Phương pháp giải các dạng bài tập thấu kính

126 lượt xem

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ 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_mtlà 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’|

+ Vật và ảnh cùng tính chất thì trái chiều và ngược lại.

+ Vật và ảnh không cùng tính chất thì cùng chiều và ngược lại.

+ Thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo lớn hơn vật thật.

+ Thấu kính phân kỳ tạo ảnh ảo nhỏ hơn vật thật.

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: ${d_1}' = - {\rm{ }}{d_2}$

SGK Vật lí lớp 11