Công thức thấu kính Công thức thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ
Thấu kính là một dụng cụ được sử dụng để hội tụ hoặc phân kỳ chùm ánh sáng nhờ vào hiện tượng khúc xạ. Cấu tạo của thấu kính bao gồm các mảnh thuỷ tinh được chế tạo với hình dạng và chiết xuất phù hợp. Vậy công thức tính thấu kính như thế nào? Mời các bạn hãy cùng th-thule-badinh-hanoi.edu.vn theo dõi bài viết dưới đây nhé.
Công thức thấu kính bao gồm toàn bộ kiến thức về khái niệm, công thức tính ví dụ minh họa kèm theo một số dạng bài tập cơ bản. Qua tài liệu này giúp các bạn nắm bắt được công thức tính thấu kin chi tiết, chính xác nhất. Vậy sau đây là toàn bộ kiến thức về công thức thấu kính, mời các bạn cùng theo dõi nhé.
1. Thấu kính hội tụ là gì?
Thấu kính hội tụ được giới hạn bởi 2 mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng có phần rìa phía ngoài mỏng. Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng tụ lại một điểm nên thấu kính rìa mỏng được gọi là thấu kính hội tụ
2. Thấu kính phân kì là gì?
Thấu kính phân kì là loại thấu kính được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong phía rìa bên ngoài thấu kính dày. Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng bị phân tách ra theo các hướng khác nhau nên thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kỳ.
3. Công thức liên hệ giữa vị trí của vật, vị trí của ảnh và tiêu cự của thấu kính
a. Qui ước dấu:
– Thấu kính hội tụ: f > 0
– Thấu kính phân kỳ: f < 0
– ảnh là thật: d’ > 0
– ảnh là ảo: d’ < 0
– vật là thật: d > 0
– Tiêu diện:
- Tiêu diện vật: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật
- Tiêu diện ảnh: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh
– Tiêu điểm phụ:
- Các tiêu điểm vật phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện vật vuông góc với trục chính tại F.
- Các tiêu điểm ảnh phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện ảnh vuông góc với trục chính tại F’.
b. Công thức số phóng đại của thấu kính
Qui ước dấu:
+ k > 0: ảnh và vật cùng chiều
+ k < 0: ảnh và vật là ngược chiều
c. Công thức tính độ tụ của thấu kính
Trong đó:
- n: chiết suất của chất làm thấu kính
- R1; R2: bán kính của các mặt cong (R = ∞ cho trường hợp mặt phẳng) (m)
- D: độ tụ của thấu kính (dp đọc là điốp)
- f: tiêu cự của thấu kính (m)
4. Chứng minh công thức thấu kính hội tụ
– Xét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ.
- d = OA: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính
- d’ = OA’: khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính
- f = OF = OF’: tiêu cự của thấu kính
- A’B’: chiều cao của ảnh
- AB: chiều cao của vật
a.Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật
Tam giác A’B’C’ đồng dạng với tam giác ABO
Tam giác A’B’F’ đồng dạng với tam giác OIF
Từ (1) và (2)
b. Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo
đồng dạng với
đồng dạng với
Từ (1) và (2)
c. Chứng minh công thức thấu kính phân kỳ
đồng dạng với
đồng dạng với
Từ (1) và (2)
5. Ứng dụng của thấu kính
– Khắc phục các tật của mặt (cận thị, viễn thị, lão thị)
– Dùng để chế tạo kính lúp
– Dùng để chế tạo kính hiển vi
– Dùng để chế tạo kính thiên văn, ống nhòm
– Dùng trong ống kính của máy ảnh, camera
– Sử dụng trong các máy phân tích quang phổ
6. Bài tập về thấu kính
Bài 1: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB dài 3 cm đặt song song với trục chính của thấu kính và cách trục chính một khoảng h, điểm B ở cách thấu kính một khoảng dB = 15cm.
a) Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính. Nhận xét tính chất của ảnh A’B’ vừa dựng.
b) Tính độ dài ảnh A’B’ khi h = 10 √3cm.
Bài 2
Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kỳ, cho ảnh cao 3,6 cm và cách thấu kính 6 cm. Thấu kính có tiêu cự 15 cm. Xác định kích thước và vị trí của vật. Vẽ hình.
Bài 3
Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6 cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.
a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính.
b) Xác định kích thước và vị trí của ảnh.
Bài 4
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6 cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cách vật 25 cm. Xác định vị trí vật và ảnh.
Bài 5
Một điểm sáng S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ, tiêu cự f = 15 cm cho ảnh rõ nét trên màn M đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Di chuyển điểm sáng S về gần thấu kính đoạn 5 cm so với vị trí cũ thì màn phải dịch chuyển đi 22,5 cm mới lại thu được ảnh rõ nét.
a) Hỏi màn phải dịch chuyển ra xa hay lại gần thấu kính, vì sao?
b) Xác định vị trí điểm sáng S và màn lúc đầu.
