng định lí Ta-lét ta có
(2)
Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra :
Bài tập trắc nghiệm tự luyện
Câu 1. Một tia sáng chiếu đến thấu kính hội tụ. Tia sáng có phương song song trục chính của thấu kính, tia ló cắt trục chính tại một điểm cách quang tâm O của thấu kính 15cm. Tiêu cự của thấu kính này là:
A. 7,5 cm
B. 15 cm
C. 30 cm
D. 10 cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: B
Tia sáng có phương song song trục chính của thấu kính thì tia ló cắt trục chính tại tiêu điểm F ’ của thấu kính. Vì vậy tiêu cự của thấu kính là 15 cm .
Câu 2. Một điểm sáng S đặt trước thấu kính phân kì L cho ảnh S’. Biết khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính là 24cm và 6cm. Tiêu cự của thấu kính là:
A. 6 cm
B. 7 cm
C. 8 cm
D. 9 cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Áp dụng công thức thấu kính phân kì
Câu 3. Một điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ L và cách thấu kính 20cm. Trên màn chắn cách thấu kính 12cm người ta thu được ảnh S’. Tiêu cự của thấu kính là:
A. 12 cm
B. 9,5 cm
C. 10 cm
D. 7,5 cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
Vì ảnh S ’ hoàn toàn có thể hứng được trên màn chắn, nên S ’ là ảnh thật .
Áp dụng công thức :
Câu 4. Một điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ L và cách thấu kính 10cm. Ảnh của S qua thấu kính L là ảnh ảo và cách thấu kính 30cm. Tiêu cự của thấu kính là:
A. 30 cm
B. 20 cm
C. 15 cm
D. 12cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
Vì ảnh là ảnh ảo. Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo ta có
Câu 5. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính cao gấp 4 lần vật. Tiêu cự của thấu kính là:
A. 13,3 cm
B. 14,2 cm
C. 15,5 cm
D. 16 cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
ảnh cao gấp 4 lần vật nên khoảng cách từ ảnh đến thấu kính gấp 4 lần khoảng cách từ vật đến thấu kính
=> d ‘ = 40 cm
Vì ảnh là ảnh ảo. Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo ta có
Câu 6. Qua thấu kính hội tụ, vật AB có ảnh là A’B’ có độ lớn bằng vật. Hỏi tiêu cự của thấu kính trên bằng bao nhiêu? Biết rằng ảnh A’B’ cách thấu kính một khoảng d’ = 16 cm.
Hiển thị đáp án
Ảnh có độ lớn bằng vật nên đây là ảnh thật và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính bằng khoảng cách từ vật đến thấu kính. Suy ra d = 16 cm
Áp dụng công thức :
=> f = 8 cm
Vậy tiêu cự thấu kính là 8 cm
Câu 7. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 15cm tạo ảnh A’B’ ngược chiều với vật. Biết A’B’ = 4AB. Không sử dụng công thức thấu kính, em hãy vẽ hình và xác định tiêu cự của thấu kính.
Hiển thị đáp án
ảnh A’B ’ ngược chiều với vật nên đây là ảnh thật
ΔA ’ OB ’ ~ ΔAOB
=> OA ‘ = 4. OA ‘ = 60 cm
– ΔOF ’ I ~ ΔA ’ F’B ’
=>
Thay A’B ’ = 4AB và OA ’ = 60 cm vào ( 1 )
=> OF ‘ = 20 cm
Vậy tiêu cự của thấu kính là 20 cm
Câu 8. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 12cm tạo ảnh A’B’ cao gấp 3 lần vật và cùng chiều với vật. Không sử dụng công thức thấu kính, em hãy vẽ hình và xác định tiêu cự của thấu kính.
Hiển thị đáp án
Vì ảnh lớn hơn vật và cùng chiều với vật, nên ảnh này là ảnh ảo
ΔA ’ OB ’ ~ ΔAOB
− ΔOF ’ I ~ ΔA ’ F’B ’
=> F’A ’ = 3. OF ’
=> F’O + OA ’ = 3. OF ’ => OA ’ = 2. OF ’
=> OF ’ = 18 cm
Câu 9. Đặt vật AB cao 12cm vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A nằm trên trục chính) và cách thấu kính 24cm thì thu được một ảnh thật cao 4cm. Vẽ hình và tính tiêu cự của thấu kính. (không sử dụng công thức thấu kính)
Hiển thị đáp án
Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là :
ΔOAB ~ ΔOA’B’ suy ra 
Xét hai tam giác OIF ‘ và A’B ‘ F ‘ ta có :
OIF ‘ ~ A’B ‘ F ‘ Do OI = AB nên :
Do OI = AB nên :
=> OF ‘ = f = 6 ( cm )
Vậy tiêu cự của thấu kính là 6 cm
Câu 10. Một vật sáng AB dạng đoạn thẳng được đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính. Qua thấu kính ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 10cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 10cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính.
Hiển thị đáp án
Gọi ảnh của AB qua thấu kính lúc bắt đầu là A’B ’. Ảnh của AB qua thấu kính lúc sau là A ’ ’ B ’ ’ .
– Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính lúc đầu và lúc sau là d và d1, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính lúc đầu và lúc sau là d ’ và d ’ 1 .
Ban đầu vật cho ảnh thật nên d > f. Mà d1 = d + 10 suy ra d1 > f. Hay ảnh A ’ ’ B ’ ’ cũng là ảnh thật .
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh thật ta có
Ban đầu ảnh cao gấp 2 lần vật
=> d ‘ = 2 d
Ta có :
(1)
– Sau khi dịch thấu kính 10 cm thì : d1 = d + 10 .
Giả sử ảnh A ‘ ‘ B ‘ ‘ chuyển dời ra xa thấu kính 10 cm => d ’ 1 = d ’
Thay vào ( * )
( * ) và ( * * ) xích míc nhau
Vậy ảnh A ’ ’ B ’ ’ di dời lại gần thấu kính hơn
O’A ” = OA ’ – 10 – 10 = OA ’ – 20
hay : d1 ‘ = d ‘ – 20 = 2 d – 20 .
Ta có phương trình :
– từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra
=> 3 d2 – 300 = 3 d2 – 10 d
=> d = 30
Thay vào ( 1 )
=> f = 20 cm
Vậy tiêu cự thấu kính là 20 cm
Xem thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và giải thuật cụ thể khác :
Xem thêm những loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác :
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Ngân hàng trắc nghiệm lớp 9 tại khoahoc.vietjack.com
Đã có app VietJack trên điện thoại cảm ứng, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không tính tiền. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k7: fb.com/groups/hoctap2k7/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:
Theo dõi chúng tôi không tính tiền trên mạng xã hội facebook và youtube :
Loạt bài Lý thuyết – Bài tập Vật Lý 9 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 9.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
