BÀI 10: KÍNH LÚP. BÀI TẬP THẤU KÍNH

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Kính lúp là gì? Nêu công thức tính số bội giác của kính lúp?

Trả lời:

- Kính lúp: là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f <25cm), dùng để quan sát các vật nhỏ.

- Công thức tính số bội giác của kính lúp:

Trong đó:

• G là số bội giác,
• f (cm) là tiêu cự của kính lúp.

Câu 2: Nêu cách quan sát một vật nhỏ qua kính lúp.

Trả lời:

Để quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp:

- Để quan sát được ảnh của vật qua kính lúp một cách rõ nét, ta phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính vì kính lúp là thấu kính hội tụ, đặt vật trong khoảng tiêu cự mới tạo ra ảnh ảo và lớn hơn vật.

- Cần điều chỉnh sao cho ảnh của vật hiện ra trong khoảng nhìn rõ của mắt.

- Ngắm chừng ở cực cận: đặt kính lúp sao cho ảnh của vật xuất hiện ở điểm cực cận của mắt.

- Ngắm chừng ở vô cực: đặt vật ở vị trí d = f, ảnh của vật hiện ra ở vô cực.

Câu 3: Trình bày các bước để vẽ sơ đồ tạo ảnh qua thấu kính hội tụ.

Trả lời:

Cách vẽ sơ đồ tạo ảnh qua thấu kính hội tụ:

+ Bước 1: Chọn tỉ lệ xích thích hợp.

+ Bước 2: Xác định giá trị tiêu cự f của thấu kính; các khoảng cách từu vật và ảnh tới thấu kính d, d’; các độ cao của vật và ảnh h, h’ theo cùng một tỉ lệ xác định.

+ Bước 3: Vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật theo các giá trị đã xác định được.

Câu 4: Nêu những ứng dụng của kính lúp trong đời sống.

Trả lời:

Ứng dụng của kính lúp trong đời sống:

- Đọc và viết: Kính lúp cầm tay giúp tăng độ phóng đại của văn bản, giúp cho người dùng có thể đọc và viết chữ nhỏ dễ dàng hơn, đặc biệt là đối với những người có khó khăn về thị giác.

- Kiểm tra và sửa chữa đồ điện tử: Kính giúp cho người dùng có thể nhìn rõ các linh kiện nhỏ, đánh giá tình trạng của chúng và thực hiện các công việc sửa chữa chính xác.

- Nghiên cứu khoa học: Thiết bị hỗ trợ quan trọng trong các nghiên cứu khoa học, cho phép người dùng quan sát các mẫu vi sinh vật, cấu trúc hóa học hoặc các vật liệu trong các nghiên cứu khoa học đa dạng.

- Nghệ thuật và thủ công: Kính giúp người làm có thể quan sát rõ các chi tiết nhỏ, đạt độ chính xác cao trong các công việc tinh tế.

- Y tế: Kính lúp cầm tay được sử dụng trong y tế để quan sát và kiểm tra các vùng nhỏ trên cơ thể bệnh nhân, đặc biệt là trong lâm sàng da liễu, nha khoa và phẫu thuật mắt.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta sẽ nhìn thấy ảnh như thế nào? Vì sao?

Trả lời:

- Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp ta thấy: ảnh ảo, cùng chiều vật.

- Vì vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính nên sẽ cho ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật.

Câu 2: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật hay nhìn trực tiếp thấy vật? Có thể làm, thí nghiệm đơn giản nào để chứng minh câu trả lời của em là đúng?

Trả lời:

• Để quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật.
• Ta có thể dùng kính để quan sát một chiếc bút chì được nhìn qua kính, phần còn lại nằm ngoài kính. Khi đó phần nhìn qua kính lớn hơn, còn phần nằm ngoài kính thì nhỏ hơn. Như vậy có thể nhìn thấy ảnh của bút chì qua kính.

Câu 3: Dùng kính lúp có số bội giác 2x và kính lúp có số bội giác 3x để quan sát cùng một vật và với cùng điều kiện thì trong trường hợp nào ta sẽ thấy ảnh lớn hơn? Trong hai kính đó, kính nào có tiêu cự dài hơn?

Trả lời:

Khi dùng kính lúp có số bội giác 3x ta sẽ thấy ảnh lớn hơn khi dùng kính có bội có số bội giác 2x để quan sát cùng một vật trong cùng một điều kiện.

Kính lúp 2x có tiêu cự là:

(cm)

Kính lúp 3x có tiêu cự là:

(cm)

=> Kính lúp 2x có tiêu cự dài hơn kính 3x.

Câu 4: Trên giá đỡ của một cái kính lúp có ghi 2,5x. Tính tiêu cự của kính lúp?

Trả lời:

Tiêu cự của kính lúp là:

(cm)

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát một vật nhỏ. Vật đặt cách kính 8cm

a) Dựng ảnh của vật qua kính, không cần đúng tỉ lệ

b) Ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo

c) Ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật bao nhiêu lần ?

Trả lời:

a) Dựng ảnh như hình

b) Ảnh A’B’ là ảnh ảo, cùng chiều lớn hơn vật.

c) Ta đặt: OA = d = 8cm; OA’ = d’; OF = OF’ = f = 10cm

Xét hai tam giác

∆A’B’F’ đồng dạng ∆OIF’(g.g)

=>

∆OAB đòng dạng ∆OA’B’(g.g)

=> (1)

Ta có : AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

=>

ó ódd’+df=d’f

=>A’O = d’=

Từ (1) suy ra:

Vậy A’B’ = 5.AB hay ảnh lớn gấp 5 lần vật

Câu 2: a) Dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát một vật nhỏ cao 1mm. Muốn có ảnh ảo cao 10mm thì phải đặt vật cách kính bao nhiêu xentimet? Lúc đó ảnh cách kính bao nhiêu xentimet ?

Gợi ý: Hãy dựng ảnh, không cần dùng tỉ lệ. Dựa vào hình vẽ để tính

b) Dùng một thấu kính hội tụ có tiêu cự 40cm để quan sát vật nói trên. Ta cũng muốn có ảnh ảo cao 10mm thì phải “đặt vật cách kính bao nhiêu xentimet? Lúc đó ảnh cách kính bao nhiêu xentimet?

c) Cho rằng trong cả hai trường hợp, người quan sát đến đặt mắt sát sau kính để nhìn ảnh ảo. Hỏi trong trường hợp nào người ấy có cảm giác là ảnh lớn hơn ?

Trả lời:

a) Dựng ảnh như hình vẽ

Xét hai tam giác

∆A’B’F’ đồng dạng ∆OIF’(g.g)

=>

∆OAB đồng dạng ∆OA’B’(g.g)

=> (1)

Ta có : AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

=>

ódd’+df=d’f

A’O=d’=

->(2)

Từ (1) và (2) suy ra:

Thay số: A’B’ = 10mm; AB = 1mm; f = 10cm = 100mm

<->

->d=90mm=9cm; d’=10.d=90cm

Vậy vật cách kính 9cm và ảnh cách kính 90cm.

b) Tương tự, thay số: AB = 1mm; A’B’ = 10mm; f = 40cm = 400mm

<->

d=360mm=36cm; d’=10.d=360cm

Vậy vật cách kính 36cm và ảnh cách kính 360cm.

c) Trong cả hai trường hợp ảnh đều cao l0 mm. Trong trường hợp a) thì ảnh cách mắt có 90cm, còn trong trường hợp b) ảnh cách kính đến 360cm. Như vậy, trong trường hợp a) ảnh nằm gần mắt hơn và người quan sát sẽ thấy ảnh lớn hơn so với trường hợp b).

Câu 3: Một người thợ sửa đồng hồ dùng một kính lúp có số bội giác 5x để quan sát một chi tiết trên đồng hồ có kích thước 0,4 mm. Muốn quan sát ảnh của chi tiết này với kích thước 4 mm thì phải đặt chi tiết đó cách kính lúp bao nhiêu cm? Khi đó ảnh cách kính lúp bao nhiêu cm?

Trả lời:

Từ công thức: G = suy ra tiêu cự của kính lúp:

f = =

Ta có: => = 10d

thay số f = 50 mm và d' = 10d, ta có:

-

=>d=45mm;

Vậy phải đặt kính lúp cách chi tiết này 45 mm, khi đó ảnh cách kính lúp 450 mm.

Câu 4: Một bạn học sinh quan sát cây bút chì AB và ảnh A'B' của cây bút chì bằng một thấu kính. Bạn học sinh đó thấy ảnh A′B′ cùng chiều và nhỏ hơn cây bút chì.

a) Hãy cho biết bạn học sinh đó đã dùng thấu kính gì.

b) Biết tiêu cự của thấu kính là f = 15 cm, khoảng cách từ cây bút chì tới thấu kính là d = 2f và độ cao của cây bút chì là AB = 12 cm. Hãy tính khoảng cách từ ảnh A′B′ đến thấu kính và độ cao của ảnh.

Trả lời:

1. Ảnh A′B′ cùng chiều và nhỏ hơn vật nên đây là thấu kính phân kì.

Từ Hình 57

Ta có: Δ ABO ∼ Δ (g.g)

=> (1)

Ta có: Δ OHF’∼ Δ (g.g)

=> (2)

Từ (1) và (2) suy ra:

Thay d = 2f, ta được: d’ = 10 cm

Thay d’ vào (1) ta được:

Vậy ảnh cao 4 cm và nằm trước thấu kính.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Trên vành của một chiếc kính lúp có ghi G=5x. Vật nhỏ S có chiều cao là 0.4cm được đặt trước kính lúp và cách kính lúp 3cm. Ảnh của S qua kính lúp cách S bao nhiêu cm?

Trả lời:

Tiêu cự của kính lúp là:

=> (cm)

Vì d<f nên ảnh này là ảnh ảo, nằm cùng phí với vật so với kính lúp

Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo

- => -

=> d’=7,5 cm

Khoảng cách từ ảnh đến vật là: 7,5-3 = 4,5(cm)

Câu 2: Bạn An thấy trên vành của một chiếc kính lúp có ghi 3x. An đặt một vật nhỏ trước kính lúp và cách kính lúp 4cm. Số phóng đại của ảnh là.

Trả lời:

Tiêu cự của kính lúp là:

=> (cm)

Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo

- => - (cm)

=> d’=12,5 cm

Hệ số phóng đại của ảnh là: k== 2,5