Thấu kính là một phần không thể thiếu trong chương trình Vật lý lớp 9 và là nền tảng quan trọng cho các kiến thức quang học nâng cao ở các bậc học cao hơn. Để giúp các em học sinh nắm vững kiến thức về thấu kính, bài viết này sẽ cung cấp những Bài Tập Về Thấu Kính Lớp 9 Có Lời Giải chi tiết, dễ hiểu, cùng với những lưu ý quan trọng giúp học sinh tự tin chinh phục kiến thức quang học.
Các Dạng Bài Tập Thấu Kính Lớp 9 Và Phương Pháp Giải
Bài tập thấu kính lớp 9 thường xoay quanh việc vận dụng các công thức và tính chất của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì để xác định các đại lượng như vị trí vật, vị trí ảnh, chiều cao vật, chiều cao ảnh, tiêu cự, độ phóng đại,… Dưới đây là một số dạng bài tập phổ biến và phương pháp giải chi tiết:
Dạng 1: Xác Định Vị Trí, Tính Chất, Độ Lớn Của Ảnh Tạo Bởi Thấu Kính
Phương pháp chung:
- Xác định loại thấu kính: Dựa vào hình dạng và tính chất của thấu kính (thấu kính hội tụ là thấu kính lồi ở giữa, thấu kính phân kì là thấu kính lõm ở giữa)
- Vẽ hình: Vẽ hình minh họa đường đi của tia sáng, xác định vị trí vật, vị trí ảnh, tiêu điểm, quang tâm.
- Áp dụng công thức thấu kính:
- Công thức thấu kính: 1/f = 1/d + 1/d’
- Công thức độ phóng đại: k = -d’/d = A’B’/AB
- Kết luận: Rút ra kết luận về tính chất ảnh (ảnh thật hay ảnh ảo, cùng chiều hay ngược chiều với vật, lớn hơn hay nhỏ hơn vật) và vị trí của ảnh.
Ví dụ:
Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng d = 36cm.
a) Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính.
b) Xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của ảnh.
Lời giải:
a) Dựng ảnh:
Dựng ảnh của vật sáng AB qua thấu kính hội tụ
b) Xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của ảnh:
-
Áp dụng công thức thấu kính:
1/f = 1/d + 1/d’ => 1/12 = 1/36 + 1/d’ => d’ = 18cm
-
Áp dụng công thức độ phóng đại:
k = -d’/d = -18/36 = -0.5
-
Kết luận:
- Ảnh A’B’ là ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
- Ảnh cách thấu kính một khoảng 18cm.
- Độ phóng đại của ảnh là -0.5.
Dạng 2: Xác Định Tiêu Cự, Vị Trí Vật Hoặc Vị trí Ảnh
Phương pháp chung:
- Xác định loại thấu kính: Dựa vào hình dạng và tính chất của thấu kính.
- Vẽ hình: Vẽ hình minh họa đường đi của tia sáng, xác định vị trí vật, vị trí ảnh, tiêu điểm, quang tâm.
- Lập hệ phương trình: Sử dụng công thức thấu kính và công thức độ phóng đại để lập hệ phương trình chứa đại lượng cần tìm.
- Giải hệ phương trình: Giải hệ phương trình để tìm ra giá trị của đại lượng cần tìm.
Ví dụ:
Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì, cho ảnh ảo A’B’ cao bằng 1/2 lần vật và cách thấu kính một khoảng 12cm. Xác định tiêu cự của thấu kính.
Lời giải:
-
Xác định loại thấu kính: Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, nhỏ hơn vật.
-
Vẽ hình:
Dựng ảnh của vật sáng AB qua thấu kính phân kì
-
Lập hệ phương trình:
- Công thức độ phóng đại: k = A’B’/AB = 1/2 = -d’/d
- Ảnh cách thấu kính 12cm: d’ = -12cm
-
Giải hệ phương trình:
- Từ k = -d’/d = 1/2 và d’ = -12cm => d = 24cm
- Áp dụng công thức thấu kính: 1/f = 1/d + 1/d’ = 1/24 – 1/12 => f = -24cm
-
Kết luận: Tiêu cự của thấu kính phân kì là f = -24cm.
Dạng 3: Bài Toán Liên Quan Đến Sự Dịch Chuyển Của Vật Hoặc Thấu Kính
Phương pháp chung:
- Xác định các vị trí ban đầu và vị trí sau khi dịch chuyển của vật hoặc thấu kính.
- Vẽ hình minh họa cho cả hai trường hợp.
- Sử dụng các công thức thấu kính và công thức độ phóng đại để thiết lập mối liên hệ giữa các đại lượng trước và sau khi dịch chuyển.
- Lập hệ phương trình và giải để tìm ra giá trị của các đại lượng cần tìm.
Ví dụ:
Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính một khoảng d, cho ảnh thật A1B1. Giữ nguyên thấu kính, dịch chuyển vật dọc theo trục chính lại gần thấu kính một đoạn a, thu được ảnh thật A2B2 cách A1B1 một đoạn b = 18cm. Biết A2B2= 4A1B1.
a) Vật di chuyển lại gần hay ra xa thấu kính?
b) Tính khoảng cách a.
Lời giải:
a) Vì A2B2= 4A1B1 nên ảnh sau lớn hơn ảnh trước. Do đó, vật dịch chuyển lại gần thấu kính.
b) Vẽ hình:
-
Gọi d1, d1′ là khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính ở vị trí 1.
-
Gọi d2, d2′ là khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính ở vị trí 2.
-
Theo đề bài ta có:
- d2 = d1 – a
- d2′ – d1′ = b = 18cm
- k2 = 4k1 => -d2’/d2 = 4(-d1’/d1) => d2’d1 = 4d1’d2
-
Thay d2 và d2′ vào phương trình d2’d1 = 4d1’d2 ta được:
- (d1′ + 18)d1 = 4d1′(d1 – a)
- => ad1′ = 18d1 – 4ad1′
- => 5ad1′ = 18d1
-
Do d1 và d1′ đều là các số dương nên a > 0. Do đó, vật dịch chuyển lại gần thấu kính một đoạn a = 18d1/(5d1′).
Mẹo Làm Bài Tập Về Thấu Kính Lớp 9 Hiệu Quả
Để giải bài tập thấu kính lớp 9 hiệu quả, bạn có thể tham khảo một số mẹo sau:
- Nắm chắc lý thuyết: Trước khi làm bài tập, hãy chắc chắn bạn đã hiểu rõ các khái niệm cơ bản về thấu kính, các loại thấu kính, công thức thấu kính, công thức độ phóng đại và cách vẽ hình đường đi của tia sáng qua thấu kính.
- Vẽ hình cẩn thận: Vẽ hình minh họa chính xác và đầy đủ các yếu tố sẽ giúp bạn dễ dàng hình dung bài toán và áp dụng công thức một cách chính xác.
- Chọn đúng công thức: Dựa vào dữ liệu bài toán cho và yêu cầu của đề bài, hãy lựa chọn công thức phù hợp để giải quyết vấn đề.
- Rèn luyện thường xuyên: Luyện tập thường xuyên các dạng bài tập thấu kính từ dễ đến khó sẽ giúp bạn nâng cao kỹ năng giải toán và ghi nhớ kiến thức một cách hiệu quả.
Bài Tập Thấu Kính Mỏng Lớp 11 Có Lời Giải
Bài tập thấu kính mỏng lớp 11 có lời giải sẽ là bước tiếp theo để bạn nâng cao kiến thức về thấu kính.
Kết Luận
Bài viết đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức cơ bản và bài tập về thấu kính lớp 9 có lời giải chi tiết. Hy vọng rằng, bài viết này sẽ giúp các bạn học sinh lớp 9 tự tin hơn khi chinh phục các bài tập thấu kính và đạt kết quả cao trong học tập.
FAQ
1. Thấu kính là gì?
Thấu kính là một khối chất trong suốt (thường là thủy tinh hoặc nhựa) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng.
2. Có mấy loại thấu kính?
Có hai loại thấu kính chính: thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
3. Công thức thấu kính là gì?
Công thức thấu kính là: 1/f = 1/d + 1/d’, trong đó:
- f là tiêu cự của thấu kính
- d là khoảng cách từ vật đến thấu kính
- d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
4. Công thức độ phóng đại là gì?
Công thức độ phóng đại là: k = -d’/d = A’B’/AB, trong đó:
- k là độ phóng đại của ảnh
- d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
- d là khoảng cách từ vật đến thấu kính
- A’B’ là chiều cao của ảnh
- AB là chiều cao của vật
5. Làm thế nào để phân biệt ảnh thật và ảnh ảo?
- Ảnh thật là ảnh tạo bởi chùm tia hội tụ, có thể hứng được trên màn chắn.
- Ảnh ảo là ảnh tạo bởi chùm tia phân kì, không hứng được trên màn chắn.
Gợi Ý Các Bài Viết Liên Quan
Bạn đọc có thể tham khảo thêm các bài viết liên quan sau:
Liên Hệ
Nếu bạn cần hỗ trợ thêm về kiến thức vật lý hoặc có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ:
- Số Điện Thoại: 02033846993
- Email: [email protected]
- Địa chỉ: X2FW+GGM, Cái Lân, Bãi Cháy, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam.
Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng 24/7.