Giáo án Vật lý 11 - Bài: Bài tập thấu kính

Tiết : 1 BÀI TẬP THẤU KÍNH Mục tiêu : Vận dụng và khắc sâu các kiến thức đã học ở bài 5 trong quá trình giải bài tập. Nắm được cách vẽ và hình thành kĩ năng dựng ảnh qua thấu kính. Hình thành kĩ năng xây dựng sơ đồ tạo ảnh qua dụng cụ quang học cũng như quang hệ. Hiểu được các ứng dụng của các dụng cụ quang học trong thực tiễn đời sống xã hội II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề .. III. Thiết bị , đồ dùng dạy học : IV. Tiến Trình Giảng dạy Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) Trả lời câu hỏi SGk Làm bài tập 1,2,3,4,5 SGK Kiểm tra và đánh giá o o o F’ F O A A’ B B’ Nghiên cứu bài mới D = 5 điốp Þ AB = 2 cm , d = 30 cm >0 Ta có : A’B’ là ảnh thật ,cách thấu kính 60 cm ngược chiều với vật và có chiều cao là 4 cm AB = 2 cm , d = 10 cm > 0 A’B’ là ảnh ảo ,cách thấu kính 20 cm cùng chiều với vật và có chiều cao là 4 cm GV hướng dẩn : AB là vật thật Þ d >0 So sánh d và f Þ đoán trước vị trí ảnh Hướng dẫn học sinh chia tỉ lệ trên hình vẽ cho chính xác Xác định vị trí của tiêu điểm chính xáùc trên hình Xác định vị trí của vật chính xác trên hình Vẽû các tia đặt biệt Dùng công thứ ính lại kết quả và so sánh với kết quả trên hình vẽ o o F’ F O A A’ B B’ : Vì chùm tia tới hội tụ sau thấu kính ( vật ảo ) và chùm tia ló song song với trục chính nên Þthấu kính phân kì . Điểm hội tụ của chùm tia tới là một điểm ảo cách L 25 cm Þ f = 25 cm D = f/2 = 12,5 cm AB = 2 cm , d = 40 cm > 0 A’B’ là ảnh ảo ,cách thấu kính 15,38 cm cùng chiều với vật và có chiều cao là 0,77 cm GV hướng dẫn : Giải thích từ chùm tia tới hội tụ sau thấu kính ( vật ảo ) và chùm tia ló song song với trục chính F’2 a O1 A A1 B1 F’1 F1 F2 A2 (L2) (L1) B2 O2 o o o F F’ O A A’ B B’ Sơ đồ tạo ảnh với f1 = 20cm, f2 = 25cm, d1 = 30 cm, a+ 10cm (khoảng cách giữa L1 và L2). Ta có Độ phóng đại của A1B1 : . Khoảng cách từ A1B1 tới L2 : d2 = a – d’1 = -50 cm. Þ A1B1 là vật ảo đối với L2. Aûnh cuối cùng A2B2 cách L2 là : . Độ phóng đại k2 = Suy ra A2B2 = b) Khi hai thấu kính ghép sát nhau : a = 0 công thức đối với thấu kính L1 : Đối với thấu kính L2 : Trong đó d2 = a – d’1 = -d’1 (vì a = 0). Cộng hai phương trình (1) và (2), ta được : Vậy hai thấu kính ghép sát nhau tương đương một thấu kính có tiêu cự f sao cho : hay về độ tụ ta có : D = D1 + D2 Aùp dụng vào bài tập này ta có Với d = d1 = 30cm, ta có : Độ phóng đại k = Độ lớn của ảnh A’B’ = cm. Þ A’B’ là ảnh thật ,cách thấu kính 17,6 cm ngược chiều với vật và có chiều cao là CHÚ Ý CÔNG THỨC : a = d’1 + d2 là công thức đại số áp dụng cho tất cả các trường hợp Trả lới S2 F’2 a O1 S S1 F’1 F1 F2 (L2) (L1) O2 Sơ đồ tạo ảnh d1 = 70 cm, a= 20 cm (khoảng cách giữa L1 và L2). Ta có Khoảng cách từ S1 tới L2 :d2 = a – d’1 = 20 -175 = - 155 cm. < 0 Þ S1 là vật ảo đối với L2. Aûnh cuối cùng S2 cách L2 là : < 0 Þ Aûnh cuối cùng là ảnh ảo cách L1 một khoảng 73,8 cm . Aûnh cho bởi hệ cách L2 là Coi đây như hàm số phụ thuộc vào d1 Lập bảng xét dấu : D1 175 cm Tử số - - Mẫu số + - d’2 - + Ta thấy khi d’1 > 175 cm thì d’2 >0 nghĩa là ảnh cho bởi hệ là ảnh thật Bài tập áp dụng Một thấu kính L có tiêu cự f =20cm. Đặt vật AB = 1cm vuông góc với trục chính và cách thấu kính một đoạn d. Hãy nói rõ vị trí, tính chất và độ lớn của ảnh khi d = 30 cm và d = 10 cm. Đặt thêm một thấu kính L’ có tiếu cự f’ = 25 cm và cùng trục, cách L khoảng a = 15 cm. Vật AB đặt trứơc hệ hai thấu kính, cách L một khoảng d = 30 cm. Xác định vị trí, tính chất và độ lớn của ảnh cho bởi hệ. Vẽ chùm tia sáng từ vật tới ảnh cuối cùng Giải 1. Vị trí tính chất và độ lớn ảnh: Vị trí ảnh : F’2 a O1 A A1 B1 F’1 F1 F2 A2 (L2) (L1) B2 O2 2 . Vị trí – tính chất và độ lớn ảnh qua hệ (L, L’) : Sơ đồ tạo ảnh qua hệ hai thấu kính : Nhận xét công thức thấu kính : Công thức này có tính đối xứng với d1 và d’1, nghĩa là nếu ta đổi vị trí của d1 với d’1 với nhau thì công thức không có gỉ thay đổi : điều này có nghĩa là khi vật cách thấu kính là d1 cho ảnh cách thấu kính là d’1, thì khi vật cách thấu kính là d2 = d’1, ảnh sẽ cách thấu kính là d’2 = d1 (hình 6.1) Vậy thí nghiệm chỉ xảy ra như trong bài tập, nếu khoảnh cách d giữa vật và màn ảnh phải lớn hơn bốn lần tiêu cự của thấu kính. Đặc biệt nếu d = 4f, ta suy ra l = 0 ; nghĩa là chỉ có một vị trí của thấu kính cho ảnh hiện lên màn E. b) Aùp dụng bằng số với d = 120 cm, l = 30cm, ta có tiêu cữ thấu kính là f = 28,1 cm. Chú ý : d2 < 0 ( vì S1 là vật ảo đối với L2) Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu nhắc lại : Nhấn mạnh các nội dung quan trọng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” Kính lúp “ HS tư lưc