Chuyên đề Bài tập quang hình học

BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ QUANG HÌNH HỌC Ví dụ 1: Một người dùng một kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát một vật nhỏ AB được đặt vuông góc với trục chính của kính và cách kính 8cm. a)Tính tiêu cự của kính? Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính? b)Dựng ảnh của vật AB qua kính (không cần đúng tỉ lệ), ảnh là ảnh thật hay ảo? c) Ảnh lớn hay nhỏ hơn vật bao nhiêu lần? Cho biết Kính lúp G = 2,5X OA = 8cm a) G = ?Vật đặt khoảng nào? b) Dựng ảnh của AB. Ảnh gì? c) *Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: -Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: ; -Vật đặt vuông góc với trục chính: hoặc O F' F • • -Trục chính, tiêu điểm F và F', quang tâm O: -Phim ở máy ảnh hoăc màng lưới ở mắt: Màng lưới -Ảnh thật: hoặc ; -Ảnh ảo: hoặc * Các Định luật, qui tắc. qui ước, hệ quả như: - Định luật truyền thẳng của ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng -Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi là trục chính. -O gọi là quang tâm của thấu kính -F và F' đối xứng nhau qua O, gọi là các tiêu điểm. -Đường truyền các tia sáng đặt biệt như: Thấu kính hội tụ: +Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F. +Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính. +Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng. +Tia tới bất kỳ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới. • F F' F • • • O F' O Thấu kính phân kì: +Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F'. +Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính. +Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng. +Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới. O • F' • • • F F' F O -Máy ảnh: +Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ. +Ảnh của vật phải ở ngay vị trí của phim cho nên muốn vẽ ảnh phải xác định vị trí đặt phim. B P O A Q -Mắt, mắt cận và mắt lão: +Thể thuỷ tinh ở mắt là một thấu kính hội tụ -Màng lưới như phim ở máy ảnh. +Điểm cực viễn: điểm xa mắt nhất mà ta có thẻ nhìn rõ được khi không điều tiết. +Điểm cực cận: điểm gần mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được. Kính cận là thấu kính phân kì. B CV A F, • Kinh cận Mắt B +Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng không nhìn rõ những vật ở gần. Kính lão là thấu kính hội tụ. Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần. F • • CC A Mắt Kinh lão -Kính lúp: +Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn +Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính. Ảnh qua kính lúp phải là ảnh ảo lớn hơn vật B O F A • *Ở Ví dụ1: -Dựng ảnh của vật AB qua kính lúp: +Ta phải đặt vật AB trong khoảng tiêu cự của kính lúp +Dùng hai tia đặc biệt để vẽ ảnh A'B' -Câu a) Vật đặt trong khoảng nào? Câu b) ảnh gì? +Ở đây vật kính là một kính lúp cho nên vật phải đặt trong khoảng tiêu cự mới nhìn rõ được vật. Ảnh của vật qua thấu kính sẽ là ảnh ảo và lớn hơn vật. *Các thông tin: -Thấu kính hội tụ: +Vật đặt ngoài tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều +Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự. +Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật, cùng chiều với vật -Thấu kính phân kỳ: +Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoản tiêu cự của thấu kính. +Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự -Máy ảnh: +Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật. -Mắt cận: + Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. + Mắt cận phải đeo kính phân kì. -Mắt lão: +Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng không nhìn rõ những vật ở gần. + Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần. -Kính lúp: +Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính để cho một ảnh ảo lớn hơn vật. Mắt nhìn thấy ảnh ảo đó. 3. Nắm chắc các công thức vật lý, các hệ thức của tam giác đồng dạng,dùng các phép toán để biến đổi các hệ thức, biểu thức : * Công thức tính số bội giác: G = * Hệ thức tam giác đồng dạng, và các phép toán biến đổi: Ta trở lại câu c) ví dụ1: c) ž ž A B' B A/'',''''''' F F' O * OA'B' Đồng dạng vớiOAB , nên ta có : (1) * F'A'B' đồng dạng với F'OI, nên ta có: (2) Từ (1) và (2) ta có: (cm) (3) Thay (3) vào (1) ta có : *Vậy ảnh lớn gấp 5 lần vật * Chú ý phần này là phần cốt lõi để giải được một bài toán quang hình học, nên đối với một số HS yếu toán hình học thì GV thường xuyên nhắc nhở về nhà rèn luyện thêm phần này: - Một số HS mặc dù đã nêu được các tam giác đồng dạng , nêu được một số hệ thức nhưng không thể biến đổi suy ra các đại lượng cần tìm - Trường hợp trên GV phải nắm cụ thể tùng HS. Sau đó giao nhiệm vụ cho một số em khá trong tổ, nhóm giảng giải, giúp đỡ để cùng nhau tiến bộ. Ví dụ 2: 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. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và tính tiêu cự của thấu kính. *Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán , sau đó tổng hợp lại rồi giải: I B - Để hướng dẫn HS phân tích, tìm hiểu bài toán phải cho HS đọc kỹ, ghi tóm tắt sau đó vẽ hình. Cho biết: A' F' TK hội tụ • • F A AB = 12cm; OA = 24cm B' O A'B' = 4cm(ảnh thật) OA' = ? OF = OF' = ? -Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán: *Muốn tính OA' ta cần xét các yếu tố nào? (OAB ~ OA'B') OA' =...... *Muốn tính OF' = f ta phải xét hai tam giác nào đồng dạng với nhau? (OIF' ~ A'B'F') *OI như thế nào với AB; F'A' = ? -Hướng dẫn HS giải theo cách tổng hợp lại: Tìm OA' F'A' OI OF' ; Giải: *Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là: OAB ~ OA'B' suy ra *Tiêu cự của thấu kính: OIF' ~ A'B'F' Do OI = AB nên: ĐS: OA = 8cm OF = 6cm