›

Khóa luận Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính

pdf 54 trang thiennha21 15/04/2022 6460
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_he_thong_cau_hoi_va_bai_tap_trac_nghiem_phan_thau.pdf

Nội dung text: Khóa luận Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính

  1. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÍ  LƢU THỊ HƢƠNG LAN HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lí đại cƣơng HÀ NỘI, 2018
  2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÍ  LƢU THỊ HƢƠNG LAN HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vật lí đại cƣơng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học ThS. Nguyễn Thị Thắm HÀ NỘI, 2018
  3. Lời cảm ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô trong khoa Vật lí trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy suốt 4 năm học để em có đƣợc nền tảng tri thức. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến ThS. Nguyễn Thị Thắm là ngƣời đã hƣớng dẫn nghiên cứu em, cô đã rất tận tình giúp em hoàn thành khóa luận. Đây là một đề tài mới nên trong quá trình em làm khóa luận chắc chắn còn nhiều thiếu sót, hạn chế. Em rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của quý thầy, cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Lƣu Thị Hƣơng Lan
  4. Lời cam đoan Em xin cam đoan khóa luận “Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính” là kết quả học tập, công trình nghiên cứu của cá nhân em và nó chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào. Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Lƣu Thị Hƣơng Lan
  5. Mục lục MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 3 1.1 Thấu kính 3 1.1.1 Định nghĩa 3 1.1.2 Quy ƣớc dấu 4 1.1.3 Công thức cơ bản của thấu kính. 5 1.1.4 Tiêu cự. Độ tụ 6 1.1.5 Cách vẽ ảnh của vật cho bởi thấu kính 8 1.1.6 Độ phóng đại của ảnh 9 1.2 Hệ quang học đồng trục lí tƣởng. 10 1.2.1 Định nghĩa 10 1.2.2 Tiêu cự, độ tụ, công thức cơ bản của quang hệ 12 1.2.3 Độ phóng đại dài 12 1.3 Ghép hai hệ quang học đồng trục 12 1.3.1 Tiêu cự độ tụ của hệ ghép Error! Bookmark not defined. 1.3.2 Vị trí các mặt phẳng chính 13 CHƢƠNG 2 15 2.1 Hệ thống câu hỏi lí thuyết 15 2.1.1 Câu hỏi lí thuyết 15 2.1.2 Câu hỏi vận dụng lí thuyết 20 2.1.3 Đáp án câu hỏi 23 2.2 Bài tập trắc nghiệm 24 2.2.1 Bài tập tính toán 24 2.2.2 Các bài tập tính khó 30 2.2.3 Đáp án bài tập 35 CHƢƠNG 3 36 3.1 Hệ thống câu hỏi lí thuyết 36 3.1.1 Hệ thống câu hỏi 36
  6. 3.1.2 Đáp án câu hỏi 38 3.2 Bài tập trắc nghiệm về hệ thấu kính 38 3.2.1 Hệ thống bài tập 38 3.2.2 Đáp án bài tập 46 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48
  7. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Quang học là một ngành học về các hiện tƣợng liên quan tới ánh sáng, các định luật quang học và các dụng cụ quang học đƣợc sử dụng nhiều trong đời sống. Thấu kính là một trong những dụng cụ quang học điển hình của quang học. Nghiên cứu về thấu kính chúng ta có thể tìm hiểu về đƣờng đi của ánh sáng qua thấu kính, sự tạo ảnh của một vật bởi các chùm tia sáng đi qua thấu kính. Thấu kính còn là một bộ phận cơ bản của hầu hết các dụng cụ quang học quan trọng trong đời sống và trong khoa học: máy ảnh, kính khắc phục các tật của mắt (cận, viễn, lão), kính hiển vi, Để có đƣợc các tính năng tối ƣu, ngƣời ta thƣờng ghép nhiều thấu kính thành hệ thấu kính. Hiện nay, trong các tài liệu liên quan đến quang học bài tập về thấu kính và hệ thấu kính đƣợc trình bày chủ yếu dƣới dạng tự luận, đặc biệt là các tài liệu cho sinh viên ngành sƣ phạm Vật lý. Còn bài tập dƣới dạng trắc nghiệm đƣợc đề cập chủ yếu ở các tài liệu tham khảo cho học sinh phổ thông. Do đó, việc tổng hợp, xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính cho sinh viên ngành sƣ phạm Vật lý là rất cần thiết. Xuất phát từ quan điểm trên tôi quyết định chọn đề tài: “Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính” nhằm hiểu sâu, rộng và vận dụng tốt các kiến thức về thấu kính, hệ thấu kính. Đồng thời, từ đề tài nghiên cứu này tôi mong muốn hình thành hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm về thấu kính và hệ thấu kính góp phần đa dạng hình thức bài tập về thấu kính và hệ thấu kính, làm phong phú thêm hệ thống kiến thức về quang học nói riêng và Vật lý đại cƣơng nói chung. 2. Mục đích nghiên cứu - Nắm đƣợc các kiến thức chung về thấu kính, hệ thấu kính. - Nắm đƣợc cách tạo ảnh của một vật qua thấu kính, hệ thấu kính - Đƣa ra hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của thấu kính, hệ thấu kính. 1
  8. - Tìm hiểu cách dựng ảnh của một vật qua thấu kính,hệ thấu kính. - Tìm hiểu cách xây dựng bài tập trắc nghiệm. 4. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng: thấu kính, hệ thấu kính. - Phạm vi nghiên cứu: hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính, hệ thấu kính. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính, hệ thấu kính. Do đó, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên 6. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp tra cứu tài liệu - Phƣơng pháp tổng hợp, phân loại và giải các bài tập cơ bản 7. Cấu trúc khóa luận - Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, khóa luận bao gồm các nội dung sau: Chƣơng 1: Tổng quan về thấu kính và hệ thấu kính. Chƣơng 2: Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính mỏng. Chƣơng 3: Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần hệ thấu kính. 2
  9. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ THẤU KÍNH 1.1 Thấu kính 1.1.1 Định nghĩa - Thấu kính là một khối đồng chất, trong suốt đƣợc giới hạn bởi hai mặt khúc xạ đồng trục, trong đó có ít nhất một mặt cầu. - Nếu khoảng cách giữa hai đỉnh của hai mặt khúc xạ là nhỏ so với bán kính của chúng thì thấu kính đó đƣợc gọi là thấu kính mỏng. Khi đó ta có thể coi O1 trùng O2 trùng quang tâm O của thấu kính (Hình 1.1). n1 n n2 Trục chính O1 O O2 Trục phụ Hình 1.1 - Đƣờng thẳng bất kì đi qua quang tâm O của thấu kính gọi là quang trục phụ của thấu kính. Quang trục đi qua cả hai tâm của hai mặt cầu khúc xạ gọi là quang trục chính của thấu kính. - Phân loại: Thấu kính mỏng đƣợc chia làm hai loại thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng) Thấu kính phân kì (thấu kính rìa dày) Hình 1.2 3
  10. - Kí hiệu: Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Hình 1.3 1.1.2 Quy ước dấu Để xây dựng công thức cơ bản của thấu kính và hệ thấu kính, ta áp dụng quy ƣớc dấu đƣợc trình bày dƣới đây. Quy ƣớc này đƣợc dùng chung cho + toàn bộ nội dung khóa luận. h 1. Nếu coi chiều dƣơng (+) là ’ O ’ -h chiều truyền ánh sáng từ trái qua -s s phải và chọn gốc tọa độ tại đỉnh O, thì độ dài của đoạn thẳng đƣợc Hình 1.4 xem là dƣơng nếu chiều trùng với chiều truyền ánh sáng, ngƣợc lại là âm (Hình 1.4). 2. Độ cao của vật và ảnh đƣợc coi là dƣơng nếu chúng hƣớng lên trên, là âm nếu chúng hƣớng xuống dƣới (Hình 1.4). 3. Bán kính R của mặt cầu khúc xạ là dƣơng -R nếu tâm nằm ở bên phải R mặt cầu, là âm nếu tâm nằm ở bên trái mặt cầu O C C O (Hình 1.5). Hình 1.5 4. Độ dày của thấu kính và khoảng cách giữa hai mặt cầu khúc xạ luôn luôn dƣơng. 4
  11. 1.1.3 Công thức cơ bản của thấu kính. - Coi thấu kính nhƣ hai mặt cầu khúc xạ có đỉnh O1 , O2 bán kính R1 , R2 Chiết suất của thấu kính là n, thấu kính ngăn cách 2 môi trƣờng trong suốt có chiết suất n1, n2 ( Hình 1.6) n1 n n 2 P O1 O O2 P P1 2 Hình 1.6 - Xét một chùm tia sáng hẹp phát ra từ một điểm P nằm trên trục chính, sau khi khúc xạ qua mặt cầu O1 cho ảnh P1, P1 lại là vật đối với mặt cầu O2 sau khi khúc xạ qua mặt cầu cho ảnh P2. Ta có sơ đồ tạo ảnh nhƣ sau: O1 O2 P P1 P2 ’ ’ s1 s 1 s2 s 2 Nhƣ ta đã biết khi ánh sáng truyền qua mặt cầu khúc xạ thì ta có thể áp dụng công thức của mặt cầu khúc xạ nhƣ sau: n'' n n n (1.1) s' s R Trong đó: n ;n’ là chiết suất của môi trƣờng trƣớc và sau mặt cầu. R: là bán kính mặt cầu ( R> 0 mặt cầu lồi, R< 0 mặt cầu lõm) s : là khoảng cách từ điểm sáng nằm trên trục chính đến đỉnh của mặt cầu s’ :là khoảng cách từ ảnh của điểm sáng nằm trên trục chính đến đỉnh của mặt cầu Áp dụng công thức của mặt cầu khúc xạ cho các mặt cầu O1, O2 lần lƣợt là: n n n n 11 (1.2) s' s R 1 1 1 5
  12. nn n n 22 (1.3) s' s R 2 2 2 ’ Vì khoảng cách O1, O2 rất nhỏ nên có thể coi s2 =s 1, cộng 2 vế của (1.2), (1.3) với nhau ta đƣợc: n2 n 1 n n 1 n 2 n ' (1.4a) s2 s 1 R 1 R 2 ’ Đặt s1=s; s2 =s’ ta có thể viết lại (1.4a) nhƣ sau: n n n n n n 2 1 1 2 (1.4b) s' s R12 R Công thức (1.4b) là công thức tổng quát của thấu kính mỏng ’ - Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính có n1 = n2= n thì (1.4b) trở thành: 1 1 1 1 (N 1)( ) (1.5) s' s R12 R n N là chiết suất tỉ đối của thấu kính đối với môi trƣờng đặt thấu kính. n' - Nếu thấu kính đặt trong không khí thì n’ = 1 ta có: 1 1 1 1 (n 1)( ) (1.6) s' s R12 R 1.1.4 Tiêu cự. Độ tụ Ta chỉ xét thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính - Khi s = - ∞ từ (1.5) Ta đƣợc: 1 sf' ' (1.7a) 11 (N 1)( ) RR12 Hay: 1 1 1 (N 1)( ) (1.7b) f' R12 R 6
  13. s = - ∞ F’ O f’ Hình 1.7 Khoảng cách OF’= f ’gọi là tiêu cự thứ hai của thấu kính; F’ tiêu điểm chính thứ hai của thấu kính. - Khi s’= ∞ từ (1.5) ta đƣợc: 1 sf (1.8) 11 (N 1)( ) RR12 Khoảng cách OF =f gọi là tiêu cự thứ nhất của thấu kính; F tiêu điểm chính thứ nhất của thấu kính. F ’ O s2 = ∞ -f Hình 1.8 - Độ tụ của thấu kính là đại lƣợng đƣợc xác định theo công thức: n n12 n n  12  (1.9) RR12 Trong đó Φ1 và Φ2 là độ tụ của hai mặt cầu khúc xạ O1 và O2. + Nếu thấu kính đặt trong không khí, n1= n2= 1 1 1 1  (n 1) ( ) (1.10) f 'RR 12 - Đơn vị của độ tụ là điốp (dp), đi ốp là độ tụ của một thấu kính đặt trong không khí nếu tiêu cự là f’ = 1m. Φ > 0 ứng với thấu kính hội tụ và Φ < 0 ứng với thấu kính phân kì. 7
  14. - Chia cả hai vế của (1.5) cho vế phải, ta đƣợc: ff' 1 (1.11) s ' s + Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính thì f = - f’, ta có: 1 1 1 (1.12) s'' s f (1.12) là công thức Gauss. 1.1.5 Cách vẽ ảnh của vật cho bởi thấu kính Để vẽ ảnh của đoạn thẳng AB vuông góc trục chính ta dùng 2 trong 3 tia sau: - Tia tới đi song song trục chính cho tia khúc xạ đi qua tiêu điểm F’ (hoặc có đƣờng kéo dài qua F’) - Tia tới đi qua tiêu điểm F (hoặc có đƣờng kéo dài qua F) cho tia khúc xạ song song trục chính. - Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính thì tia đi qua quang tâm O truyền thẳng. f’ B y A’ F’ A F O -y’ - f B’ Hình 1.9 Vật là điểm sáng nằm trên trục chính ngoài tia đi qua trục chính ta dùng một tia bất kì nữa. Để xác định tia ló của tia bất kì ta dựng trục phụ song song với tia tới. Tia tới song song trục phụ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ. 8
  15. F1 S S’ F O F’ O F1 Hình 1.10 Tính chất ảnh của vật qua thấu kính: + Với thấu kính hội tụ Ảnh Vị trí đặt vật Tính chất Chiều Độ lớn |s | 2f ’ Thật Ngƣợc chiều Nhỏ hơn vật + Với thấu kính phân kỳ, vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật 1.1.6 Độ phóng đại của ảnh - Độ phóng đại dài của ảnh cho bởi thấu kính: ns' y'    1 12 n s y 2 (1.13) 12, : độ phóng đại của ảnh qua các mặt cầu xạ O1, O2. - Nếu thấu kính đặt trong môi trƣờng đồng tính có n1= n2 thì sy''  (1.14) sy β> 0 ảnh cùng chiều với vật β< 0 ảnh ngƣợc chiều với vật 9
  16. 1.2 Hệ quang học đồng trục lí tƣởng. 1.2.1 Định nghĩa - Hệ quang học đồng trục là hệ gồm những mặt khúc xạ, phản xạ ánh sáng ngăn cách nhau bởi những môi trƣờng trong suốt, đồng chất có tâm cùng nằm trên một đƣờng thẳng. Đƣờng thẳng này gọi là quang trục chính của quang hệ - Hệ quang học đồng trục đƣợc coi là lí tƣởng nếu chùm tia sáng đồng quy đi qua nó vẫn là chùm đồng quy. Hoặc một hệ quang học đồng trục bất kì nhƣng xét với các tia đi gần quang trục chính cũng đƣợc coi là lí tƣởng. F’ - Cho một chùm tia sáng đi gần quang trục chính và song song với quang trục chính, ra khỏi Hình 1.11 quang hệ chùm tia này giao nhau tại một điểm F’ nằm trên quang trục chính, điểm F’ gọi là tiêu điểm chính thứ hai của quang hệ (hình 1.11) - Trong không gian vật có một điểm F nằm trên quang trục chính có tính chất là chùm tia đi qua F tới quang hệ, sau khi ra khỏi quang hệ sẽ đi song song với trục chính .F gọi là tiêu điểm chính thứ nhất của quang hệ ( hình 1.12) F Hình 1.12 - Trong hệ quang học đồng trục lí tƣởng có thể tìm đƣợc hai mặt phẳng liên hợp (H) và (H’) sao cho nếu vật nằm trên mặt phẳng này sẽ cho ảnh nằm trên mặt 10
  17. phẳng kia có độ phóng đại  1. Mặt phẳng (H) là mặt phẳng chính thứ nhất của quang hệ; (H’ ) là mặt phẳng chính thứ hai của quang hệ. Chú ý: Các mặt phẳng chính có thể nằm ở bên trong hệ hoặc bên ngoài hệ, cả hai nằm cùng một phía của hệ hoặc một trong hai nằm trong hệ. - Giao điểm của mặt phẳng chính với quang trục chính gọi là các điểm chính thứ nhất H và điểm chính thứ hai H’. - Khoảng cách HF f gọi là tiêu cự thứ nhất của quang hệ; khoảng cách H''' F f gọi là tiêu cự thứ hai của quang hệ. Cách vẽ ảnh của một vật qua quang hệ: - Nếu biết vị trí của hai mặt phẳng chính (H), (H’) và các tiêu điểm chính F, F’ của quang hệ ta có thể dựng đƣợc ảnh của vật cho bởi quang hệ. Ta vẽ hai trong ba tia đặc biệt sau (Hình 1.13): + Tia tới song song với trục chính sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó sẽ đi qua tiêu điểm chính F’. + Tia tới đi qua tiêu điểm chính F sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó sẽ đi song song với trục chính. + Nếu môi trƣờng trƣớc và sau quang hệ cùng chiết suất, tia tới đi qua điểm chính thứ nhất tia liên hợp với nó sau khi ra khỏi quang hệ sẽ đi qua điểm chính thứ hai và song song với tia tới. (H) (H)’ B ’ H F ’ y H H’ A H A FF ’ -y' B’ -s s’ Hình 1.13 A’B’ là ảnh của AB qua quang hệ. 11
  18. 1.2.2 Tiêu cự, độ tụ, công thức cơ bản của quang hệ - Giả sử môi trƣờng phía trƣớc quang hệ có chiết suất n, sau quang hệ có chiết suất n’ thì độ tụ của quang hệ đƣợc xác định theo công thức: nn'  ' (1.15) ff + Nếu hệ đặt trong môi trƣờng đồng tính n= n’thì f ’= -f, ta có: ϕ>0 thì f’ > 0 thì hệ này gọi là hệ hội tụ. ϕ 0 ảnh cùng chiều với vật β < 0 ảnh ngƣợc chiều với vật 1.3 Ghép hai hệ quang học đồng trục 12
  19. Giả sử ta ghép hai thấu kính mỏng (hai hệ quang học đồng trục nhỏ) có các tiêu cự f1, f1’, f2, f2’ và vị trí các mặt phẳng chính H1, H1’, H2, H2’ thành một hệ quang học đồng trục lớn. Khoảng cách giữa hai hệ nhỏ làd H1'H2' . Vì thấu kính là mỏng nên H1 ≡ H1’; H2 ≡ H2’. Bằng cách dựng ảnh thông thƣờng ta xác định đƣợc các tiêu điểm chính F, F’ và các điểm chính H, H’ nhƣ Hình 1.14. Q P Q’ P’ Δ ’ -xF ’ xF F1 F2 ’ ’ ’ H F F1 H1 H1 H2 H2 F2 F’ H’ I’ C I B ’ sH -sH Hình 1.14 1.3.1 Tiêu cự, độ tụ của hệ ghép Đặt HF f ; H''' F f ; FF12'' Ta có: d f' f 12 Nếu hệ đặt trong môi trƣờng đồng tính thì : f f''; f f nên ta có 2 2 1 1 d f'' f 12 d f'' f (1.18) 12 Bằng các tính toán hình học, ta xác định đƣợc tiêu cự thứ nhất và thứ hai của hệ ghép là f1 f 2 f 1'' f 2 f '' (1.19) d f12 f 13
  20. f1'''' f 2 f 1 f 2 f ' '' (1.20) d f12 f - Nếu hệ đặt trong môi trƣờng không khí: 1 1 1 12 ''';;   f12 f f Từ (1.20) ta có 1 1 1 d ''''' f f1 f 2 f 1 f 2 Hay  1  2 d  1 2 (1.21) - Nếu hai thấu kính ghép sát (d=0) thì:  12  (1.22) 1.3.2 Vị trí các mặt phẳng chính - Gọi SH là khoảng cách từ mặt phẳng chính H1 đến mặt phẳng chính H của hệ, ’ ’ SH là khoảng cách từ mặt phẳng chính H2 đến mặt phẳng chính H’ của hệ. SHHSHH ; '' H 12H ' - Ta có công thức xác định vị trí các mặt phẳng chính nhƣ sau: f '  S d d 2 H f '  2 (1.23) ' ' f 1 SH d' d f1  Nhƣ vậy, ta có thể thay hệ ghép gồm hai hay nhiều hệ quang học đồng trục bằng một hệ mới mà vị trí các mặt phẳng chính đƣợc xác định bởi (1.23), tiêu cự và độ tụ của hệ ghép đƣợc xác định bởi công thức từ (1.19) đến (1.22), đồng thời áp dụng công thức của hệ quang học đồng trục (1.16) để giải các bài toán về hệ thấu kính 14
  21. CHƢƠNG 2 HỆ THỐNG CÂU HỎI LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VỀ THẤU KÍNH MỎNG 2.1 Hệ thống câu hỏi lí thuyết 2.1.1 Câu hỏi lí thuyết Dạng1:Nhận biết thấu kính - Gợi ý: Dựa vào định nghĩa của thấu kính, các khái niệm liên quan, các công thức của thấu kính 1.1 Chọn phát biểu đúng. Thấu kính có một mặt cầu lồi, một mặt cầu lõm là A. có thể là thấu kính hội tụ hoặc là thấu kính phân kì. B. chỉ xác định đƣợc loại thấu kính nếu biết chiết suất. C. thấu kính hội tụ. D. thấu kính phân kì 1.2 Chọn phát biểu đúng A. Thấu kính hội tụ luôn có rìa mỏng B. Thấu kính hội tụ luôn có rìa dày C. Thấu kính hội tụ luôn có f ’ > 0 D. Cả A và C 1.3 Điều nào sau đây là sai khi nói về các đặc điểm của thấu kính? A. Một thấu kính có vô số các trục phụ B. Một thấu kính có vô số tiêu điểm phụ C. Mặt phẳng chứa các tiêu điểm chính của thấu kính gọi là tiêu diện D. Ứng với mỗi trục phụ chỉ có một tiêu điểm phụ 1.4 Để xác định độ tụ của một thấu kính đặt trong không khí khi biết chiết suất và bán kính các mặt cầu làm thấu kính, ta dùng công thức nào dƣới đây? 1 1 1 11 A. (n 1) B.  (n 1)  RR12 RR12 15
  22. 11 11 C. (n 1) D.  n 1  RR 12 RR12 1.5 Để xác định vị trí của ảnh qua thấu kính mỏng ta dùng công thức nào? 1 1 1 1 1 1 A. C. s'' f s s'' s f 1 1 1 1 1 1 B. D. s f'' s s s'' s f 1.6 Công thức nào sau đây cho phép xác định tiêu cự của một thấu kính đặt trong không khí khi biết vị trí vật và ảnh của nó? ss' ss' A. f C. f ss ' ss ' ss' ss ' B. f D. f ss' ss' 1.7 Trong các công thức về thấu kính, công thức nào sai? ' ' sf sf A. s C. s fs fs ' f s' B.  D.  fs s 1.8 Đối với thấu kính hội tụ, khoảng cách giữa vật thật và ảnh ảo là A. L= |s – s’| C. - L= s’- s B. L= |s + s’| D. - L= s - s’ 1.9 Trong các công thức tính hệ số phóng đại của thấu kính, công thức nào đúng? s A. C.  s' s' s B.  D.  s s' Dạng2: Sự tạo ảnh, vị trí tính chất ảnh và vật, mối liên hệ giữa chúng 1.10 Đối với thấu kính phân kì, nhận xét nào sau đây đúng về tính chất ảnh của một vật thật? 16
  23. A. Ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật B. Ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật C. Ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật D. Ảnh thật ngƣợc chiều và nhỏ hơn vật 1.11 Nhận xét nào sau đây là đúng? A. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh lớn hơn vật. B. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh lớn hơn vật. C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật lớn hơn hoặc nhỏ hơn vật. D. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật. 1.12 Trong các nhận định sau, nhận định đúng về đƣờng truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ là: A. Tia sáng tới đi qua tiêu điểm ảnh chính F’ thì ló ra song song với trục chính B. Tia sáng song song với trục chính thì ló ra đi qua tiêu điểm vật chính C. Tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló đi thẳng D. Tia sáng qua thấu kính bị lệch về phía trục chính 1.13 Tìm câu đúng khi nói về ảnh A’B’ của vật AB trƣớc thấu kính hội tụ A. |s| 2f ’: ảnh ảo, ngƣợc chiều, bé hơn vật D. |s |= f ’: ảnh ảo, cùng chiều, cao bằng phân nửa vật 1.14 Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật nhỏ hơn vật khi vật phải đặt trong khoảng nào trƣớc thấu kính ? Tìm kết luận đúng. A. 2f ’< |s | < C. f ’ < |s | < B. f ’ < |s | < 2f ’ D. 0 < |s | < f ’ 1.15 Để có tia ló ra khỏi thấu kính, tia ló đi song song trục chính của nó thì chùm tia tới phải: A. Đi qua tiêu điểm ảnh chính của thấu kính phân kì B. Đi qua tiêu điểm ảnh chính của thấu kính hội tụ C. Đi hƣớng tới tiêu điểm vật chính của thấu kính phân kì D. Đi qua quang tâm của thấu kính hội tụ 17
  24. 1.16 Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính bằng hai lần tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh A’B’ thật, cách thấu kính A. bằng khoảng tiêu cự. B. lớn hơn hai lần khoảng tiêu cự. C. nhỏ hơn khoảng tiêu cự. D. bằng hai lần khoảng tiêu cự. 1.17 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, một vật sáng AB = 6cm đặt vuông góc với trục chính cách thấu kính 20cm thì cho ảnh A’B’ là A. ảnh thật đối xứng với vật qua quang tâm O, có A’ thuộc trục chính. B. ảnh ảo cao 6cm ,cách thấu kính 20cm. C. ảnh ở vô cùng. D. ảnh thật cao 3cm cách thấu kính 15cm. 1.18 Cho một chùm tia sáng tới từ vật AB ở vô cực đi song song với quang trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, ra khỏi thấu kính chùm tia này cho ảnh là A. ảnh thật, cách thấu kính 20cm B. ảnh ảo, cách thấu kính 10cm C. ảnh thật cách thấu kính 10cm D. ảnh ở vô cực, chùm tia ló song song 1.19 Vật AB đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kì tại tiêu diện ảnh của thấu kính, qua thấu kính cho ảnh A. Cùng chiều và bằng nửa vật C. Cùng chiều và bằng hai lần vật B. Cùng chiều và bằng vật D. Ngƣợc chiều và bằng vật 1.20 Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ: A. Luôn nhỏ hơn vật B. Luôn cùng chiều với vật C. Luôn lớn hơn vật D. Có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn vật 1.21 Vật sáng AB đặt trƣớc thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’ thì A. A’B’ luôn luôn là ảnh ảo B. A’B’ là ảnh ảo 18
  25. C. A’B’ là ảnh thật D. A’B’ có thể là ảnh ảo hoặc ảnh thật 1.22 Một vật sáng đặt trƣớc một thấu kính vuông góc với trục chính. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính nhỏ hơn 3 lần vật. Kết luận nào sau đây đúng: A. Thấu kính hội tụ B. Thấu kính phân kì C. Có thể là thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì D. Không thể kết luận đƣợc 1.23 Tìm phát biểu sai về thấu kính hội tụ: A. Một tia sáng qua thấu kính hội tụ sau khi bị khúc xạ và ló ra sau thấu kính sẽ cắt quang trục chính B. Vật thật qua thấu kính cho ảnh thật thì thấu kính đó là thấu kính hội tụ C. Vật thật nằm trong khoảng tiêu cự (OF) cho ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật D. Một chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ chụm lại ở tiêu điểm ảnh sau thấu kính 1.24 Khi nói về đƣờng đi của tia sáng qua thấu kính phân kì, phát biểu nào sau đây là sai A. Tia sáng đi qua quang tâm của thấu kính thì truyền thẳng qua thấu kính B. Một chùm tia sáng song song với trục chính qua thấu kính thì chùm tia ló có đƣờng kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh trƣớc thấu kính C. Một chùm tia sáng hội tụ tại tiêu điểm ảnh tới thấu kính thì chùm tia ló song song với trục chính D. Tia sáng có đƣờng kéo dài đi qua tiêu điểm vật tới thấu kính thì tia ló ra khỏi thấu kính sẽ đi song song với trục chính. 1.25 Để dựng ảnh qua thấu kính của một điểm sáng nằm trên trục chính của thấu kính ta có thể sử dụng hai tia sáng nào sau đây? A. Tia tới song song với trục chính và tia tới quang tâm của thấu kính B. Tia tới song song với trục phụ và tia tới quang tâm của thấu kính C. Tia tới đi qua tiêu điểm chính và tia tới quang tâm của thấu kính 19
  26. D. Tia tới song song với trục chính và tia tới đi qua tiêu điểm chính của thấu kính 1.26 Chiếu một chùm tia sáng song song đến thấu kính thì chùm tia ló là chùm phân kì có đƣờng kéo dài cắt nhau tại điểm nằm trƣớc thấu kính và cách thấu kính một đoạn 25cm. Thấu kính đó là: A. Thấu kính hội tụ tiêu cự 25cm B. Thấu kính phân kì tiêu cự 25cm C. Thấu kính hội tụ tiêu cự -25cm D. Thấu kính phân kì tiêu cự -25cm 1.27 Khi dùng công thức số phóng đại với vật thật qua một thấu kính, ta tính đƣợc độ phóng đại β<0, nhận xét về ảnh là A. ảnh thật, ngƣợc chiều vật. C. ảnh ảo, cùng chiều vật. B. ảnh thật, cùng chiều vật. D. ảnh ảo, ngƣợc chiều vật 2.1.2 Câu hỏi vận dụng lí thuyết Dạng 1: Toán vẽ Ví dụ: Đƣờng đi của hai tia sáng qua một thấu kính có quang tâm O và trục chính xx’ đƣợc biểu diễn trên hình (Hình 2.1). Chọn câu đúng: ’ F 1 x’ F’ x + + Hình 2.1 A. Thấu kính trên là thấu kính hội tụ. B. Thấu kính trên là thấu kính phân kỳ. C. F’ là tiêu điểm vật chính. ’ D. F 1 là tiêu điểm vật phụ. - Hƣớng dẫn: Dựa vào cách vẽ tia ló của tia tới bất kì khi qua thấu kính mỏng để xác định đƣợc loại thấu kính là hội tụ hay phân kì 20
  27. Dựa vào khái niệm tiêu điểm vật chính, và tiêu điểm vật phụ để xác định đƣợc F, F1 là tiêu điểm vật chính, và tiêu điểm vật phụ. Đáp án: A 1.28 Loại thấu kính tƣơng ứng theo thứ tự các hình sau đây lần lƣợt là: S S’ S S’ S x x’ x x’ x x’ S’ Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 A. Hội tụ, hội tụ, phân kỳ. C. Phân kỳ, hội tụ, hội tụ. B. Hội tụ, phân kỳ, hội tụ. D. Phân kỳ, hội tụ, phân kì 1.29 Một tia sáng từ S trƣớc thấu kính, qua (L) thấu kính (L) cho tia ló nhƣ hình (Hình 2.5). Thấu kính đã cho là: S A. Thấu kính phân kỳ, vật thật S cho ảnh ảo O B. Thấu kính hội tụ, vật thật S cho ảnh ảo C. Thấu kính phân kỳ, vật thật S cho ảnh Hình 2.5 thật D. Thấu kính hội tụ, vật thật S cho ảnh thật 1.30 Chọn câu sai: S’ là ảnh của một điểm sáng S qua một thấu kính có trục chính xx’ đƣợc vẽ trên S hình (Hình 2.6). A. S’ là ảnh thật. x x’ Hình 2.6 S’ B. S’ là ảnh ảo. C. Thấu kính trên là thấu kính hội tụ. D. Giao điểm của đƣờng thẳng nối SS’ với xx’ là quang tâm O của thấu kính. 1.31 Một điểm sáng S đặt trên trục chính của một thấu kính quang tâm O, ta thu đƣợc ảnh S’ nhƣ hình (Hình 2.7): A. Thấu kính trên là thấu kính hội tụ. S S’ O B. Thấu kính trên là thấu kính phân kì. Hình 2.7 C. S’ là ảnh thật. 21
  28. D. Cả A, B, C đều đúng. 1.32 Đƣờng đi của hai tia sáng qua một thấu kính có quang tâm O và trục chính xx’ đƣợc biểu diễn trên hình. Chọn câu sai x O F’ x’ F’1 Hình 2.8 A. Thấu kính trên là TKHT B. Thấu kính trên là TKPK C. F’ là tiêu điểm vật chính D. F’1 là tiêu điểm vật phụ 1.33 Trong các hình vẽ dƣới đây, S là vật, S’ là ảnh của S, O là quang tâm của thấu kính (chiều truyền ánh sáng từ trái sang phải). Ở trƣờng hợp nào thấu kính đã S S’ O S’ O S S’ O S O S’ S x y x y x y x y Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 cho là thấu kính hội tụ A. Hình 2.9 C. Hình 2.11 B. Hình 2.10 D. Hình 2.12 Dạng 2: Lí thuyết về dời vật, dời thấu kính theo phương của trục chính 1.34 Nói về thấu kính phân kì, phát biểu nào sau đây là sai ? A. Vật ảo qua thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo. B. Vật thật ở trƣớc thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật, nằm trong khoảng F’O. C. Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính phân kì một đoạn nhỏ theo phƣơng vuông góc với trục chính thì ảnh ảo dịch chuyển cùng chiều với chiều dịch chuyển của thấu kính. D. Một tia sáng qua thấu kính phân kì cho tia ló lệch xa trục chính hơn tia tới. 22
  29. 1.35 Một điểm sáng S nằm ngoài trục chính, trƣớc một thấu kính hội tụ, cho một ảnh thật S’. Nếu cho S di chuyển ra xa thấu kính theo phƣơng song song với trục chính của thấu kính thì S’ A. Di chuyển ra xa thấu kính trên đƣờng nối S’với tâm O B. Di chuyển lại gần thấu kính trên đƣờng nối S’với tâm O C. Di chuyển trên đƣờng nối S’với F’, lại gần F’ D. Di chuyển trên đƣờng song song trục chính lại gần thấu kính 1.36 Đối với cả hai loại thấu kính, khi giữ thấu kính cố định và dời vật theo phƣơng trục chính thì ảnh cuả vật tạo bởi thấu kính A. Chuyển động cùng chiều với vật B. Chuyển động ngƣợc chiều với vật C. Chuyển động ngƣợc chiều với vật, nếu vật ảo D. Chuyển động ngƣợc chiều với vật, nếu vật thật 1.37 Một điểm sáng S nằm trên trục chính, trƣớc một thấu kính hội tụ, cho một ảnh ảo S’ qua thấu kính. Nếu cho S di chuyển đi lên theo phƣơng thấu kính vuông góc với trục chính của thấu kính thì S’ A. Luôn di chuyển xuống ngƣợc chiều S B. Luôn di chuyển cùng chiều S C. Chƣa xác định đƣợc chiều di chuyển vì còn phụ thuộc thấu kính D. Di chuyển lên cùng chiều vật S vì ảnh ảo 1.38 Đặt một điểm sáng S trƣớc một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, cách thấu kính 30cm. Di chuyển S ra xa vuông góc với trục chính của thấu kính một đoạn 2cm thì A. Ảnh di chuyển ra xa vuông góc với trục chính 6cm cùng chiều di chuyển của S B. Ảnh đứng yên C. Ảnh di chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính 6cm D. Ảnh di chuyển ra xa vuông góc với trục chính 6cm ngƣợc chiều di chuyển của S 2.1.3 Đáp án câu hỏi Đáp án câu hỏi lý thuyết 23
  30. Câu hỏi 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 Đáp án A D D D C B B D A A Câu hỏi 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 Đáp án D D A A C D C A A D Câu hỏi 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 Đáp án D C A C B D A Đáp án câu hỏi vận dụng lý thuyết Câu hỏi 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 Đáp án C A B B B D A D A D D 2.2 Bài tập trắc nghiệm 2.2.1 Bài tập tính toán Dạng 1: Tính tiêu cự và độ tụ Để xác định tiêu cự và độ tụ của thấu kính, ta lƣu ý rằng tiêu của thấu kính đƣợc xác định bởi công thức (1.7b) 1 1 1 (N 1)( ) f' R12 R Trong đó N là chiết suất tỉ đối của thấu kính đối với môi trƣờng đặt thấu kính Nếu thấu kính đặt trong không khí, ta có công thức xác định tiêu cự và độ tụ qua (1.10) nhƣ sau 1 1 1  (n 1) ( ) f 'RR12 Ví dụ: Hai thấu kính L1, L2 có cùng chiết suất và đều có cùng hai mặt cầu giống nhau đƣợc đặt trong không khí, L1 có bán kính mặt cầu R1, tiêu cự f1; L2 có bán kính mặt cầu 4R1; tiêu cự f2 thì ’ ’ ’ ’ A. f 2 = f 1 C. f 2 = 2f 1 ’ ’ ’ ’ B. f 2 = 3f 1 D. f 2 = 4f 1 Hƣớng dẫn: 24
  31. - L1 , L2 có cùng chiết suất và đều đƣợc đặt trong không khí nên tiêu cự của chúng đƣợc xác định theo công thức (1.10) nhƣ đã trình bày ở trên. - L1 ,L2 đều có hai mặt cầu giống nhau nên: R1(1)= R2(1)= R1 R1(2)= R2(2)= 4R1 Áp dụng công thức (1.10) ta có: 1 1 f ' ; f ' 1 2 2 1 (n 1) (n 1) R1 2R1 Lập tỉ số 2 n 1 f ' R 2 1 4 f1 ' 1 (n 1) 2R1 ’ ’ Do đó ta thu đƣợc f2 = 4f1 Đáp án: D 2.1 Một thấu kính bằng thủy tinh có chiết suất n= 1,5 đặt trong không khí có độ tụ 8dp, khi nhúng thấu kính vào một chất lỏng nó trở thành một thấu kính phân kì có tiêu cự 1m. Tính chiết suất của chất lỏng? A. n= 1,5 C. n= 1,7 B. n= 1,6 D. n= 1,8 2.2 Một thấu kính có dạng phẳng cầu, làm bằng thủy tinh có chiết suất n= 1,5 đặt trong không khí. Một chùm tia sáng tới song song với trục chính cho chùm tia ló hội tụ tại điểm phía sau thấu kính, cách thấu kính 12 cm. Tính bán kính mặt cầu? A. -6cm C. -9cm B. 6cm D. 9cm 2.3 Thủy tinh làm thấu kính có hai mặt lồi có bán kính 10cm, 30 cm chiết suất n = 1,5. Tìm tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí? A. f ’=15cm C. f ’= 1/15cm B. f ’= -15cm D. f ’= -1/15cm 25
  32. 2.4 Thủy tinh làm thấu kính có một mặt lồi có bán kính 10cm, một mặt lõm bán kính 30 cm chiết suất n = 1,5. Tìm độ tụ của các thấu kính khi đặt trong không khí. A. 1/30 dp C. 1/20 dp B. -1/30 dp D. -1/20 dp 2.5 Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có độ tụ 5dp và cách thấu kính một khoảng 30cm. Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là: A. ảnh thật, cách thấu kính một đoạn 60cm. B. ảnh ảo, cách thấu kính một đoạn 60cm. C. ảnh thật, cách thấu kính một đoạn 20cm. D. ảnh ảo, cách thấu kính một đoạn 20cm. 2.6 Vật sáng AB vuông góc với trục chính của TK sẽ có ảnh cùng chiều lớn bằng 1/2 lần AB và cách AB 10cm. Độ tụ của thấu kính là: A. -2dp C. 5dp B. -5dp D. 2dp 2.7 Thấu kính có độ tụ - 5 đp, đó là: A. thấu kính phân kì có tiêu cự 5 cm B. thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm C. thấu kính hội tụ có tiêu cự 5 cm D. thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Dạng 2: Xác định vị trí, tính chất ảnh và vật Ví dụ 1: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính, cách thấu kính 30cm. Hãy xác định vị trí ảnh, số phóng đại ảnh? A. s’=15cm; - 0,5 C. s’=10cm; 1 B. s’=10cm; -1 D. s’=15cm; 0,5 - Hƣớng dẫn: ADCT của thấu kính mỏng ta đƣợc : sf.' ( 30).10 s' 15( cm ) fs' 10 30 s' 15 1  s ( 30) 2 26
  33. - Đáp án: A Ví dụ 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao gấp hai lần vật. Xác định vị trí vật? A. s 30 cm C. s 20 cm B. s 30 cm ; s 10 cm D. s 20 cm ; s 10 cm - Hƣớng dẫn: ADCT của thấu kính mỏng ta đƣợc hệ: s'  ss' s (1) ' 1 1 1 ' sf ''' s f s s s f (2) Thay (1) vào (2) ta đƣợc: sf'' f s '' s f s f (3) ảnh cao gấp 2 lần vật:  2 + Với  2 thay vào (3) ta đƣợc: s 10 cm + Với  2 thay vào (3) ta đƣợc: s 30 cm - Đáp án: B Ví dụ 3: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cùng chiều vật cách vật 25cm. Xác định vị trí vật và ảnh. A. s= -5cm; s’= -30cm C. s = -3cm; s’= -30cm B. s= -5cm; s’= -40cm D. s= -3cm; s’= -40cm - Hƣớng dẫn: + Bài toán trên thấu kính hội tụ cho ảnh cùng chiều vật tức là cho ảnh ảo s < 0; s’< 0 ta đƣợc: L s' s (1) + ADCT của thấu kính mỏng: 27
  34. ' 1 1 1 ' sf ''' s f s s s f (2) sf'2 s Thay vào (1): L s L s f'' s f Ta có hệ: L s' s s2 L ' sf Theo bài ra: f ’= 6cm; L 25 cm Thay vào hệ ta đƣợc: s 5 cm ; s' 30 cm - Đáp án: A 2.8 Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự 10cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính, cách thấu kính 20cm. Hãy xác định vị trí ảnh, số phóng đại ảnh? 20 1 20 1 A. s' cm; C. s' cm; 33 32 20 1 20 1 B. s' cm; D. s' cm; 33 33 2.9 Đặt vật AB = 2cm thẳng góc trục chính thấu kính phân kỳ có tiêu cự 12cm, cách thấu kính một khoảng 12cm thì ta thu đƣợc : A. ảnh thật A’B’, cao 2cm C. ảnh ảo A’B’, cao 1 cm B. ảnh ảo A’B’, cao 2cm. D. ảnh thật A’B’, cao 1 cm. 2.10 Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có độ tụ 5đp và cách thấu kính một khoảng 30cm. Ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là: A. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60cm. B. ảnh ảo, nằm trƣớc thấu kính, cách thấu kính một đoạn 60cm. C. ảnh thật, nằm sau thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20cm. D. ảnh ảo, nằm trƣớc thấu kính, cách thấu kính một đoạn 20 cm. 2.11 Đặt một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm cách kính 100 cm. Ảnh của vật 28
  35. A. ngƣợc chiều và bằng 1/3 vật. C. cùng chiều và bằng 1/4 vật. B. cùng chiều và bằng 1/3 vật. D. ngƣợc chiều và bằng 1/4 vật. 2.12 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh. A. s 20 cm ; s 40 cm B. s 30 cm ; s 60 cm C. s 30 cm D. s 60 cm 2.13 Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh A. s 20 cm ; s, 10 cm B. s 20 cm ; s, 10 cm C. s 20 cm ; s, 10 cm D. s 20 cm ; s, 10 cm 2.14 Đặt một thấu kính cách một trang sách 20 cm, nhìn qua thấu kính thấy ảnh của dòng chữ cùng chiều với dòng chữ nhƣng cao bằng một nửa dòng chữ thật. Tìm tiêu cự của thấu kính , suy ra thấu kính loại gì? A. TKPK, tiêu cự -30cm C. TKHT, tiêu cự 20cm B. TKPK, tiêu cự -20cm D. TKHT, tiêu cự 30cm 2.15 Đặt vật cách một thấu kính tiêu cự 5cm thu đƣợc ảnh lớn gấp 5 lần vật và ngƣợc chiều với vật. Khoảng cách từ vật đến thấu kính? Loại thấu kính? A. TKHT, 6cm C. TKHT, 4cm B. TKPK, 6cm D. TKPK, 4cm 2.16 Ngƣời ta dung một thấu kính hội tụ để thu ảnh của một ngọn nến trên một màn ảnh. Hỏi phải đặt ngọn nến cách thấu kính bao nhiêu và màn cách thấu kính bao nhiêu để có thể thu đƣợc ảnh của ngọn nến cao gấp 5 lần ngọn nến. Biết tiêu cự thấu kính là 10cm, nến vuông góc với trục chính A. 12cm; 60 cm B. 60cm; 12 cm 29
  36. C. 12cm; 50 cm D. 50cm; 12 cm 2.17 Một vật sáng AB đƣợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ, có tiêu cự 10cm qua thấu kính cho ảnh A’B’ cao bằng 1 AB. Ảnh A'B' là 2 A. ảnh thật, cách thấu kính 10cm. C. ảnh ảo, cách thấu kính 10cm. B. ảnh ảo, cách thấu kính 5cm. D. ảnh ảo, cách thấu kính 7cm 2.18 Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 30cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cách vật 25cm. Xác định vị trí vật và ảnh. A. s 40 cm ; s, 15 cm C. s 42,6 cm ; s, 17,6 cm B. s 15 cm ; s, 40 cm D. s 17,6 cm ; s, 42,6 cm 2.19 Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm cho ảnh ngƣợc chiều vật, cách vật 90cm. Xác định vị trí của vật? A. s 60 cm C. s 60 cm ; s, 10 cm B. s 10 cm D. Tất cả đều sai 2.20 Một điểm sáng nằm trên trục chính của một thấu kính phân kỳ có tiêu cự bằng 15cm cho ảnh cách vật 7,5cm. Xác định vị trí của vật và ảnh? A. s 20 cm ; s, 12,5 cm C. s 7,5 cm ; s, 15 cm B. s 15 cm ; s, 7,5 cm D. s 12,5 cm ; s, 20 cm 2.21 Một vật sáng AB cao 4cm nằm trên trục chính của một thấu kính phân kỳ có tiêu cự bằng 15cm cho ảnh A’B’ cách vật 7,5cm. Phát biểu nào sau đây là sai về vị trí, tính chất của ảnh? A. A’B’cao 2cm B. A’B’ ở trƣớc thấu kính 7,5cm C. Độ phóng đại A’B’ bằng 2 D. ảnh ngƣợc chiều vật 2.2.2 Các bài tập tính khó Dạng 1: Cho khoảng cách giữa vật và màn ảnh L, xác định mối liên hệ giữa L và f để có vị trí đặt thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét trên màn l. Ví dụ: Vật sáng AB cách màn 150cm. Trong khoảng giữa vật và màn ảnh, ta đặt một thấu kính hội tụ L coi nhƣ song song với AB. Di chuyển L dọc theo trục chính, 30
  37. ta thấy có hai vị trí của L để ảnh hiện rõ nét trên màn. Hai vị trí đó cách nhau 30cm. Tiêu cự của thấu kính là: A. 32cm C. 36cm B. 60cm D. 30cm - Hƣớng dẫn: Khi TK cho ảnh rõ nét trên màn thì ảnh đó là ảnh thật, do đó khoảng cách vật ảnh là: L s, s sf ' s L s2' Ls Lf 0 sf ' L2 4 Lf ' ; L 2 4 Lf ' Ta có: L( L 4 f ' ) Hai vị trí của L để ảnh hiện rõ nét trên mà thì LL 0 ss ; 1222 s21 s l l Ll22 L2 4 f ' L l 2 f ' 4L Thay L=150 cm; l= 30cm ta đƣợc: f ’= 36cm - Đáp án: C 2.22 Vật sáng AB song song và cách màn ảnh một khoảng 60cm. Trong khoảng giữa vật và màn, ta di chuyển một thấu kính hội tụ sao cho trục chính luôn vuông góc với màn thì thấy chỉ có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Tiêu cự của thấu kính là: A. 22,5cm C. 15cm B. 30cm D. 45cm 2.23 Vật sáng AB đặt song song và cách màn một khoảng 122,5cm. Dịch chuyển một thấu kính hội tụ giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính tại A thì thấy có hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn, ảnh này bằng 6,25 lần ảnh kia. Tính tiêu cự của thấu kính. A. f ’= 60cm C. f ’= 25cm B. f ’= 40cm D. f ’= 30cm 31
  38. 2.24 Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phẳng lồi bằng thuỷ tinh chiết suất n=1,5, bán kính mặt lồi bằng 10cm, cho ảnh rõ nét trên màn đặt cách vật một khoảng L. Xác định khoảng cách ngắn nhất của L A. 80cm C. 90cm B. 70cm D. 100cm 2.25 Một vật sáng AB đặt song song và cách màn quan sát một khoảng L, dịch chuyển một thấu kính hội tụ tiêu cự f ’ có trục chính vuông góc với màn ảnh trong khoảng giữa vật và màn ảnh. Khi dịch chuyển tính tiến thấu kính dọc trục chính của nó, thì tìm đƣợc các ví trí cho ảnh rõ nét trên màn. Phát biểu nào sau đây là sai (Hình 3.1)? A. Nếu Lf 4 ' thì có thể tìm đƣợc một vị trí cho ảnh rõ nét trên màn B. Nếu Lf 4 ' thì có thể tìm đƣợc hai vị trí cho ảnh rõ nét trên màn C. Nếu Lf 4 ' thì có thể tìm đƣợc một vị trí cho ảnh rõ nét trên màn D. Nếu Lf 5 ' thì có thể tìm đƣợc hai vị trí cho ảnh rõ nét trên màn L d d’ M B A’ A B’ Hình 3.1 2.26 Vật sáng AB đặt song song và cách màn một khoảng 4m. Dịch chuyển một thấu kính giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính tại A thì chỉ thu đƣợc một vị trí ảnh rõ nét trên màn và cao gấp 3 lần vật. Tiêu cự của thấu kính là: A. 25cm C. 75cm B. 50cm D. 100cm 32
  39. Dạng 2: Dời vật, dời thấu kính theo phương của trục chính. Ví dụ 1: Đặt vật sáng S cố định trƣớc một thấu kính hội tụ L1 một khoảng 20 cm và S nằm trên trục chính di chuyển L1 theo hƣớng ra xa vật song song trục chính. Phát biểu nào sau đây là đúng cho biết thấu kính có tiêu cự là 15cm? A. S’ chuyển động ngƣợc chiều ánh sáng tới B. S’chuyển động ngƣợc chiều ánh sáng tới rồi dừng lại tại vị trí cực tiểu, sau đó S’ lại chuyển động theo chiều ánh sáng tới. C. S’chuyển động theo chiều ánh sáng tới. D. Cả A và C - Lời giải: Khi di chuyển L1 ra xa thì S luôn ở ngoài khoảng tiêu cự của L1 S luôn là vật vật thật và ảnh S’ của S luôn là ảnh thật s' 0. Chọn gốc tọa độ tại quang tâm của thấu kính, chiều dƣơng là chiều truyền ánh sáng từ trái qua phải. Khi đó s là khoảng cách từ vật S đến L1 thỏa mãn điều kiện 20 |s | . Khoảng cách giữa vật và ảnh: L= ss' 0 sf' 15 s s' f' s s +15 15ss 2 L f s s' s ss + 15 15 2 '/' / s 30 s s ( s 30) 2 Ta có: ()f f s 22 vì s 15 >0, ss 15 15 Xét dấu của f ’ theo dấu ss( 30). Bảng xét dấu: s -30 -20 0 (f ' )/ - 0 + + 0 L f' s - 60 + 80 + Từ bảng xét dấu ta thấy: Kéo L1 ra xa S khi vị trí của vật so với thấu kính tăng từ 20 đến 30 thì L giảm từ 80cm đến 60cm nghĩa là ảnh di chuyển ngƣợc chiều truyền 33
  40. ánh sáng và ảnh dừng tại vị trí cực tiểu Lmin= 60cm. Sau đó L tăng dần S lại di chuyển theo chiều truyền ánh sáng. Đáp án: A 2.27 Một vật sáng AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính của một thấu kính cho ảnh A’B’, cùng chiều nhỏ hơn vật 2 lần. Dịch chuyển vật đoạn 15cm thì đƣợc ảnh nhỏ hơn vật 3 lần. Tiêu cự của thấu kính là: A. 15cm C. -15cm B. -5cm D. 45cm 2.28 Một thấu kính thủy tinh trong suốt có chiết suốt n =1,5 hai mặt lõm cùng bán kính cong đặt trong không khí. Đặt một vật AB trƣớc và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng 4/5 lần vật. Dịch vật đi một đoạn thấy ảnh dịch khỏi vị trí cũ 12cm và cao bằng 2/3 lần vật. Hãy tính bán kính cong của thấu kính. A. -45cm C. 90cm B. -90cm D. 45cm 2.29 Vật sáng AB đƣợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 36cm; ta thu đƣợc ảnh A1B1 của AB trên màn E đặt vuông góc với trục chính. Dịch chuyển AB một đoạn 6cm về phía thấu kính. Hỏi phải dịch chuyển màn E nhƣ thế nào để thu đƣợc ảnh A2B2 của AB. Cho biết A2B2= 1,6 A1B1. Tìm tiêu cự của thấu kính và độ cao của các ảnh A2B2 và A1B1, biết rằng AB =1cm ’ ’ A. f = -20cm; A2B2 cao 1cm C. f =-20cm; A2B2 cao 2cm ’ ’ B. f =20cm; A2B2 cao 1cm D. f =20cm; A2B2 cao 2cm 2.30: Một vật sáng AB đƣợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì và cách thấu kính một khoảng s1; ta thu đƣợc ảnh A1B1. Cho AB tiến lại gần thấu kính một đoạn 40cm thì ảnh bây giờ của vật là A2B2 cách A1B1 một khoảng 5cm và có độ lớn gấp đôi ảnh trƣớc. Tìm tiêu cự của thấu kính và vị trí ban đầu của vật. A. -20cm;s1=-60cm B. 20cm; s1= -70cm C. 30cm; s1= -80cm D. -30cm; s1= -90cm 34
  41. 2.31 Một điểm sáng A đặt cách màn E một khoảng a= 50cm. Trong khoảng giữa A và E ngƣời ta đặt một thấu kính L sao cho A nằm trên trục chính và L song song với E. Khi tịnh tiến thấu kính theo trục chính trong khoảng giữa A và E ngƣời ta thấu vệt sáng trên màn không bao giờ thu lại thành một điểm; nhƣng khi L cách E một khoảng b= 20cm thì vệt sáng trên có bán kính nhỏ nhất. Tính tiêu cự của thấu kính L? A. f ’ =16cm C. f ’ =18cm B. f ’ =17cm D. f ’ =19cm 2.2.3 Đáp án bài tập Đáp án bài tập tính toán Bài tập 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 Đáp án B B A A A B B B C A D Bài tập 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 Đáp án B A B A A B C D B C Đáp án bài tập tính khó Bài tập 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30 2.31 Đáp án C C A A C C B D A C 35
  42. CHƢƠNG 3 HỆ THỐNG CÂU HỎI LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VỀ HỆ THẤU KÍNH 3.1 Hệ thống câu hỏi lí thuyết 3.1.1 Hệ thống câu hỏi 3.1 Một vật đặt trƣớc hệ gồm hai thấu kính O1, O2 lần lƣợt qua thấu kính O1 cho ảnh có độ phóng đại β1, ảnh này sau đó lại qua thấu kính O2 với độ phóng đại β2. Hỏi độ phóng đại của ảnh cuối cùng qua hệ là: A.  | 12 | |  |  B.  1 2 C.  12  D.  12.  3.2 Giả sử có 2 thấu kính đồng trục ghép sát thì hai kính trên có thể coi nhƣ một kính tƣơng đƣơng có độ tụ thỏa mãn công thức A.  12  C.  | 12 | |  | B.  || 12  D.  12  3.3 Chọ câu trả lời đúng nhất. Khi ghép hai thấu kính O1, O2 có các độ tụ 12, tƣơng ứng đặt cách nhau một khoảng d trong không khí thì độ tụ của hệ ghép đƣợc xác định bằng công thức: A.  1  2 d  1 2 C.  1  2 d  1 2 B.  12  D.  12  ’ ’ 3.4 Một hệ quang học đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự lần lƣợt là f1 , f2 đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Công thức nào dƣới đây cho phép xác định tiêu cự của hệ ghép. '' '' ' ff12 ff12 A. f '' B. f ' ' d f12 f d f12 f 36
  43. '' '' ' ff12 ' ff12 C. f '' D. f '' d f12 f d f12 f ’ ’ 3.5 Một quang hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự lần lƣợt là f 1;f 2 có độ tụ tƣơng ứng là12; đặt cách nhau một khoảng d trong không khí. Công thức nào sau đây xác định vị trí các mặt phẳng chính của quang hệ? ff'' ff'' S d; S d S d; S d A. H ''H ' C. H ''H ' ff21 ff21 ff'' ff'' S d; S d S d21; S d B. H ''H ' D. H ''H ' ff21 ff 3.6 Khi nói về đƣờng đi của tia sáng qua hệ quang học đồng trục, phát biểu nào sau đây đúng A. Tia tới ở trƣớc quang hệ song song với trục chính sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó sẽ đi qua tiêu điểm chính F B. Tia tới đi qua tiêu điểm chính F sau khi ra khỏi quang hệ tia liên hợp với nó sẽ đi song song với trục chính. C. Nếu môi trƣờng trƣớc và sau quang hệ cùng chiết suất, tia tới đi qua các điểm chính thì truyền thẳng. D. Tất cả đều đúng. 3.7 Khi độ tụ của quang hệ bằng không thì: A. Hệ này gọi là hệ vô tiêu. B. Hệ này gọi là hệ hội tụ. C. Hệ này gọi là hệ phân kì. D. Hệ này có thể là hệ hội tụ hoặc hệ phân kì. 3.8 Chọn câu đúng khi nói về hệ quang học đồng trục lí tƣởng: A. Khi độ tụ của quang hệ lớn hơn không thì hệ này gọi là hệ vô tiêu B. Giao điểm của mặt phẳng chính với quang trục chính gọi là các điểm chính thứ nhất H và điểm chính thứ hai H’của quang hệ. C. Độ phóng đại dài của ảnh nhỏ hơn không thì ảnh luôn hƣớng xuống dƣới. D. Tất cả đều đúng. 37
  44. 3.1.2 Đáp án câu hỏi Đáp án hệ thống câu hỏi lí thuyết Câu hỏi 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Đáp án D D A D C B A B 3.2 Bài tập trắc nghiệm về hệ thấu kính 3.2.1 Hệ thống bài tập Dạng 1: Bài toán liên quan đến tiêu cự độ tụ của hệ ghép quang học đồng trục. Áp dụng các công thức tính tiêu cự, độ tụ của hệ ghép quang học đồng trục. 3.9 Một thấu kính phân kì có tiêu cự 50 cm cần đƣợc ghép sát đồng trục với một thấu kính có tiêu cự bao nhiêu để thu đƣợc một kính tƣơng đƣơng có độ tụ 2 dp? A. Thấu kính phân kì tiêu cự 25 cm. B. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 50 cm. C. Thấu kính phân kì có tiêu cự 50 cm. D. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 25 cm 3.10 Khi ghép sát một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm đồng trục với một thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm ta có đƣợc thấu kính tƣơng đƣơng với tiêu cự là A. 50 cm. C. 20 cm. B. 15 cm. D. -15 cm 3.11 Hai thấu kính mỏng có tiêu cự lần lƣợt là 10 cm và - 20 cm ghép sát nhau sẽ tƣơng đƣơng với một thấu kính duy nhất có độ tụ: A.  10dp C.  5dp B.  5dp D.  10dp 3.12 Hệ hai thấu kính hội tụ (L1), (L2) ghép đồng trục tiêu cự 10cm; 20cm. Vật sáng AB đặt trên trục chính trƣớc (L1) một đoạn 15cm. Để hệ cho ảnh A’B’ ở vô cực thì khoảng cách giữa hai kính là:. A. 30cm C. 50cm B. 35cm D. 15cm 38
  45. 3.13 Hai thấu kính tiêu cự lần lƣợt là 40cm, -20cm ghép đồng trục chính. Muốn cho một chùm tia sáng song song sau khi qua hệ hai thấu kính cho chùm tia ló song song thì khoảng cách giữa hai thấu kính là: A. 60cm C. 20cm B. 40cm D. 10cm Dạng 2: Xác định ảnh cuối cùng tạo bởi hệ Ví dụ: Cho một hệ gồm hai thấu kính hội tụ L1, L2 có cùng tiêu cự 3cm đặt đồng trục cách nhau L= 2cm. Vật sáng AB= 3cm đặt vuông góc với trục chính ( A ở trên trục chính ) trƣớc L1 cách L1 một khoảng 4 cm. Chọn câu đúng khi nói về vị trí, tính chất, chiều và độ cao của ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ thấu kính A. ảnh thật, cao 2,08 cm C. ảnh thật, cao 3 cm B. ảnh ảo, cao 2,08 cm D. ảnh ảo, cao 3 cm - Hƣớng dẫn : L1 L2 B O A Hình 3.2 ’ Ghép L1, L2 thành một hệ ghép duy nhất với hai mặt phẳng chính H, H và tiêu cự f, f ’ đƣợc xác định theo các công thức sau: ff'' 12 f '' L f12 f 3.3 9 Với: f'' f3 cm f' cm 12 2 3 3 4 Vị trí các mặt phẳng chính đƣợc xác định bởi công thức: 39
  46. 9 ' 2 f 4 3 sH d' cm f2 32 3 Mặt phẳng chính thứ nhất cách O1 : cm 2 9 ' 2 f 4 3 sH d' cm f1 32 3 Mặt phẳng chính thứ hai cách O2 : cm 2 H’ H B A O1 O2 4cm Hình 3.3 Vị trí của vật so với mặt phẳng chính H là sH 5,5 cm Áp dụng công thức cho hệ quang học đồng trục: 1 1 1 1 1 1 1 1 26 cm '''' 9 sHHHH s f s s f 5,5 99 4 99 s' cm H 26 ’ 99 30 Ảnh cuối cùng qua hệ cách H cm , hay cách O2 một đoạn cm 26 13 40
  47. 99 s' 9  H 26 s 5,5 13 H AB'' '' | | A'' B '' AB .| | 2,08 cm AB Đáp án A 3.14 Một vật sáng AB cao 1 cm đƣợc đặt vuông góc trục chính của một hệ gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục cách L1 một khoảng cách s1= -30 cm. Thấu kính L1 là TKHT có tiêu cự 20 cm, thấu kính L2 là TKPK có tiêu cự 30 cm, hai thấu kính cách nhau L= 40 cm. Hãy xác định độ phóng đại của ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ thấu kính trên. A.  6 C.  3 B.  6 D.  3 3.15 Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự 40 cm và có thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự 20 cm đặt cách nhau L = 60 cm . Một vật sáng AB cao 4 cm đặt vuông góc trục chính trƣớc thấu kính L1 cách L1 một khoảng 60 cm. Hãy xác định vị trí của ảnh cuối cùng A’B’ cho bởi hệ ’ ’ A. s 2= 30cm C. s 2= 60cm ’ ’ B. s 2= -30cm D. s 2= -60cm 3.16 Đặt một vật sáng AB cao 2cm trƣớc và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm, cách thấu kính 20cm. Sau thấu kính đặt thêm một thấu kính phân kì đồng trục có tiêu cự 20cm và cách thấu kính hội tụ 40cm. Độ cao của ảnh cho bởi hệ là A. 4cm C. 3cm B. 2cm D. Không xác định. 3.17 Đặt một vật sáng AB trƣớc và vuông góc với trục chính của một TKHT là L2 có tiêu cự 15cm, cách thấu kính 49cm. Giữa vật và L2đặt thêm một thấu kính L1, hai thấu kính cách nhau 28cm. Ảnh cuối cùng A’B’ cho bởi hệ gấp 3 lần vật, tiêu cự của L1 là: A. -7cm hoặc -9,4cm C. 7cm hoặc 9,4cm B. 7cm D. 9.4cm 41
  48. 3.18 Hai thấu kính giống nhau có dạng phẳng lồi, có chiết suất n=1,5 đặt đồng trục với nhau, mặt lồi có bán kính 1,5a .Vật sáng AB đƣợc đặt vuông góc trục chính và cách thấu kính thứ nhất một đoạn 4a. Tính chất của ảnh cuối cùng tạo hệ biết khoảng cách giữa hai thấu kính trên bằng 2/3 tiêu cự thấu kính? A. Ảnh thật, cao gấp 9/13 lần vật B. Ảnh ảo, cao gấp 9/13 lần vật C. Ảnh thật, cao gấp 13/9 lần vật D. Ảnh thật, cao gấp 13/9 lần vật ’ ’ Dang 3: Xác định vị trí của vật, điều kiện của d1 để ảnh A B thỏa mãn những đặc điểm đã cho Ví dụ: Cho một hệ đồng trục gồm một TKHT là L1 có tiêu có tiêu cự 30cm, một TKPK là L2 có tiêu cự 30cm đặt đồng trục cách nhau L= 60cm. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính ( A ở trên trục chính ) trƣớc L1 cách L1 một khoảng s1. ’ ’ Xác định s1 để ảnh cuối cùng A B qua hệ thấu kính là ảnh thật A. 45 cm | s1| B. |s1| >45cm D. Tất cả đều sai - Hƣớng dẫn : Sơ đồ tạo ảnh: (L1) (L2) ’ ’ AB A1B1 A B ’ ’ s1 s1 s2 s 2 ' ' s1 f 130 s 1 + Ảnh A1B1 : s1 ' s1 f 1 s 1 30 + Ảnh A’ B’: 30ss 30s 60( 30) s sL' 1 60 1 1 21 s 30s 30 11 30s1 1800 s2 s1 30 42
  49. sf' ( 30s 1800).( 30) 30s 1800 .( 30) s ' 2 2 1 1 2 fs' 60s 2700 22 30s1 1800 1 (s1 30) 30 s1 30 s1 30 s1 30 ' 60+s1 ( 15) s2 s1 45 ’ Bảng xét dấu s2 theo s1: s1 -60 -45 0 -s1 - 60 + 0 - - s1 + 45 - - 0 + ’ s2 - 0 + || - Từ bảng trên, ta thấy: ’ ’ ' A B là ảnh thật s2 0 khi -45 > s1> -60 hay 45cm<|s1|<60cm Đáp án: A 3.19 Một hệ gồm hai thấu kính hội tụ O1 và O2 đồng trục cách nhau L =50 cm có tiêu cự lần lƣợt là 20 cm và 10 cm. Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính và cách O1 một khoảng s1. Xác định s1 để hệ cho ảnh A’B’ thật cách O2 20 cm A. s1= 60cm; s1= 30cm C. s1= 60cm B. s1= -60cm; s1= -30cm D. s1= -60cm 3.20 Cho 2 thấu kính đồng trục O1, O2 đặt cách nhau 10 cm có tiêu cự lần lƣợt là ’ ’ f1 = 10 cm và f2 = 40 cm. Trƣớc thấu kính O1 đặt một vật phẳng AB vuông góc với trục chính cách O1 một khoảng s1. Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính O1 phải thỏa mãn điều kiện gì để ảnh của AB qua hệ thấu kính là ảnh ảo? A. 0 |s1 | 7,5 cm C. 0 |s1 | 9,5 cm B. |s1 | 7,5 cm D. |s1 | 9,5 cm 3.21 Một hệ đồng trục gồm một thấu kính phân kỳ O1 có tiêu 30 cm và một thấu kính hội tụ có tiêu cự 40 cm đặt cách nhau một khoảng L= 5 cm. Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách O1 một khoảng s1 , qua hệ cho ảnh A’B’ là ảnh ảo cách O2 40 cm. Xác định vị trí của AB so với O 1 và độ phóng đại của ảnh qua hệ A. s1 30 cm ; 1 B. s1 30 cm ; 1 43
  50. C. s1 20 cm ; 3 D. s1 20 cm ; 3 3.22 Quang hệ gồm một thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự 30 cm và một thấu kính phần kỳ O2 có tiêu cự 30 cm đặt đồng trục cách nhau một khoảng L= 30 cm. Một vật AB đặt vuông góc trục chính trƣớc O1 một khoảng s1. Xác định s1 để ảnh của AB qua hệ là ảnh thật lớn gấp 2 lần vật A. s11 45 cm ; s 60 cm C. s1 65 cm B. s1 45 cm D. s1 75 cm 3.23 Một hệ gồm hai thấu kính hội tụ, phân kì O1 và O2 đồng trục cách nhau L =50 cm có tiêu cự lần lƣợt là 20 cm và 40 cm. Vật sáng AB cao 20cm đặt vuông góc trục chính và cách O1 một khoảng s1. Xác định s1 để hệ cho ảnh cuối cùng A’B’ là ảnh thật? A. 28cm | s1 | 60 cm C. 20cm | s1 | 50 cm B. 20cm | s1 | 60 cm D. 28cm | s1 | 50 cm Dạng 4: Xác định khoảng cách L giữa 2 thấu kính và loại thấu kính (tính tiêu cự f) để ảnh thỏa mãn những điều kiện đã cho Ví dụ: Một hệ đồng trục gồm một TKPK là L1 có tiêu cự 18 cm và một TKHT là L2 có tiêu cự 24 cm đặt cách nhau một khoảng L.Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 18 cm. Xác định L để hệ cho ảnh ở vô cực ? A. L >15 cm C. L= 15 cm B. 0 ≤ L 20 cm Hƣớng dẫn : - Sơ đồ tạo ảnh: (L1) (L2) ’ ’ AB A1B1 A B ’ ’ s1 s1 s2 s 2 ' ' sf11 ( 18).( 18) + Ảnh A1B1: s1 ' 9 fs11 ( 18) 18 ’ ’ ' +Ảnh A B : s21 sL L 9 44
  51. ' ' s f( L 9)24 ( L 9)24 L 9 24 22 ' . s2 =' = s2 s22 f L 9 24 L -15 L 15 ’ Bảng xét dấu của s2 theo L: L -9 0 15 L - 15 - - - 0 + L + 9 + 0 + + + ’ s2 - - - || + Từ bảng trên, ta thấy : ảnh A’ B’ ở vô cực khi L= 15cm Đáp án: C 3.24 Một hệ đồng trục gồm L1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm và L2 là một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 50 cm đặt cách nhau một khoảng L=50 cm. Trƣớc L1 khác phía với L2, đặt một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 một đoạn s1=30cm. Giữ AB và L1 cố định. Hỏi phải dịch chuyển L2 trong khoảng nào để ảnh của AB qua hệ luôn là ảnh thật. A. khoảng giữa L1 và L2 C. khoảng L1 đến vô cực B. khoảng L2 đến vô cực D. không đủ điều kiện xác định 3.25 Một hệ đồng trục gồm một TKPK là L1 có tiêu cự 18 cm và một TKHT là L2 có tiêu cự 24 cm đặt cách nhau một khoảng L.Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 18 cm. Xác định L để hệ cho ảnh cuối cùng cao gấp 3 lần vật ? A. L= 8cm C. L= 10cm B. L= 9cm D. L= 11cm 3.26 Một hệ đồng trục gồm một TKPK là L1 có tiêu cự 18 cm và một TKHT là L2 có tiêu cự 24 cm đặt cách nhau một khoảng L.Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 18 cm. Xác định L để hệ cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo trùng vị trí vât? A. L=1,8cm C. L=1,7cm B. L=1,9cm D. L=1,6cm ’ ’ 3.27 Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự lần lƣợt là f1 =10 cm và f2 = 5 cm đặt cách nhau một khoảng L. Vật sáng AB cao 2,5cm đặt cách O1 và vuông 45
  52. góc trục chính cách O1 một khoảng s1= 5m. Xác định L để ảnh cuối cùng tạo bởi hệ có độ lớn không phụ thuộc vào vị trí của vật AB so với O1? A. L= 5cm C. L= 15cm B. L= 10cm D. L= 20cm 3.28 Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự 40 cm và một thấu kính phân kì O2 có tiêu cự 20 cm đặt cách nhau một khoảng L.Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách O1 một khoảng s1=90 cm. Xác định khoảng cách L giữa 2 thấu kính để ảnh A’B cuối cùng cho bởi hệ là ảnh thật ngƣợc chiều và cao gấp hai lần vật. A. L= 44cm C. L= 60cm B. L= 44cm; L=60cm D. Không xác định đƣợc 3.2.2 Đáp án bài tập Đáp án bài tập trắc nghiệm Bài tập 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 Đáp án D D A C C A B B C A D Bài tập 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 Đáp án A A D A A D B C C 46
  53. KẾT LUẬN Khóa luận “Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm phần thấu kính và hệ thấu kính” em đã đạt đƣợc mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu đề ra: Xây dựng đƣợc cơ sở lý thuyết về thấu kính và hệ thấu kính khá chi tiết, hoàn thiện . Hơn thế nữa giúp bạn đọc vận dụng thành thạo các dựng ảnh của một vật qua thấu kính, hệ thấu kính. Bên cạnh đó em đã tổng hợp, phân loại một số dạng câu hỏi, bài tập trắc nghiệm khác nhau để xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm về thấu kính và hệ thấu kính nhằm củng cố, hiểu sâu và rộng kiến thức lí thuyết trên, đa dạng hình thức bài tập. Do đó, khóa luận có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên muốn tìm hiểu về thấu kính và hệ thấu kính. Trong quá trình hoàn hiện khóa luận em đã tìm hiểu thêm về các dạng bài tập, câu hỏi về thấu kính, hệ thấu kính và củng cố thêm các kĩ năng để giải các bài tập liên quan một cách khoa học, chi tiết mạch lạc. Tạo tền đề tốt cho quá trình công tác của em sau này của em. Để khóa luận đƣợc hoàn thiện hơn em rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, sự chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn. 47
  54. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Huỳnh Huệ (1992), Quang học, NXB Giáo dục. [2]. Vũ Thanh Khiết (2005), Kiến thức cơ bản nâng cao Vật lý THPT tập 3, NXB Hà Nội. [3]. Vũ Thanh Khiết, Bài tập vật lí đại cƣơng tập 2, NXB Giáo dục. [4]. kinh.jsp [5]. [6]. 48