Giải vật lí 9 bài 43: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài

Giải câu 1,2: Bố trí thí nghiệm như hình 43.2...

Bố trí thí nghiệm như hình 43.2.

Cả vật và màn đều được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự khoảng 12cm

a) Đặt vật ngoài khoảng tiêu cự

C1. Đặt vật ở xa thấu kính và màn ở sát thấu kính. Từ từ dịch chuyển mà ra xa thấu kính cho đến khi xuất hiện ảnh rõ nét của vật trên màn, đó là ảnh thật. Ảnh thật cùng chiều hay ngược chiều so với vật ? 

C2. Dịch vật vào gần thấu kính hơn. Tiến hành thí nghiệm như trên, có thu được ảnh trên màn nữa không ? Ảnh thật hay ảo ? Ảnh cùng chiều hay ngược chiều với vật ?

C1. Ảnh thật ngược chiều với vật.

C2. Dịch vật lại gần thấu kính hơn, vẫn thu được ảnh thật ngược chiều với vật 

Giải câu 3: Đặt vật trong khoảng tiêu cự...

b) Đặt vật trong khoảng tiêu cự

Hãy chứng tỏ rằng không hứng được ảnh của vật ở trên màn. Hãy quan sát ảnh của vật qua thấu kính và cho biết đó là ảnh thật hay ảnh ảo, cùng chiều hay ngược chiều, lớn hơn hay nhỏ hơn vật

Đặt vật trong khoảng tiêu cự và màn ở sát thấu kính, từ từ di chuyển màn ra xa thấu kính, không thấy ảnh hiện trên màn. Như vậy không hứng được ảnh của vật trên màn.

Quan sát ảnh của vật qua thấu kính, ta thấy ảnh là ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật

Giải câu 4: Hãy dựng ảnh S' của điểm sáng S...

Hãy dựng ảnh S' của điểm sáng S trên hình 43.3

Giải câu 5: Vật sáng AB được đặt vuông góc...

Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trụ chính. Hãy dựng ảnh A'B' của AB và nhận xét đặc điểm của ảnh A'B' trong hai trường hợp:

+ Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm (hình 43.4a)

+ Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm (hình 43.3b)

+ Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm

Vì d > f = 12cm, nên ảnh A'B' là ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật

+Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm 

Vì d < f = 12cm nên ảnh A'B' là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

Hướng dẫn giải các bài tập cuối bài

Câu 6: Vận dụng kiến thức hình học, hãy tính...

Vận dụng kiến thức hình học, hãy tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong cả hai trường hợp ở C5. Cho biết vật AB có chiều cao h = 1cm.

a) Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm

Ta có OA = d = 36cm, OF = OF'= 12cm, AB = h = 1cm

$\Delta$BOA   $\Delta$B'OA' , $\Delta$KOF'   $\Delta$B'A'F'

=> $\frac{OA}{OA'}=\frac{BA}{B'A'}$ và $\frac{OK}{A'B'}=\frac{OF'}{A'F'}$

$\Leftrightarrow$ $\frac{36}{OA'}=\frac{1}{A'B'}$ và $\frac{1}{A'B'}=\frac{12}{A'F'}$ ( OK = AB = 1cm)

$\Leftrightarrow$ OA' = 3.A'F'

Mà OF' + A'F' = OA' => OA' = $\frac{3}{2}$. OF' =  $\frac{3}{2}$.12 = 18 (cm)

=> A'B' = $\frac{OA'}{36}$ = $\frac{18}{36}$ = 0,5 (cm)

Vậy khoảng cách từ ảnh đến thấu kính bằng 18cm, ảnh có chiều cao bằng 0,5cm

b) Vật AB cách thấu kính một khoảng cách d = 8cm

Ta có OA = d = 8cm, OF = OF' = 12cm, AB = 1cm

$\Delta$OBA    $\Delta$OB'A', $\Delta$B'BK    $\Delta$B'OF'

$\Leftrightarrow$ $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{OB}{OB'}=\frac{OF'-BK}{OF'}$=$\frac{OF'-OA}{OF'}$

$\Leftrightarrow$  $\frac{AB}{A'B'}=\frac{OA}{OA'}=\frac{12-8}{12}=\frac{1}{3}$

=> A'B' = 3cm; O'A' = 8.3 = 24cm

Vậy khoảng cách từ ảnh đến thấu kính bằng 24cm, chiều cao của ảnh bằng 3cm

Câu 7: Trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài...

Trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài:" Một thấu kính hội tụ được đặt sát vào mặt trang sách. Hãy quan sát hình ảnh dòng chữ qua thấu kính. Hình ảnh dòng chữ thay đổi như thế nào khi từ từ dịch chuyển thấu kính ra xa trang sách"

Dịch chuyển thấu kính ra xa trang sách, ảnh của dòng chữ qua thấu kính cùng chiều và to hơn dòng chữ quan sát trực tiếp bằng mắt . Đó là ảnh ảo của dòng chữ tạo bởi thấu kính hội tụ khi dòng chữ nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Khi dòng chữ nằm ngoài khoảng tiêu cự của kính, ảnh của dòng chữ ngược chiều với dòng chữ quan sát trực tiếp bằng mắt. Đó là ảnh thật của dòng chữ.