Giải Lý 11 SGK nâng cao Chương 7 Bài 48 Thấu kính mỏng

Chọn câu đúng

Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của vật thì ảnh đó

A. luôn nhỏ hơn vật.                                   

B. luôn lớn hơn vật.

C. có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật.

D. ngược chiều với vật.

Hướng dẫn giải:

Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của một vật thì ảnh đó là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

Chọn đáp án C.

---

Chọn câu đúng

Quan sát ảnh của một vật qua một thấu kính phân kì

A. ta thấy ảnh lớn hơn vật.

B. ta thấy ảnh nhỏ hơn vật.

C. ảnh ngược chiều với vật.

D. không thể nhìn thấy ảnh của vật.

Hướng dẫn giải:

Quan sát ảnh của một vật qua một thấu kính phân kì ta thấy ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật

Chọn đáp án B.

---

Chọn câu đúng

A. Ảnh cho bởi thấu kính hội tụ luôn lớn hơn vật.

B. Ảnh cho bởi thấu kính phân kì luôn lớn hơn vật.

C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật.

D. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo.

Hướng dẫn giải:

Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo.

Chọn đáp án D.

---

Với một thấu kính

A. độ phóng đại k > 1

B. độ phóng đại k < 1

C. độ phóng đại k ≥ 1

D. độ phóng đại k > 1 hoặc k < 1 hoặc k=1

Hướng dẫn giải:

Với một thấu kính độ phóng đại k > 1 hoặc k < 1 hoặc k = 1

Chọn đáp án D.

---

Chọn câu đúng:

A. Với thấu kính hội tụ, độ tụ D < 0

B. Với thấu kính phân kì : D < 0

C. Với thấu kính hội tụ : D = 1

D. Với thấu kính phân kì: D ≤ 1

Hướng dẫn giải:

Với thấu kính phân kì : D < 0

Chọn đáp án B.

---

Với thấu kính hội tụ

A. Độ tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng cong

B. Độ tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng ít cong

C. Độ tụ D = 1

D. Độ tụ D < 1

Hướng dẫn giải:

Với thấu kính hội tụ, độ tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng cong

Chọn đáp án A.

---

Với thấu kính hội tụ

A. Khi vật thật cách thấu kính là 2f (f là tiêu cự) thì ảnh cũng cách thấu kính 2f.

B. Vật cho ảnh ảo

C. Vật cho ảnh thật

D. ảnh và vật có độ lớn bằng nhau.

Hướng dẫn giải:

Với thấu kính hội tụ, khi vật thật cách thấu kính là 2f (f là tiêu cự) thì ảnh cũng cách thấu kính 2f.

Chọn đáp án A.

---

Chọn câu phát biểu không chính xác. Với thấu kính phân kì

A. vật thật cho ảnh thật

B. vật thật cho ảnh ảo

C. tiêu cự f < 0

D. độ tụ D < 0

Hướng dẫn giải:

Với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật → A không đúng

Chọn đáp án A.

---

Cho một thấu kính L có độ tụ D = 5 điôp. Xác định vị trí, tính chất và độ lớn của một vật AB cao 2 cm, vuông góc với trục chính, trong các trường hợp sau:

a) AB là vật thật, cách L là 30 cm

b) AB là vật thật, cách L là 10 cm

Vẽ đường đi của tia sáng trong mỗi trường hợp

Hướng dẫn giải:

Thấu kính có D = 5 điôp \( \Rightarrow f = \frac{1}{D} = \frac{1}{5} = 0,2\left( m \right) = 20\left( {cm} \right)\)

Vật thật AB = 2 (cm)

a) AB là vật thật, cách L là 30 cm

\(\begin{array}{l} d = 30cm \Rightarrow \frac{1}{{d'}} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d} = \frac{1}{{20}} - \frac{1}{{30}}\\ \Rightarrow d' = 60\left( {cm} \right)\\ k = - \frac{{d'}}{d} = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }} = - 2\\ \Rightarrow \overline {A'B'} = - 2\overline {AB} = - 2.2 = - 4\left( {cm} \right) \end{array}\)

Ta có ảnh thật A'B' = 4 cm ngược chiều vật và cách thấu kính 60cm

Đường đi của tia sáng:

b) AB là vật thật, cách L là 10 cm

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{1}{{d'}} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d} = \frac{1}{{20}} - \frac{1}{{10}} = - \frac{1}{{20}}\\ \Rightarrow d' = - 20\left( {cm} \right)\\ k = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }} = - \frac{{d'}}{d} = - \frac{{ - 20}}{{10}} = 2\\ \Rightarrow \overline {A'B'} = 2\overline {AB} = 4cm \end{array}\)

$$

Ta có ảnh ảo A'B' = 4 cm cùng chiều vật và cách thấu kính 20cm

Đường đi của tia sáng:

---

Chiếu một chùm tia sáng hội tụ tới một thấu kính L. cho biết chùm tia ló song song với trục chính của L.

a) L là thấu kính loại gì?

b) Điểm hội tụ của chùm sáng tới là một điểm ở sau thấu kính, cách L là 25 cm. tìm tiêu cự và độ tụ của L.

c) Đặt vật AB = 2cm vuông góc với trục chính và cách L 40 cm. Xác định ảnh của AB.

Hướng dẫn giải:

a) Chiếu một chùm tia sáng hội tụ một thấu kính L, chùm tia ló song song với trục chính của L ⇒ chùm tia ló phân kì so với chùm tia tới

→ L là thấu kính phân kì

b)

Điểm hội tụ tại F cách (L) 25 cm,

Ta có tiêu cự thấu kính f = -25 cm.

Độ tụ: \(D = \frac{1}{f} = \frac{1}{{ - 0,25}} =  - 4\left( {dp} \right)\)

c) AB = 2 cm cách thấu kính (L) 40 cm → d = 40 cm.

Ta có: 

\(\begin{array}{l} \frac{1}{{d'}} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d} = \frac{1}{{ - 25}} - \frac{1}{{40}}\\ \Rightarrow d' = - 15,4\left( {cm} \right) \end{array}\)

• Số phóng đại ảnh: \(K = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }} =  - \frac{{d'}}{d} =  - \frac{{ - 15,4}}{{40}} = 0,385\)

• Độ lớn của ảnh: \(AB = \left| k \right|.AB \approx 0,8\left( {cm} \right)\)

---

Cho hai thấu kính hội tụ L₁, L₂ lần lượt có tiêu cự 20cm và 25cm, đồng trục, cách nhau ruột khoảng a = 80cm. Vật AB= 2cm, vuông góc với trục, ở trước hệ hai thấu kính và cách L₁ là 30cm (L₁ ở trước L₂).

      a) Hãy xác định các ảnh cho bởi hệ.

      b) Làm lại câu trên nếu đưa L₂ sát với L₁

Hướng dẫn giải:

Phương pháp: Lập sơ đồ tạo ảnh

Với  : \(d_1^\prime  + {d_2} = {O_1}{O_2}\)

Và \(\frac{{\overline {{A_2}{B_2}} }}{{\overline {AB} }} = \frac{{\overline {{A_2}{B_2}} }}{{\overline {{A_1}{B_1}} }}.\frac{{\overline {{A_1}{B_1}} }}{{AB}}\)

\( \Rightarrow K = {K_2}.{K_1}\)

Nếu hệ hai thấu kính ghép sát nhau thì : \(D = {D_1} + {D_2}\)

a) Ta có giả thiết f₁ = 20 cm, f₂ = 25 cm, O₁O₂ = a = 80 cm

Vật AB = 2 (cm), d₁ = 30 cm

• Dựa vào sơ đồ tạo ảnh ta lần lượt tính:

\(\begin{array}{l} d_1^\prime = \frac{{{d_1}{f_1}}}{{{d_1} - {f_1}}} = \frac{{30.20}}{{30 - 20}} = 60\left( {cm} \right)\\ \Rightarrow {d_2} = a - d_1^\prime = 80 - 60 = 20\left( {cm} \right)\\ d_2^\prime = \frac{{{d_2}{f_2}}}{{{d_2} - {f_2}}} = \frac{{20.25}}{{20 - 25}} = - 100\left( {cm} \right) \end{array}\)$$

• Độ lớn của ảnh:

\(\begin{array}{l} K = {K_2}.{K_1} = \left( { - \frac{{{d_2}^\prime }}{{{d_2}}}} \right)\left( { - \frac{{{d_1}^\prime }}{{{d_1}}}} \right)\\ = \left( { - \frac{{ - 100}}{{20}}} \right)\left( { - \frac{{60}}{{30}}} \right) = \left( 5 \right)\left( { - 2} \right) = - 10\\ \Rightarrow {A_2}^\prime {B_2} = 10AB = 10 \times 2 = 20\left( {cm} \right) \end{array}\)$$

Vậy qua quang hệ, ta có ảnh cuối cùng là ảnh ảo, ngược chiều vật AB và có độ lớn là 20 (cm).

Cách vẽ ảnh qua quang hệ: 

+ Xác định các vị trí vật, ảnh bằng các số k.

+ Vẽ tia tới qua vật và tia ló qua ảnh cho từng cặp vật, ảnh của mỗi thấu kính.

        

b) Nếu ghép sát (L₂) với (L₁) thì độ tụ hộ thấu kính sẽ là

\(\begin{array}{l} D = {D_1} + {D_2} = \frac{1}{{{f_1}}} + \frac{1}{{{f_2}}}\\ \Rightarrow D = \frac{1}{{0,2}} + \frac{1}{{0,25}} = 5 + 4 = 9\left( {dp} \right) \end{array}\)$$

• Tiêu cự của hệ thấu kính là:

\(\begin{array}{l} f = \frac{1}{D} = \frac{1}{9} = 0,1111\left( m \right)\\ \Rightarrow f = 11,11\:cm \end{array}\)$$

• Suy ra vị trí của ảnh :

\(\begin{array}{l} d' = \frac{{df}}{{d - f}} = \frac{{30.11,11}}{{30 - 11,11}} = 17,64\left( {cm} \right)\\ K = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }} = - \frac{{d'}}{d} = - \frac{{17,64}}{{30}} = - 0,59\\ \Rightarrow A'B' = 0,59.AB \approx 1,2\left( {cm} \right) \end{array}\)

$$

→ Ảnh qua quang hệ là ảnh thật, ngược chiều vật và có độ lớn 1,2 (cm)

---

Cho thấu kính L₁ độ tụ D₁ = 4 điôp, thấu kính L₂, độ tụ D₂ = -4 điôp, ghép đồng trục, cách nhau 60cm.

a) Điểm sáng S ở trên trục của hệ, cách L₁ là 50cm. Ánh sáng qua L₁ rồi qua L₂. Xác định vị trí, tính chất của ảnh cho bởi hệ.

b) Tìm khoảng cách giữa L₁ và L₂ để chùm tia ló ra khỏi hệ là chùm tia song song.

Hướng dẫn giải:

Hệ thấu kính D₁ = 4 điôp, D₂ = -4 diôp ghép đồng trục, a = 60 cm.

Điểm sáng S trên quang trục cách (L₁) 50 cm →  d₁=50 (cm)

a) Theo sơ đồ tạo ảnh

 

 Với: \(\begin{array}{l} {f_1} = \frac{1}{{{D_1}}} = \frac{1}{4}\left( m \right) = 25\left( {cm} \right)\\ {f_2} = \frac{1}{{{D_2}}} = - \frac{1}{4}\left( m \right) = - 25\left( {cm} \right) \end{array}\)

Ta có:

•  \(d_1^\prime = \frac{{{d_1}{f_1}}}{{{d_1} - {f_1}}} = \frac{{50.25}}{{50 - 25}} = 50\left( {cm} \right){\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \Rightarrow \) S₁ là ảnh thật

•  \(\begin{array}{l} {d_2} = a - d_1^\prime = 60 - 50 = 10\left( {cm} \right)\\ \Rightarrow d_2^\prime = \frac{{{d_2}{f_2}}}{{{d_2} - {f_2}}} = \frac{{10\left( { - 25} \right)}}{{10 + 25}} = - 7,14\left( {cm} \right){\mkern 1mu} \Rightarrow \end{array}\) S₂ là ảnh ảo

Vì là vật và ảnh điểm nên không tính số phóng đại ảnh.

 

b) Xác định a để chùm tia ló ra khỏi hệ là một chùm tia song song, nghĩa là

\(d_2^\prime = \infty {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \Rightarrow {d_2} = {f_2} = - 25cm\)$$

Ta có : \({d_1} = 50cm{\mkern 1mu} {\mkern 1mu}  \Rightarrow d_1^\prime  = 50cm\)

 Khoảng cách : \(a = d_1^\prime  + {d_2} = 50 - 25 = 25\left( {cm} \right)\)

 

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 11 Chương 7 Bài 48 Thấu kính mỏng được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 11 học tập thật tốt!