Lý Thuyết Vật Lý 11: Bài 30. Giải Bài Toán Về Hệ Thấu Kính - TopLoigiai

Mục lục nội dung Lý thuyết Vật lý 11 Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kínhI. Lập sơ đồ tạo ảnhII. Thực hiện tính toánIII. Các bài tập ví dụ

Lý thuyết Vật lý 11 Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính

I. Lập sơ đồ tạo ảnh

1. Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách nhau

Xét hệ quang học đồng trục gồm hai thấu kính L1 và L2 như hình vẽ: 

Toàn bộ quá trình tạo ảnh được tóm tắt bởi sơ đồ:

2. Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau

Với hệ này, ta dùng thấu kính tương đương để giải.

Thấu kính tương đương với hệ có tiêu cự f:

Độ tụ của hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát nhau bằng tổng đại số các độ tụ của từng thấu kính ghép thành hệ.

II. Thực hiện tính toán

Nội dung khảo sát một hệ quang học thường có hai yêu cầu chính:

- Xác định các đặc điểm của ảnh sau cùng.

- Xác định các đặc điểm cấu tạo của hệ.

1. Quan hệ giữa hai vai trò ảnh và vật của A1’B1’

Trong mọi trường hợp:

d2 = l - d1’ hay d1’ + d2 = l

2. Số phóng đại ảnh sau cùng

k = k2k1

III. Các bài tập ví dụ

1. Bài tập 1

Cho thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 = 24 cm và vật AB đặt trên trục chính cách thấu kính một đoạn không đổi a = 44 cm. Thấu kính phân kì L1 có tiêu cự f1 = -15 cm được đặt giữa vật AB và L2, cách L2 khoảng l sao cho hai trục chính trùng nhau.

Xác định vị trí và số phóng đại k của ảnh sau cùng A2'B2' trong trường hợp l = 34 cm. 

Giải:

Sơ đồ tạo ảnh:

Ta có:

d1 = 10 cm⇒d1′=−6 cm

d2 = l - d1 = 40 cm ⇒d2′ =60 cm

Ảnh A2'B2' thật, cách L2 60 cm.

Ta cũng có:

Ảnh ngược chiều vật và bằng  

vật.

2. Bài tập 2

Một thấu kính mỏng phẳng lõm bằng thuỷ tinh, có tiêu cự f1 = -20 cm. Thấu kính được đặt sao cho trục chính thẳng đứng, mặt lõm hướng lên trên.

Một điểm sáng S nằm trên trục chính và cách thấu kính một đoạn d như hình vẽ:

a) Ảnh S' của S tạo bởi thấu kính cách thấu kính 12 cm. Tính d.

b) Giữ S và thấu kính cố định. Đổ một chất lỏng trong suốt vào mặt lõm. Bây giờ ảnh S' của S là ảnh ảo và cách thấu kính 20 cm. Tính tiêu cự f2 của thấu kính chất lỏng phẳng lồi.

Giải:

a) Tính d

S có ảnh ảo tạo bởi thấu kính phân kì: d1’ =-12cm.

Do đó: 

Suy ra: d = 30 cm.

b) Tiêu cự f2

Hệ gồm thấu kính chất lỏng và thấu kính thuỷ tinh ghép đồng trục, sát nhau. Thấu kính tương đương có tiêu cự f.

Ta có:

Đối với thấu kính tương đương: d’ =-20cm.

Vậy:

Suy ra: 

f2 = 30cm.

Xem thêm Giải bài tập Vật lý 11: Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính