Phương pháp giải các dạng bài tập thấu kính

I- DẠNG 1. TÍNH ĐỘ TỤ VÀ TIÊU CỰ THẤU KÍNH DỰA VÀO HÌNH DẠNG VÀ MÔI TRƯỜNG

- Áp dụng công thức tính độ tụ hoặc tiêu cự:  ${\bf{D}}{\rm{ }} = \dfrac{1}{f} = (\dfrac{n}{{{n_{mt}}}} - 1)(\dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}})$

Quy ước: 

+ mặt cầu lồi thì $R > 0$, mặt cầu lõm thì $R < 0$, mặt phẳng thì $R = \infty$

+ n là chiết suất của chất làm thấu kính, n_mt là chiết suất của môi trường đặt thấu kính.

II- DẠNG 2: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT, ĐỘ LỚN CỦA VẬT VÀ ẢNH.

- Biết vị trí của vật hoặc ảnh và số phóng đại:

+ $\dfrac{1}{f}  =   \dfrac{1}{d}   +   \dfrac{1}{{d'}}$   suy ra   $d'  =    \dfrac{{d.f}}{{d  -  f}}$, $d  =    \dfrac{{d'.f}}{{d'  -  f}}$

+ vận dụng công thức độ phóng đại: $k  =    -  \dfrac{{d'}}{d}   =   \dfrac{f}{{f  -  d}}   =  \dfrac{{f  - d'}}{{ f}}$

- Biết vị trí của vật hoặc ảnh và khoảng cách giữa vật và màn:

+ $\dfrac{1}{f}  =   \dfrac{1}{d}   +   \dfrac{1}{{d'}}$

+ và công thức về khoảng cách: L = |d + d’|

III- DẠNG 3: DỜI VẬT HOẶC THẤU KÍNH THEO PHƯƠNG CỦA TRỤC CHÍNH

- Thấu kính cố định: vật và ảnh dời cùng chiều.

+ Trước khi dời vật:$\dfrac{1}{f}  =   \dfrac{1}{d}   +   \dfrac{1}{{d'}}$

+ Dời vật một đoạn $\Delta d$ thì ảnh dời một đoạn $\Delta d'$ thì: $\dfrac{1}{f}  =   \dfrac{1}{{d  +  \Delta d}}   +   \dfrac{1}{{d'  +  \Delta d'}}$

- Có thể giải bằng cách khác nếu bài toán cho độ phóng đại k₁ và  k₂:

$\dfrac{{\Delta d'}}{{\Delta d}}  =   -  \dfrac{f}{{{d_2}  -  f}}  .  \dfrac{f}{{{d_1}  -  f}}{\rm{ }} =   -  {k_1}.{k_2}$

- Vật cố định, dời thấu kính: phải tính khoảng cách từ vật đến ảnh trước và sau khi dời thấu kính để biết chiều dời của ảnh.

IV- DẠNG 4: HỆ HAI THẤU KÍNH GHÉP ĐỒNG TRỤC

- Nếu ta có các thấu kính ghép đồng trục sát nhau thì ta có độ tụ tương đương của hệ là:

$D  =  {D_1} + {D_2} + ...{D_n}$

hay tiêu cự tương đương của hệ: $\dfrac{1}{f}  =   \dfrac{1}{{{f_1}}}   +   \dfrac{1}{{{f_2}}} + ... + \dfrac{1}{{{f_n}}}$

Khi đó ta xét bài toán tương đương như một thấu kính có độ tụ D hay có tiêu cự f.

- Nếu hệ thấu kính ghép đồng trục cách nhau một khoảng O₁O₂ = l

+ Ta có sơ đồ tạo ảnh bởi hệ là:

$AB\xrightarrow[{{d_1}{\text{ }}{{\text{d}}_1}'}]{{{O_1}}}{A_1}{B_1}\xrightarrow[{{d_2}{\text{ }}{{\text{d}}_2}'}]{{{O_2}}}{A_2}{B_2}$

+ Áp dụng công thức thấu kính lần lượt cho mỗi thấu kính ta có:

$\left\{ \begin{array}{l}{d_1}' = \dfrac{{{d_1}{f_1}}}{{{d_1} - {f_1}}}\\{d_2} = l - {d_1}'\\{d_2}' = \dfrac{{{d_2}{f_2}}}{{{d_2} - {f_2}}}\end{array} \right.$

$k  =     \dfrac{{\overline {{A_2}{B_2}} }}{{\overline {AB} }} =  \dfrac{{\overline {{A_2}{B_2}} }}{{\overline {{A_1}{B_1}} }}.\dfrac{{\overline {{A_1}{B_1}} }}{{\overline {AB} }}  =  {k_1}.{k_2}$

+ Khoảng cách giữa hai thấu kính: ${O_1}{O_2} = l$ và ${d_2} = l-{\rm{ }}{d_1}'$

+ Nếu hai thấu kính ghép sát nhau thì: ${d_1}' =  - {\rm{ }}{d_2}$