THẤU KÍNH PHÂN KÌ

BÀI 44. THẤU KÍNH PHÂN KÌ

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Đặc điểm của thấu kính phân kì

+ Thấu kính phân kì được làm bằng vật liệu trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng). Phần rìa ngoài dày hơn phần chính giữa.

+ Hình dạng và kí hiệu thấu kính phân kì được biểu diễn như hình vẽ:

+ Tính chất truyền sáng: Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính phân kì cho chùm tia ló phân kì.

2. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính.

+ Trục chính: là đường thẳng trùng với phương của tia sáng tới vuông góc với mặt thấu kính có tia ló truyền thẳng không đổi hướng.

+ Quang tâm: là giao điểm O giữa trục chính và thấu kính, mọi tia sáng đi qua O đều truyền thẳng.

+ Tiêu điểm: mỗi thấu kính có 2 tiêu điểm F và F’ đối xứng nhau qua thấu kính.

+ Tiêu cự: là khoảng cách từ tiêu điểm tới quang tâm OF = OF’ = f.

3. Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì

+ Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.

+ Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.

+ Tia sáng có đường kéo dài đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.

​II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Dạng 1: Nhận dạng thấu kính phân kì

Dạng 2: Vẽ tiếp đường đi của tia sáng qua thấu kính phân kì

+ Để vẽ tiếp đường đi của tia sáng, ta cần xác định xem tia sáng đó là tia sáng nào trong những tia đặc biệt sau

• Tia tới đi qua quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.
• Tia tới song song với trục chính cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.
• Tia sáng có đường kéo dài đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 119 SGK Vật Lí 9):

Hãy tìm cách nhận biết thấu kính hội tụ trong hai loại thấu kính có ở phòng thí nghiệm

Trả lời:

Có thể nhận biết thấu kính hội tụ trong hai loại thấu kính có ở phòng thí nghiệm như sau:

• Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ to hơn so với dòng chữ khi không dùng thấu kính thì đó là thấu kính hội tụ.
• Dùng tay nhận biết độ dày phần rìa so với độ dày phần giữa của thấu kính. Nếu thấu kính có phần rìa mỏng hơn thì đó là thấu kính hội tụ.
• Dùng thấu kính hứng ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng ngọn đèn đặt ở xa lên màn hứng. Nếu chùm sáng đó hội tụ trên màn thì đó là thấu kính hội tụ.

Câu C2 (trang 119 SGK Vật Lí 9):

Độ dày phần rìa so với phần giữa của thấu kính phân kì có gì khác với thấu kính hội tụ?

Trả lời:

Thấu kính phân kì có độ dày phần rìa lớn hơn phần giữa (ngược với thấu kính hội tụ).

Câu C3 (trang 119 SGK Vật Lí 9):

Chùm tia ló có đặc điểm gì mà người ta gọi thấu kính này là thấu kính phân kì?

Trả lời:

Chùm tia tới song song cho chùm tia ló là chùm phân kì nên ta gọi thấu kính đó là thấu kính phân kì.

Câu C4 (trang 120 SGK Vật Lí 9):

Quan sát lại thí nghiệm trong hình 44.1 và cho biết trong ba tia tới thấu kính phân kì, tia nào đi qua thấu kính không bị đổi hướng? Tìm cách kiểm tra điều này?

Trả lời:

Tia ở giữa khi qua quang tâm của thấu kính phân kì tiếp tục truyền thẳng. Dùng thước thẳng để kiểm tra dự đoán.

Câu C5 (trang 120 SGK Vật Lí 9):

Quan sát lại thí nghiệm trong hình 44.1 và dự đoán xem, nếu kéo dài các tia ló thì chúng có gặp nhau tại một điểm hay không? Tìm cách kiểm tra lại dự đoán đó.

Trả lời:

Nếu kéo dài chùm tia ló ở thấu kính phân kì thì chúng sẽ gặp nhau tại một điểm trên trục chính, cùng phía với chùm tia tới. Dùng thước thẳng để kiểm tra dự đoán.

Câu C6 (trang 120 SGK Vật Lí 9):

Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm hình 44.1 trên hình 44.3.

Trả lời:

Biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm hình 44.1

Câu C7 (trang 121 SGK Vật Lí 9):

Hình 44.5 SGK vẽ thấu kính phân kì, quang tâm O, trục chính A, hai tiêu điểm F và F’, các tia tới 1, 2. Hãy vẽ tia ló của các tia tới này.

Trả lời:

Đường truyền của hai tia sáng được thể hiện trên hình sau:

+ Tia tới (1) là tia đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F

+ Tia tới (2) là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

Câu C8 (trang 121 SGK Vật Lí 9):

Trong tay em có một kính cận. Làm thế nào để biết kính đó là thấu kính hội tụ hay phân kì?

Trả lời:

Vì kính cận là thấu kính phân kì nên có thể nhận biết bằng cách dùng tay để xem phần rìa của thấu kính này có dày hơn phần giữa hay không.

Câu C9 (trang 121 SGK Vật Lí 9):

Trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài

Trả lời:

Thấu kính phân kì có những đặc điểm trái ngược với thấu kính hội tụ.

• Phần rìa của thấu kính phân kì dày hơn phần giữa.
• Chùm sáng tới song song với trục chính của thấu kính phân kì, cho chùm tia ló phân kì.
• Khi để thấu kính phân kì vào gần dòng chữ trên trang sách, nhìn qua thấu kính ta thấy hình ảnh dòng chữ bé đi so với khi nhìn trực tiếp.