Bài tập thấu kính mỏng là phần không thể thiếu khi học về quang hình học trong chương trình Vật lý lớp 11. Việc giải bài tập thấu kính mỏng không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện tư duy logic, khả năng áp dụng công thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu cách giải các dạng bài tập thấu kính mỏng lớp 11 thường gặp, kèm theo lời giải chi tiết để bạn đọc dễ dàng theo dõi và áp dụng.
Kiến Thức Cần Nhớ Về Thấu Kính Mỏng
Trước khi đi vào giải bài tập, chúng ta cần nhắc lại một số kiến thức cơ bản về thấu kính mỏng:
- Định nghĩa: Thấu kính mỏng là một khối chất trong suốt (thường là thủy tinh) giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt cầu và một mặt phẳng.
- Phân loại: Có hai loại thấu kính mỏng là thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
- Thấu kính hội tụ: Giới hạn bởi hai mặt cầu lồi hoặc một mặt cầu lồi và một mặt phẳng, có phần rìa mỏng hơn phần giữa.
- Thấu kính phân kì: Giới hạn bởi hai mặt cầu lõm hoặc một mặt cầu lõm và một mặt phẳng, có phần rìa dày hơn phần giữa.
- Đặc trưng:
- Quang tâm (O): Là điểm nằm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng truyền qua quang tâm đều truyền thẳng.
- Trục chính: Là đường thẳng vuông góc với thấu kính tại quang tâm.
- Tiêu điểm chính (F, F’):
- Đối với thấu kính hội tụ: Tiêu điểm chính là điểm nằm trên trục chính, tia sáng song song với trục chính sau khi đi qua thấu kính sẽ hội tụ tại tiêu điểm chính.
- Đối với thấu kính phân kì: Tia sáng song song với trục chính sau khi đi qua thấu kính sẽ loe rộng ra và có đường kéo dài đi qua tiêu điểm chính.
- Tiêu cự (f, f’): Là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm chính.
Công Thức Tính Liên Quan Đến Thấu Kính Mỏng
- Công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d’
Trong đó:
* f: Tiêu cự của thấu kính.
* d: Khoảng cách từ vật đến thấu kính.
* d': Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.- Độ phóng đại của ảnh:
k = -d’/d = h’/h
Trong đó:
* k: Độ phóng đại của ảnh.
* h: Chiều cao của vật.
* h': Chiều cao của ảnh.Các Dạng Bài Tập Thấu Kính Mỏng Lớp 11 Có Lời Giải
Dạng 1: Xác Định Vị Trí, Tính Chất Của Ảnh Tạo Bởi Thấu Kính
Bài tập 1: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Vật đặt trước thấu kính một khoảng d = 36cm. Xác định vị trí, tính chất, chiều và độ cao của ảnh A’B’.
Lời giải:
- Vẽ hình:
Minh họa đường truyền của tia sáng qua thấu kính hội tụ
- Xác định vị trí ảnh:
Áp dụng công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d’ => 1/12 = 1/36 + 1/d’ => d’ = 18 cm
Vì d’ > 0 => ảnh là ảnh thật, ngược chiều với vật.
- Tính chiều cao của ảnh:
Ta có: d/d’ = h/h’ => h’ = h.d’/d = AB.18/36 = AB/2
Vậy ảnh A’B’ là ảnh thật, ngược chiều với vật, cao bằng 1/2 lần vật và cách thấu kính 18cm.
Bài tập 2: Cho một vật AB đặt trước một thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm. Xác định vị trí, tính chất của ảnh A’B’.
Lời giải:
- Vẽ hình:
Minh họa ảnh tạo bởi thấu kính phân kì
- Xác định vị trí ảnh:
Áp dụng công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d’ => 1/-12 = 1/8 + 1/d’ => d’ = -4.8 cm
Vì d’ < 0 => ảnh là ảnh ảo, cùng chiều với vật.
Vậy ảnh A’B’ là ảnh ảo, cùng chiều với vật và cách thấu kính 4.8cm.
Dạng 2: Cho Vị Trí Vật Và Ảnh, Xác Định Loại Thấu Kính Và Tiêu Cự
Bài tập: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cách thấu kính một khoảng d = 30 cm. Người ta thấy có một ảnh A’B’ lớn gấp hai lần vật và ngược chiều với vật.
a) Thấu kính đã cho là thấu kính gì?
b) Xác định tiêu cự của thấu kính.
Lời giải:
a) Vì ảnh A’B’ là ảnh thật, lớn hơn vật và ngược chiều với vật => thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ.
b) Ta có:
- k = -d’/d = -2 => d’ = 2d = 60cm
- 1/f = 1/d + 1/d’ = 1/30 + 1/60 = 1/20 => f = 20cm
Vậy thấu kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm.
Kết Luận
Bài viết đã trình bày tổng quan về thấu kính mỏng, công thức tính toán và các dạng Bài Tập Thấu Kính Mỏng Lớp 11 Có Lời Giải. Hy vọng rằng qua bài viết này, các bạn học sinh đã nắm vững hơn kiến thức về thấu kính mỏng và có thể tự tin giải quyết các bài tập liên quan.
Câu Hỏi Thường Gặp
- Thấu kính mỏng là gì? Phân loại thấu kính mỏng?
- Nêu các đại lượng đặc trưng của thấu kính mỏng?
- Công thức thấu kính là gì?
- Cách vẽ hình và xác định vị trí, tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ?
- Cách vẽ hình và xác định vị trí, tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính phân kì?
Bạn Cần Thêm Trợ Giúp?
Liên hệ ngay với chúng tôi!
- Số Điện Thoại: 02033846993
- Email: [email protected]
- Địa chỉ: X2FW+GGM, Cái Lân, Bãi Cháy, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam
Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn 24/7.