Tải bản đầy đủ
DẠNG 8: HỆ THẤU KÍNH GHÉP XA NHAU

DẠNG 8: HỆ THẤU KÍNH GHÉP XA NHAU

Tải bản đầy đủ

hongthamvp@gmail.com                                                                                                 Sưu tầm và biên soạn 

Bài toán cơ bản:
Cho hai thấu kính L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1 và f2 đặt đồng trục cách
nhau khoảng L. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính ( A ở trên trục
chính) trước thấu kính L1 và cách O1 một khoảng d1. Hãy xác đònh ảnh cuối
cùng A’B’ của AB qua hệ thấu kính
 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
 Sơ đồ tạo ảnh:
AB
A1 B1

A’B’

Vật AB được thấu kính L1 cho ảnh A1B1 , ảnh này trở thành vật đối với thấu kính L2
được L2 cho ảnh cuối cùng A’B’
CÁC CÔNG THỨC:
 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA ẢNH A’B’.
Đối với L1:
d1= O 1 A
d1’ = O 1 A 1 =

f1d1
d1  f1

Đối với L2:
d2 = O 2 A 1= L- d1’
d2’ = O 2 A ' =

f1d1
d2  f2

Nếu d’2 > 0 => ảnh A’B’ là ảnh thật
Nếu d’2 < 0 => ảnh A’B’ là ảnh ảo
 XÁC ĐỊNH CHIỀU VÀ ĐỘ CAO CỦA ẢNH A’B’
Độ phóng đại của ảnh qua hệ thấu kính:
k=

A' B'
AB



A1 B1
AB

=

A' B'
A1 B1



d1 ' d 2 '
.
d1 d 2

Nếu k> 0 => ảnh A’B’ cùng chiều với vật AB
Nếu k< 0 => ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB.
k =

AB
=> A’B’ = k AB
AB

B.BÀI TẬP
Bài 1:Cho một hệ gồm  hai thấu kính hội tu L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1 = 30 cm 
và f2=20 cm đặt đồng trục cách nhau L= 60 cm . Vật sáng AB  = 3 cm đặt vuông gốc 
với trục chính ( A ở trên trục chính)  trước L1  cách O 1 một khoảng d1 . Hãy xác đònh vò 
trí, tính chất, chiều và độ cao của ảnh cuối  cùng A’B’ qua hệ thấu kính trên và vẽ 
ảnh với : 
 
a) d1 = 45 cm  
 
b) d1 = 75 cm    ĐS: a.d’’=12cm; 2,4cm    b. .d’’=-20cm;   4cm     
Bài 2:Một vật sáng AB cao 1 cm được đặt vuông góc trục chính của một hệ gồm hai 
thấu kính L1 và L2 đồng trục cách L1 một khoảng cách d1= 30 cm. Thấu kính L1 là thấu 
kính hội tụ có tiêu cự f1= 20 cm, thấu kính L2 là thấu kính phân kỳ có tiêu cự f2= -30 
cm, hai thấu kính cách nhau L= 40 cm. Hãy xác đònh vò trí , tính chất,chiều và độ cao 
của ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ thấu kính trên.Vẽ ảnh. 
 

232

hongthamvp@gmail.com                                                                                                 Sưu tầm và biên soạn 

ĐS:  d2’   = 60 cm >0 => ảnh A’B’ là ảnh thật 
 
 
k   = -6 <0 => ảnh A’B’ ngược chiều với vật AB 
 
 
A’B’= AB= 6 cm 
Bài 3:Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1= 40 cm và có thấu 
kính phân kỳ L2 có tiêu cự f2 =-20 cm dặt cách nhau L = 60 cm . Một vật sáng AB cao 4 
cm đặt vuông góc trục chính trước thấu kính L1 cách L1 một khoảng d1 = 60 cm. Hãy 
xác đònh vò trí , tính chất, chiều và độ cao của ảnh cuối cùng A’B’ cho bởi hệ 
ĐS:  
d2’   = -30 cm  < 0 => ảnh A’B’ là ảnh ảo 
 
 
k    = 1 > 0 => ảnh A’B’ cùng chiều với vật AB 
 
 
A’B’= AB= 4 cm 
Bài 4:Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự lần lượt là f1= 10 
cm và f2= 20 cm đặt cách nhau một khoảng L= 75 cm. Vật sáng AB cao 4 cm đặt vuông 
góc trục chính ( A ở trên trục chính) ở phía trước L1 và cách L1 một khoảng d1= 30 cm. 
Hãy xác đònh vò trí , tính chất, chiều và độ cao của ảnh cuối cùng A’B’ cho bởi hệ. 
ĐS:  d2’   = 30 cm  > 0 => ảnh A’B’ là ảnh thật 
 

 

1
4

k     =   > 0 => ảnh A’B’ cùng chiều với vật AB 

 
 
A’B’= 1 cm 
2: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA VẬT, ĐIỀU KIỆN CỦA d1 ĐỂ ẢNH A’B’
THỎA MÃN NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐÃ CHO.
A.LÍ THUT
Bước 1: Sơ đồ tạo ảnh (*) 
Bước 2: Sử dụng các công thức đã nêu trong dạng 1. 
f1d1
 
d1  f1
( L  f 1 )d 1  f 1 L
d2 = L – d1’= 
 
d1  f1
f 2 [( L  f 1 )d 1  f 1 L]
f d
d2’=  2 2
   (1) 
d 2  f 2 ( L  f 1  f 2 )d 1  f 1 L  f 1 f 2
d ' d '
f1 f 2
k  =  1 . 2 
  (2) 
d 1 d 2 ( L  f 1  f 2 )d 1  f 1 L  f 1 f 2

d1’  = 

Bước 3 : Tùy theo đặc điểm của ảnh đã cho trong bài mà xác đònh 
vò trí của vật (d1 ) hoặc dùng bảng xét dấu d2 theo d1   
B.BÀI TẬP
Bài 1: Một hệ gồm hai thấu kính hội tụ O1 và O2 đồng trục cách nhau 
 L =50 cm có tiêu cự lần lượt là f1=20 cm và f2= 10 cm. Vật sáng AB đặt 
vuông góc trục chính và cách O1 một khoảng d1. Xác đònh d1 để hệ cho: 
a. Ảnh A’B’ thật cách O2 20 cm  
Ảnh A’B’ ảo cách O2 10 cm           Đđs: a. d1= 60 cm     b.d1= 36 cm 
b.  
Bài 2: Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự lần lượt là f1= 24 cm và 
 f2= -12 cm  đặt cách nhau 48 cm. Vật sáng AB đặt trước O1 vuông góc trục chính cách 
O1 một khoảng d1. Xác đònh d1 để: 
a. Hệ cho ảnh A’B’ cuối cùng là ảnh  thật 
b. Hệ cho ảnh A’B’ thật cao gấp 2 lần vật AB 
ĐS: d1=44cm; 
 
Bài 3: Một hệ đồng trục gồm hai thấu kính có tiêu cự lần lượt là f1=20 cm và f2 
= -10 cm đặt cách nhau L= 10 cm. Vật sáng AB đặt cách O1 và vuông góc trục chính 
 

233

hongthamvp@gmail.com                                                                                                 Sưu tầm và biên soạn 

cách O1 một khoảng d1. Chứng tỏ độ phóng đại của ảnh cho bởi hệ không phụ 
thuộc vào d1’. k=1/2 
Bài giải 
 
 
 
Bài 4: Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự f1=30 cm và 1 
thấu kính phần kỳ có tiêu cự f2 = -30 cm đặt cách nhau một khoảng L= 60 cm. Một vật 
sáng AB đặt vuông góc trục chính trước O1 cách O1 một khoảng d1. Xác đònh d1 để: 
a. Hệ cho ảnh thật, ảnh ảo, ảnh ở vô cực (45 cm < d1  <60 cm 
b. Hệ cho ảnh cùng chiều, ngược chiều với vật AB 
c. Hệ cho ảnh cùng chiều bằng vật 
  Một hệ đồng trục gồm một thấu kính phân kỳ O1 có tiêu cự f1=-30 cm và 1 thấu 
kính hội tụ có tiêu cự f2 = 40 cm đặt cách nhau một khoảng L= 5 cm. Vật sáng AB đặt 
vuông góc trục chính cách O1 một khoảng d1 , qua hệ cho ảnh A’B’ là ảnh ảo cách O2 
40 cm. Xác đònh vò trí của AB so với O 1 và độ phóng đại của ảnh qua hệ. 
 
ĐS: d1 = 30 cm , k = 1 
Bài 5: Quang hệ gồm 1 thấu kính hội tụ O1( f1=30 cm) và 1 thấu kính phần kỳ O2 (f2= -30 
cm) đặt đồng trục cách nhau một khoảng L= 30 cm. Một vật AB đặt vuông góc trục 
chính trước O1  một khoảng d1’ 
 
1. Với d1 = 45 cm . Hãy xác đònh ảnh A’B’ qua hệ 
 
2. Xác đònh d1 để ảnh của AB qua hệ là ảnh thật lớn gấp 2 lần vật 
 
 
 
 
 
(ĐH Luật Hà Nội 98)
 
ĐS:  1. d2’= -60 cm < 0 => ảnh ảo ; k = 2 => ảnh cùng chiều vật 
 
         2. d1 = 75 cm, d2’ = 60 cm > 0 ảnh thật 
 
Bài 6:  Cho 2 thấu kính đồng trục O1, O2 đặt cách nhau 10 cm có tiêu cự lần lượt là f1= 
10 cm và f2 = 40 cm. Trước thấu kính O1 đặt một vật phẳng AB vuông góc với trục 
chính cách O1 một khoảng d1. 
 
1. 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? 
 
2. Xác đònh vò trí của vật AB trước thấu kính O1 để ảnh qua hệ thấu kính là ảnh 
ảo có độ cao gấp 20 lần vật AB. 
 
ĐS: 1. 0 ≤  d1 < 7.5 cm 
 
        2.  
d1 =7 cm        => d2’ =-200 cm : ảnh ảo 
 
3: XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH L GIỮA HAI THẤU KÍNH VÀ LOẠI THẤU
KÍNH (TÍNH TIÊU CỰ f) ĐỂ ẢNH THỎA NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐÃ CHO.
I. Phương pháp giải:
Bước 1 : Sơ đồ tạo ảnh (*) 
Bước 2: Sử dụng các công thức đã nêu trong dạng 1 
f1d1
 
d1  f1
(d  f ) L  f 1 d 1
d2 = L – d1’=  1 1
 
d1  f1
f 2 [(d 1  f 1 ) L  f 1 d 1 ]
f d
d2’=  2 2
   (3) 
d 2  f 2 d 1  f 1 ) L  ( f 1  f 2 )d 1  f 1 f 2
d ' d '
f1 f 2
k  =  1 . 2 
  (4) 
d 1 d 2 (d 1  f 1 ) L  ( f 1  f 2 )d 1  f 1 f 2

d1’  = 

 

234

hongthamvp@gmail.com                                                                                                 Sưu tầm và biên soạn 

Bước 3: Tùy theo đặc điểm của ảnh đã cho trong bài để xác đònh L, có thể 
dùng bảng xét dấu. 
Bài 1: Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1= 40 cm và 1 thấu 
kính phân ky øO2 có tiêu cự f2 = -20 cm đặt cách nhau một khoảng L.Vật sáng AB đặt 
vuông góc trục chính cách O1 một khoảng d1=90 cm. Xác đònh khoảng cách L giữa 2 
thấu kính để ảnh A’B cuối cùng cho bởi hệ là: 
1. Ảnh thật, ảnh ảo, ảnh ở vô cực. 
2. Ảnh thật ngược chiều và cao gấp hai lần vật 
Bài 2: Một hệ đồng trục gồm một thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1=30 cm và 1 thấu 
kính phân ky øO2 có tiêu cự f2 = -10 cm đặt cách nhau một khoảng L. Trước O1 1 khoảng 
d1 có 1 vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính. Xác đònh L để phóng đại của ảnh 
không phụ thuộc vào vò trí của vật AB so với O1  
 
Bài 3: Cho hệ thấu kính L1, L2 cùng trục chính, cách nhau 7,5 cm. Thấu kính L2 có tiêu 
cự f2 = 15 cm. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước và cách L1 15 cm. Xác 
đònh giá trò của f1 để: 
1. Hệ cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo 
2. Hệ cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo cùng chiều với vật. 
3. Hệ cho ảnh cuối cùng là ảnh ảo cùng chiều và lớn  gấp 4 lần vật. 
 
Bài 4: Một hệ đồng trục gồm một thấu kính phân kỳ O1 có tiêu cự 
 f1=-18 cm và 1 thấu kính hội  tụ O2 có tiêu cự f2 = 24 cm đặt cách nhau một khoảng 
L.Vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách O1 18 cm. Xác đònh L để: 
 
 
 
1. Hệ cho ảnh thật, ảnh ảo, ảnh ở vô cực 
 
 
 
2. Hệ cho ảnh cao gấp 3 lần vật 
 
 
 
3. Hệ cho ảnh ảo trùng vò trí vật 
 
ĐS:
1.Hệ cho ảnh thật :L>15 cm; ảnh ảo :0 ≤ L <15 cm, ảnh ở vô cực L= 15 cm 
2.       Hệ cho ảnh thật cao gấp 3 lần vật: L = 11 cm 
3.Hệ cho ảnh trùng vò trí vật:  L     1,9 cm (ảnh ảo) 
Bài 5:Một hệ đồng trục : L1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f1=20 cm và L2 là 1 
thấu kính phân ky øcó tiêu cự f2 = -50 cm đặt cách nhau một khoảng L=50 cm. Trước L1 
khác phía với L2, đặt 1vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 một đoạn 
d1=30cm 
1.Xác đònh ảnh cuối cùng A’B’ qua hệ  
2. Giữ AB và L1 cố đònh. Hỏi phần dòch chuyển L2 trong khoảng nào để ảnh của 
AB qua hệ luôn là ảnh thật. 
ĐS:
1. d2’=12,5 cm >0: ảnh thật , k = -2,5 < 0 : ảnh ngược chiều vật 
2. Gọi Lx là khoảng cách giữa L1 và L2 để luôn cho ảnh thật 
 
 
CHỦ ĐỀ 3: MẮT VỀ PHƯƠNG DIỆN QUANG HÌNH HỌC
 
I. SO SÁNH CẤU TẠO QUANG HỌC CỦA MẮT VÀ MÁY ẢNH: 
 
                         MÁY  ẢNH  
                     MẮT  
 
+ Vật kính là TKHT có tiêu cự f  
+ Thuỷ tinh thể là TKHT có tiêu cự  
 

235

hongthamvp@gmail.com                                                                                                 Sưu tầm và biên soạn 
                          là hằng số  
thay đổi được nhờ thay đổi độ cong  
         (Bán kính khơng thay đổi ) 
    (Thay đổi bán kính R )  
1
n
1
1
1
n
1
1




     D =   (  1)(
    D =   (  1)(
f
n'
R1 R 2
f
n'
R1 R 2
(Vật kính của máy ảnh nằm trong khơng khí )  
(Thuỷ tinh thể nằm trong mơi trường có chiết  
 
       suất n  1,33)  
 
+ Màn chắn sáng (Điapham ) có lỗ nhỏ  
+Tròng đen là màn chắn sáng có lỗ nhỏ là con  
  độ lớn thay đổi được    
ngươi, độ lớn của con ngươi cũng thay đổi được 
  
+ Buồng tối là hộp màu đen  
+ Nhãn cầu là buồng tối  
 
+ Phim là màn nhận ảnh thật  
+ Võng mạc là màn nhận ảnh thật  
 
+ Cửa sập 
+Mi mắt 
 
+ Khoảng cách d’ từ quang tâm O  
+ Khoảng cách d’ từ thuỷ tinh thể đến  
từ vật kính tới phim thay đổi được  
võng mạc là khơng đổi (d’  15mm)  
 
+Máy chụp được ảnh rõ nét của vật AB 
+ Mắt thấy được vật AB khi vật này cho qua  
 khi vật này cho qua vật kính một ảnh thật  
thuỷ tinh thể một ảnh thật A’B’  hiện đúng  
A’B’ hiện đúng trên phim  
trên võng mạc và gần điểm vàng  
 
+ Sự điều chỉnh của máy ảnh  
+ Sự điều tiết của mắt  
 
* Tiêu cự f của vật kính khơng đổi  
* Khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc  
 
khơng đổi . 
d.f
d.d'
   Ta có : d’ = 
 
  Ta có : f = 
 
df
d  d'
Nên khi d thay đổi thì d’ cũng thay đổi  
Nên khi d thay đổi thì f cũng thay đổi  
Muốn chụp được ảnh rõ nét ta phải thay đổi  
Nghĩa là mắt phải điều tiết sao cho có thể thấy  
khoảng cách từ vật kính tới phim để khoảng  
được vật ở những khoảng d khác nhau  
cách này trùng với d’ . 
II. MẮT  
   
1. Trạng thái nghỉ :  
 *    Là trạng thái cong tự nhiên bình thường của thuỷ tinh thể nên trạng thái nghỉ của mắt còn gọi 
         là trạng thái chưa điều tiết . 
  + Thuỷ tinh thể của mắt bình thường ở trạng thái nghỉ có tiêu cự là f   15mm có thể thấy được vật ở vơ 
cực . Vì vật này cho ảnh thật trên võng mạc . 
 
2. Trạng thái điều tiết của mắt : 
  + Do khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc khơng đổi , để mắt trơng rõ được các vật ở những vị trí 
khác nhau  , phải thay đổi tiêu cự của thuỷ tinh thể . 
Nghĩa là : Đưa vật lại gần , độ cong thuỷ tinh thể phải tăng lên , 
                 Đưa vật ra xa độ cong thuỷ tinh thể phải giảm xuống . 
Như vậy : Sự thay đổi độ cong của thuỷ tinh thể để làm cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên võng mạc 
gọi là sự điều tiết . 
   
* Điểm cực cận Cc là vị trí của vật gần nhất trên trục chính của mắt mà mắt còn thấy được khi mắt đã điều 
tiết tối đa . Lúc đó tiêu cự thuỷ tinh thể nhỏ nhất  fmin = Om V  (Chóng mỏi mắt )  
  - Khoảng cách từ quang tâm của mắt đến điểm cực cận  Cc  
 

236