Thấu kính

I. Thấu kính

- Định nghĩa:

Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.

Có 2 loại:

- Thấu kính rìa (mép) mỏng:

- Thấu kính rìa (mép) dày:

II. Đường đi của tia sáng qua thấu kính

- Tia sáng qua quang tâm O thì truyền thẳng

- Tia sáng song song với trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm ảnh chính

- Tia sáng (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính cho tia ló song song trục chính.

III. Vị trí vật - ảnh

IV. Tiêu cự - Mặt phẳng tiêu diện

- Tiêu cự: | f | = OF

Quy ước: Thấu kính hội tụ thì f  > 0, thấu kính phân kỳ thì f  <  0.

- Tiêu diện:

+ Tiêu diện vật: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật

+ Tiêu diện ảnh: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh

- Tiêu điểm phụ:

+ Các tiêu điểm vật phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện vật vuông góc với trục chính tại F.

+ Các tiêu điểm ảnh phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện ảnh vuông góc với trục chính tại F’.

V. Độ tụ

- Độ tụ của thấu kính: \(D = \dfrac{1}{f}\)

Đơn vị: trong hệ SI, đơn vị của độ tụ là điôp, tiêu cự f  tính bằng mét.

Với thấu kính hội tụ \(D > 0\) , thấu kính phân kì \(D < 0\)

- Công thức độ tụ tính theo bán kính hai mặt cầu: \({\bf{D}}{\rm{ }} = \dfrac{1}{f} = (\dfrac{n}{{{n_{mt}}}} - 1)(\dfrac{1}{{{R_1}}} + \dfrac{1}{{{R_2}}})\)

Quy ước: mặt cầu lồi thì $R > 0$, mặt cầu lõm thì $R <0 $, mặt phẳng thì $R = \infty $.

VI. Các công thức về thấu kính

- Quy ước: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\overline {OA}  = d}\\{\overline {OA'}  = d'}\\{\overline {OF'}  = f}\end{array}} \right.\)   

+ Vật thật thì d > 0

+ Vật ảo thì d < 0

+ Ảnh thật thì d’ > 0

+ Ảnh ảo thì d’ <0

- Công thức về vị trí ảnh - vật : \(\frac{1}{f}  =   \frac{1}{d}   +   \frac{1}{{d'}}\)

- Công thức về độ phóng đại ảnh của vật qua thấu kính: \(k  =    -  \frac{{d'}}{d}   =   \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }}\)

Trong đó:

     + k > 0: thì ảnh và vật cùng chiều, trái tính chất thật, ảo.

     + k < 0: thì ảnh và vật ngược chiều, cùng tính chất thật, ảo.

- Hệ quả:  \(d'  =    \frac{{d.f}}{{d  -  f}} ; d  =    \frac{{d'.f}}{{d'  -  f}}  ;f  =    \frac{{d.d'}}{{d  +  d'}} ; k  =    -  \frac{{d'}}{d}   =   \frac{f}{{f  -  d}}   =  \frac{{f  -  d'}}{{ f}}\)

- Công thức khoảng cách vật và ảnh:  \({\bf{L}} = \left| {{\bf{d}} + {\bf{d}}'} \right|\)

Trong đó:

     + nếu vật thật qua thấu kính cho ảnh thật thì L > 0

     + nếu vật ảo qua thấu kính cho ảnh ảo thì L < 0

- Tỉ lệ về diện tích của vật và ảnh: \(S  =   {\left( {\frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }}} \right)^2}  =   {k^2}\)

- Nếu vật AB tại hai vị trí cho hai ảnh khác nhau A₁B₁ và A₂B₂ thì:  (AB)² = (A₁B₁)².(A₂B₂)²

- Điều kiện để vật thật qua thấu kính cho ảnh thật là: L ³ 4.f

- Vật AB đặt cách màn một khoảng L, có hai vị trí của thấu kính cách nhau l sao cho AB qua thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì tiêu cự thấu kính tính theo công thức: \(f  =  \frac{{{L^2}  -  {l^2}}}{{ 4.L}}\)

- Nếu có các thấu kính ghép sát nhau thì công thức tính độ tụ tương đương là: \(D  =  {D_1} + {D_2} + ...\)