Học tốt Vật lí 11 bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Chủ nhật - 04/08/2019 12:52

A/ Kiến thức cơ bản
I. Mục tiêu thí thí nghiệm
1. Biết được phương pháp xác định tiêu cự của thấu kính phân kì bằng cách ghép nó đồng trục với một thấu kính hội tụ để tạo ra ảnh thật của vật thật qua hệ hai thấu kính.
2. Rèn luyện kỹ năng sử dụng giá quang học để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.

II. Cơ sở lí thuyết
Dựa vào công thức sau để tìm tiêu cự.
f = '

Để đo được d.d’ ta ghép thêm một thấu kính hội tụ đồng trục với thấu kính phân kì.

B/ TRẢ LỜI CÂU HỎI C1, C2 SGK VẬT LÝ 11 BÀI 35
C1. Hãy nêu rõ:
- Tính chất của ảnh ảo A'B' tạo bởi thấu kính phân kì đối với vật thật AB
- Quy ước về dấu đại số của các đại lượng d, d', f' trong công thức
f =

Giải:
Đối với thấu kính phân kì, vật thật AB luôn cho ảnh ảo A’B’ cùng chiềụ và nhỏ hơn vật.
- Quy ước dấu của các đại lượng trong công thức f =

• d > 0: vật thật; d < 0: vật ảo
• d’ > 0: ảnh thật; d’ < 0: ảnh ảo
• f > 0: thấu kính hội tụ
• f < 0: thấu kính phân kì.

C2. Muốn thấu kính hội tụ L₀ tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB (hình 35.2a), ta cần phải chọn các khoảng cách từ vật AB và từ màn ảnh M đến thấu kính hội tụ L₀ thỏa mãn điều kiện gì so với tiêu cự của thấu kính này?
Giải:
Muốn thấu kính hội tụ không tạo ra ảnh thật lớn hơn vật thật AB, ta còn phải chọn khoảng cách từ vật đến thấu kính f < d₁ < 2f và khoảng cách từ màn đến thấu kính d'₁ > 2f.

C3. Muốn ảnh cuối cùng của vật AB tạo bởi hệ thấu kính (L, L₀) bố trí như hình 36.2 là ảnh thật, thì khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tự L₀ phải lớn hơn hay nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính hội tụ L₀? Giải thích tại sao.
Giải:
Muốn ảnh cuối cùng của vật AB tạo bởi hệ thấu kính (L, L₀) bố trí như hình 35.2 sách giáo khoa là ảnh thật, thì khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ L₀ phải lớn hơn tiêu cự (

> f).
Vì nếu

< f thì có khả năng xảy ra trường hợp như saụ:
Tiêu điểm vật F₂ của thấu kính hội tụ nằm trước thấu kính phân kỳ, nên có thể xảy ra trường hợp ảnh A’B’ của vật AB qua thấu kính phân kì sẽ nằm trong khoảng tiêu cự cửa thấu kính hội tụ L₁ thì lúc đó ta sẽ thu được ảnh ảo, không thể là ảnh thật.

C/ TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 11 BÀI 30 TRANG 223
1. Viết công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức này.
Giải:
Công thức của thấu kính:

f là tiêu cự của thấu kính: f > 0 (TKHT); f < 0 (TKPK)
d là khoảng cách từ vật đến thấu kính d > 0 vật thật; d < 0 vật ảo.
d’ là khoảng cách từ ảnh đến ảnh thấu kính d’ > 0 ảnh thật; d’ < 0 ảnh ảo.

2. Trình bày phương pháp đo tiêu cự của thấu kính phân kì L đã được thực hiện trong thí nghiệm này.
Giải:
Phương pháp đo tiêu cự: Xem trang 221 SGK.
Giai vat ly lop 11 bai 35 cau 2

Vẽ ảnh thật củạ một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một hệ hai thấu kính đồng trục L, L₀. Cho biết thấu kính phân kì L đặt gần vật AB hơn so với thấu kính hội tụ L₀ và ảnh cuối cùng tạo bởi hệ thấu kính này là ảnh thật.

3. Có thể xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ L₀ khi tiến hành thí nghiệm này được không? Nếu biết, em hãy nói rõ nội đung này thuộc phần nào của bài thí nghiệm.
Giải:
Được.
Giữ vật và màn cố định, di chuyển thấu kính hội tụ trong khoảng giữa vật và màn để thu được ảnh rõ nét trên màn. Đo d, d’ từ đó ta tìm được tiêu cự của thấu kính hội tụ L₀.

4. Hãy nói rõ cách xác định đúng vị trí ảnh rõ nét của một vật hiện trên màn ảnh đặt ở phía sau của một thấu kính hoặc của một hệ thấu kính.
Giải:
Ta dựa vào điều kiện để thu được ảnh thật sau thấu kính thì L > 4f. Di chuyển thấu kính đến khi ảnh rõ nét nhất thì dừng lại.

5. Hãy cho biết những nguyên nhân nào có thể gây nên sai số ngẫu nhiên của phép đo tiêu cự thấu kính f của thấu kính phân kì L trong thí nghiệm này.
Giải:
Nguyên nhân gây sai số:
Ta có:

, ta nhận thấy khi chọn d khá lớn để

nhỏ thì d’ sẽ nhỏ, kết quả

6. Có thể thực hiện phép đo tiêu cự f của thấu kính phân kì L bằng cách ghép nó đồng trục với một thấu kính hội tụ L₀, nhưng vật thật được đặt gần thấư kính hội tụ hơn so với thấu kính phân kì L được không?
Nếu biết, em hãy trình bày rõ các bước tiến hành thí nghiệm và vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật.
Giải:
Ta đặt vật AB trước và gần thấu kính hội tụ L, điều chỉnh sao cho vật AB qua L₀ cho ảnh nằm sau thấu kính phân kì L, thì ta sẽ thu được hình cuối cùng là ảnh thật.
Các bước tiến hành:
- Giữ vật cố định di chuyển thấu kính hội tụ và màn cho tới khi hứng được ảnh rõ nét trên màn, nên sắp xếp để thấu kính cho ảnh nhỏ.
- Đặt thấu kính phân kì trong khoảng giữa thấu kính hội tụ và màn, cách màn vài xentimet, quan sát ta thấy ảnh trên màn bị nhòe đi. Gọi khoảng cách từ thấu kính phân kì đến màn lúc đó là d₂, do d₂.
- Di chuyển màn ra xa các thấu kính cho tới khi thu được ảnh rõ nét trên màn, đo khoảng cách d’₂ từ thấu kính phân kì đến màn.
- Tính tiêu cự f₂ bằng công thức:
f₂ =