Bài toán dời vật, dời thấu kính theo phương trục chính (Vật lý 11)

Lý thuyết: - Khi thấu kính giữ cố định, ảnh và vật luôn chuyển động cùng chiều. - Các công thức liên hệ giữa vật, ảnh, độ dời vật và độ dời ảnh: + Gọi d = d2 - d1 là độ dời vật; d' = d2' - d1' là độ dời ảnh. Ta có các công thức: + - Khi vật được giữ cố định và dời thấu kính, ta khảo sát khoảng cách vật - ảnh để xác định chuyển động của ảnh. Bài tập Bài 1: Với cả hai loại thấu kính, giữ thấu kính cố định và dời vật theo phương trục chính: a, Chứng minh ảnh và vật luôn di chuyển cùng chiều. b, Lập hệ thức liên hệ giữa độ dời vật và độ dời ảnh. HD: a, giả sử d2 > d1 =>-1/d2 > -1/d1 => 1/d2' > 1/d1' => d2' < d1'. Tương tự cho trường hợp ngược lại. b, Bài 2: Một thấu kính hội tụ tạo ảnh thật S' của điểm sáng S đặt trên trục chính. Kể từ vị trí đầu tiên, nếu: - Khi dời S gần thấu kính 5cm thì ảnh dời 10cm. - Khi dời S xa thấu kính 40cm thì ảnh dời 8cm. Tính tiêu cự của thấu kính. HD: - Xác định ;;;. Lập phương trình ẩn là d1 - f =>d1 - f = 10. Thế vào tính được f = 10cm. Bài 3: Vật thật đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính. Ảnh ban đầu của vật tạo bởi thấu kính là ảnh ảo bằng 1/2 vật. Dời vật 100cm dọc teo trục chính. Ảnh của vật vẫn là ảnh ảo, nhỏ hơn vật 3 lần. Xác định chiều dời vật, vị trí ban đầu của vật. Tính tiêu cự. HD: Từ Suy ra: Bài 4: Một vật phẳng, nhỏ AB đặt trước một thấu kính L tạo một ảnh rõ nét trên màn E. Dịch chuyển vật 2cm lại gần thấu kính thì phải dịch chuyển màn E đi một khoảng 30cm mới thu được ảnh rõ nét của vật; ảnh này bằng 5/3 ảnh trước. a, Thấu kính L là thấu kính gì? Màn E được dịch chuyển theo chiều nào? b, Tính tiêu cự của thấu kính và độ phóng đại của ảnh trong hai trường hợp trên. HD: a, Vật thật cho ảnh thật =>f >0 => Thấu kính hội tụ. E dời xa thấu kính vì ảnh và vật chuyển động cùng chiều. b, Có k2 và k1 đều <0 nên: => k1 = -3; k2 = -5 Tính d1; d2 theo f, dựa vào d = -2 tính được f = 15cm. Bài 5: Thấu kính hội tụ có f = 12cm. Điểm sáng A trên trục chính có ảnh A'. Dời A gần thấu kính thêm 6cm, A' dời 2cm và không đổi tính chất. Xác định vị trí vật và ảnh lúc đầu. HD: Dựa vào công thức biết được d; d'; f tính được d1, d2. ĐS: 36cm; 18cm. Bài 6: Thấu kính phân kỳ có f = -10cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính, có ảnh A'B'. Dịch chuyển AB lại gần thấu kính thêm 15cm thì ảnh dịch chuyển 1,5cm. Xác định vị trí vật và ảnh lúc đầu. HD: Từ biết được d; d'; f tính được d1, d2. ĐS: 30cm; -7,5cm. Bài 7: Vật thật đặt trước thấu kính, trên trục chính và vuông góc với trục chính. Ảnh thật lớn bằng 3 lần vật. Dời vật xa thấu kính thêm 3cm thì ảnh vẫn thật và dời 18cm. Tính tiêu cự. HD: Từ tính được k2; => Biết k1; k2 =>Tính d1; d2 theo f, dựa vào d = 3cm tính được f = 18cm. Bài 8: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ được ảnh thật A1B1 cao 2cm. Dời AB lại gần thấu kính thêm 45cm thì được ảnh thật A2B2 cao 20cm và cách A1B1 đoạn 18cm. Xác định tiêu cự và vị trí ban đầu của vật. HD: => k1; k2 . Tính d1; d2 theo f, dựa vào d = - 45cm tính được f = 10cm; d1 = 60cm. Bài 9: Vật cao 5cm. Thấu kính tạo ảnh cao 15cm trên màn. Giữ nguyên vị trí thấu kính nhưng dời vật xa thấu kính thêm 1,5cm. Sau khi dời màn để hứng ảnh rõ của vật, ảnh có độ cao 10cm. Tính tiêu cự của thấu kính. ĐS: 9cm Bài 10: Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ đoạn 30cm. Ảnh A1B1 là ảnh thật. Dời vật đến vị trí khác, ảnh của vật là ảnh ảo cách thấu kính 20cm. Hai ảnh có cùng độ lớn. Tính tiêu cự của thấu kính. ĐS: 20cm