Thấu kính hội tụ là gì? Đặc điểm, cách vẽ và công thức tính chi tiết (Vật lý 9)

Thấu kính hội tụ là một phần kiến ​​thức về thấu kính mà học sinh sẽ học trong chương trình Vật lý 9. Vậy để hiểu rõ hơn về kiến ​​thức này từ các khái niệm, đặc điểm, cách vẽ, công thức tính toán,… Hãy cùng Nguyễn Tất Thành tìm hiểu rõ hơn trong bài viết sau.

Thấu kính hội tụ là gì?

Theo định nghĩa về quang học, thấu kính là một thiết bị quang học dùng để hội tụ hoặc phân kỳ các chùm ánh sáng khác nhau. Trong bối cảnh rộng hơn, thấu kính quang học là thấu kính hoạt động với ánh sáng và sử dụng các kỹ thuật truyền thống.

Bạn đang xem: Thấu kính hội tụ là gì? Đặc điểm, cách vẽ và công thức tính chi tiết (Vật lý 9)

Vậy thấu kính hội tụ tạo ra ảnh gì? Không giống như thấu kính phân kỳ, thấu kính hội tụ là thấu kính trong suốt, có viền mỏng hơn ở giữa. Chúng thường được giới hạn bởi hai hình cầu hoặc một mặt phẳng và một hình cầu.

Đây là thấu kính mà chùm tia sáng sau khi đi qua kính sẽ hội tụ tại một điểm.

Đặc điểm của thấu kính hội tụ

Đặc điểm của thấu kính hội tụ bao gồm:

Tia sáng qua lăng kính

• Tia sáng tới thấu kính gọi là tia tới, tia ló ra là tia khúc xạ khỏi thấu kính.

• Khi tia tới tới quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới.

• Nếu tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm.

• Tia tới đi qua tiêu điểm và ló ra song song với trục chính.

Dạng thấu kính hội tụ

Một thấu kính hội tụ được giới hạn bởi hai bề mặt hình cầu (một trong số đó có thể phẳng). Các cạnh bên ngoài sẽ mỏng hơn ở giữa.

Vật liệu dùng làm thấu kính hội tụ

Có nhiều chất liệu có thể dùng để chế tạo thấu kính hội tụ. Thông thường nó được làm từ vật liệu trong suốt, điển hình là nhựa hoặc thủy tinh.

1. Thấu kính nhựa

Đây là chất liệu tốt nhất để tạo ra thấu kính hội tụ vì dễ dàng sử dụng cho mọi vật thể. Tròng kính làm bằng nhựa còn được gọi là thủy tinh hữu cơ. Loại này thường được dùng làm kính cho trẻ em hay khi chơi thể thao vì tính thoải mái, nhẹ nhàng và khả năng chống vỡ cực cao.

2. Thấu kính thủy tinh

Tròng kính được làm bằng thủy tinh khoáng tự nhiên chất lượng tốt, được phân loại cực kỳ chuyên nghiệp và là tiêu chuẩn cho các sản phẩm này. Với loại tròng kính này, người tiêu dùng sẽ ít tốn kém hơn so với kính nhựa, đặc biệt chúng có khả năng chống trầy xước cực tốt và phù hợp với những trường hợp loạn dưỡng nặng.

Cách nhận biết thấu kính hội tụ

Để có thể nhận biết thấu kính hội tụ, bạn có thể tham khảo 3 cách dưới đây.

• Dùng tay để nhận biết chúng bằng độ dày của tâm và độ dày của các cạnh. Nếu cạnh của thấu kính mỏng hơn tâm thì đó là thấu kính hội tụ.

• Hướng ống kính gần vào văn bản trên cuốn sách. Nếu một thấu kính có thể làm cho văn bản nhìn qua thấu kính lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp trên sách thì đó là thấu kính hội tụ.

• Dùng thấu kính để thu ánh sáng. Dùng thấu kính để hứng ánh sáng của một ngọn đèn đặt xa trên màn hình. Nếu chùm sáng đó hội tụ trên màn thì đó là thấu kính hội tụ.

Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính hội tụ

Dưới đây là những khái niệm xung quanh thấu kính hội tụ cần ghi nhớ

Trục chính của thấu kính hội tụ

Trục chính của thấu kính hội tụ là tia ló có thể truyền thẳng qua vật và không đổi hướng khi đi qua thấu kính.

Quang tâm của thấu kính hội tụ

Đối với thấu kính hội tụ, quang tâm là điểm mà mọi tia sáng tới điểm này đều có thể truyền thẳng và không đổi hướng. Quang tâm được ký hiệu là O.

Tiêu điểm của thấu kính hội tụ

Tiêu điểm của thấu kính hội tụ được ký hiệu là F. Chúng có chùm tia sáng hội tụ tại một điểm và có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính.

Hệ truyền của ba tia sáng đặc biệt như sau:

• Khi tia tới đi qua quang tâm O thì tia ló truyền thẳng.

• Tia tới sẽ song song với trục chính thì cho tia ló đi qua tiêu điểm F’

• Tia tới đi qua tiêu điểm F có tính chất song song với trục chính.

Tiêu cự của thấu kính hội tụ

Với tiêu cự của thấu kính hội tụ, đây là khoảng cách từ tiêu điểm F của thấu kính đến quang tâm O của thấu kính, ký hiệu là f và đo bằng cm.

GIÚP CON HỌC TOÁN KẾT HỢP VỚI TIẾNG ANH SIÊU TIẾT KIỆM CHỈ TRONG MỘT ỨNG DỤNG MONKEY TOÁN. VỚI NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐA PHƯƠNG PHÁP GIÚP TRẺ PHÁT TRIỂN TƯ DUY NÃO VÀ NGÔN NGỮ TOÀN DIỆN CHỈ VỚI 2K/NGÀY.

Cách vẽ thấu kính hội tụ

Để có thể vẽ được thấu kính hội tụ chúng ta cùng tìm hiểu các bước vẽ dưới đây:

• Vẽ trục chính theo chiều ngang và ký hiệu là (△).

• Cho thấu kính vuông góc với trục chính. Điểm đi qua quang tâm được ký hiệu là (O).

• Có một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ. Tiêu điểm chính là chùm tia hội tụ tại một điểm trên trục chính.

• Tiêu điểm chính là hai điểm nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng và đối xứng với tiêu điểm F ở phía này, chúng ta có tiêu điểm F’ ở phía bên kia của thấu kính.

Bạn có thể tham khảo hình vẽ bên dưới:

Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ

Khoảng cách từ vật đến thấu kính (d)	Đặc điểm hình ảnh
	Xem thêm : Trả lời tại sao cai sữa đã lâu mà vẫn còn sữa? – Tình trạng bình thường hay biểu hiện bệnh lý? Vị trí ảnh (d’) (CO = C’O = 2OF)	Thuộc tính hình ảnh
Vật ở rất xa thấu kính	d’ = CỦA’	ảnh thật
d > 2 f	ảnh tại F’C’	Ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật
d = 2f	ảnh tại C’ (với OC’ = 2OF)	Hình ảnh thực tế của con người tương tác với đồ vật và ngang bằng với đồ vật
f = d	từ C’ đến ∞	Ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật
d = f	trong ∞	Không được phép chụp ảnh
d	trước ống kính	Ảnh ảo cùng hướng với vật và lớn hơn vật

Để dựng ảnh A’B’ của đoạn AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính và điểm A nằm trên trục chính △), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, từ đó tạo ra B ‘ vuông góc với trục chính △ thì ta sẽ được ảnh A’ của A.

Công thức thấu kính hội tụ

Công thức liên hệ vị trí của vật, vị trí của ảnh và tiêu cự của thấu kính

Quy ước ký hiệu:

• Thấu kính hội tụ: f > 0

• Thấu kính phân kì: f

• Ảnh thật: d’ > 0

• Ảnh ảo đấy :d’

• Đối tượng là thực: d > 0

Công thức phóng đại của thấu kính:

Quy ước ký hiệu:

Công thức tính độ ngưng tụ của thấu kính:

Trong đó:

• Xem thêm : Mách bố mẹ những cách học toán lớp 2 hiệu quả dành cho con ngay tại nhà

  n: chiết suất của vật liệu thấu kính

• D: sự ngưng tụ của thấu kính

• f: tiêu cự của thấu kính (m)

• R1; R2: bán kính bề mặt cong (R = ∞ đối với bề mặt phẳng) (m)

Ứng dụng của thấu kính hội tụ trong đời sống

Còn thấu kính hội tụ thì chúng được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau trong đời sống. Một số ứng dụng bao gồm:

• Thay đổi chùm sáng từ song song sang hội tụ.

• Được sử dụng làm vật kính và thị kính trong kính hiển vi hoặc kính thiên văn.

• Dùng làm kính trong máy ảnh.

• Dùng làm kính lúp.

• Dùng làm kính để điều trị viễn thị và lão thị.

• Đôi khi thấu kính hội tụ còn được sử dụng trong nhiều tình huống khẩn cấp như tạo ra hỏa hoạn.

Xem thêm: Thấu kính phân kỳ là gì? Ảnh của một vật qua thấu kính phân kỳ có đặc điểm gì? (Vật lý 9)

Một số bài tập về thấu kính hội tụ lớp 9

Câu 1: Thấu kính hội tụ có đặc điểm biến các tia tới song song thành chùm tia nào?

A. Chùm tia phản xạ.

B. Chùm tia sáng hội tụ.

C. Chùm tia ló phân kỳ.

D. Các dầm nổi song song khác.

Câu 2: Khi nào tia tới đi qua quang tâm của thấu kính hội tụ thì ló ra?

A. Đi qua tiêu điểm và đi qua quang tâm

B. Song song với trục chính và đi qua tiêu điểm

C. Truyền thẳng theo phương tia tới

D. Có một đường kéo dài đi qua tiêu điểm

Câu 3: Người ta thường dùng vật liệu gì để chế tạo thấu kính?

A. Kính trong

B. Nhựa đục

C. Nhôm

D. Nước

Câu 4: Phát biểu nào sau đây đúng về thấu kính hội tụ?

A. Trục chính của thấu kính là một đường thẳng có độ dài vô hạn.

B. Quang tâm của thấu kính cách đều hai tiêu điểm.

C. Tiêu cự của thấu kính phụ thuộc vào diện tích của thấu kính.

D. Khoảng cách giữa hai tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính.

Câu 5: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10cm.

a) Tạo ảnh của vật qua thấu kính

b/ Xác định kích thước và vị trí của ảnh

Câu 6: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 10cm. Thấu kính có tiêu cự 15cm.

a) Tạo ảnh của vật qua thấu kính

b/ Xác định kích thước và vị trí của ảnh

Câu 7: Một vật sáng AB có hình dạng như mũi tên đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh thật cao 12 cm, cách thấu kính 30 cm. Thấu kính có tiêu cự 10cm.

Xác định kích thước và vị trí của vật

Câu 8: Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ thì cho ảnh thật. Hãy chứng minh các công thức thấu kính và .

Câu 9: Cho biết Δ là trục chính của thấu kính, S là điểm sáng, S’ là ảnh của S do thấu kính tạo ra.

a) S’ là ảnh thật hay ảnh ảo?

b) Thấu kính đã cho là gì?

c) Vẽ hình và chỉ ra cách dựng hình đó.

Câu 10: Đặt một vật sáng AB cao 1 cm trước thấu kính hội tụ và cách thấu kính 15 cm thì ảnh thật cao 0,6 cm.

Một. Vẽ tranh

b. Tính tiêu cự của thấu kính và khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

Trên đây là toàn bộ những kiến ​​thức về Thấu kính hội tụ là gì? Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ có đặc điểm gì? (Vật lý 9) do Nguyễn Tất Thành biên soạn. Hy vọng những kiến ​​thức này sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập và khám phá của mình. Ngoài ra, hãy theo dõi phần kiến ​​thức cơ bản để tìm hiểu những thông tin thú vị về các môn học khác.

Nguồn: https://truongnguyentatthanh.edu.vn
Danh mục: Giáo dục