Vật lí 9 Bài 42: Thấu kính hội tụ. Lý thuyết, bài tập vận dụng

Thấu kính hội tụ là một loại thấu kính có khả năng tập trung ánh sáng lại vào một điểm tiêu cự. Để các em học sinh có nắm rõ được kiến thức về thấu kính hội tụ. Trong bài viết này, trường cấp 3 Lê Hồng Phong sẽ trình bày tất cả nội dung từ phần tóm tắt lý thuyết tới phần hướng dẫn giải đầy đủ các bài tập trong SGK. Cùng tham khảo ngay nhé.

Lý thuyết về thấu kính hội tụ

1. Đặc điểm 

– Thấu kính hội tụ được làm bằng vật liệu trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng). Phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa.

– Kí hiệu thấu kính hội tụ được biểu diễn như hình vẽ:

– Mỗi thấu kính đều có trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự.

Trên hình vẽ ta quy ước gọi:

(Δ) là trục chính

O là quang tâm

F và F’ lần lượt là tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh

Khoảng cách OF = OF’ = f gọi là tiêu cự của thấu kính.

2. Đường truyền của một số tia sáng qua thấu kính hội tụ

– Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính.

– Đường truyền của một số tia sáng đặc biệt:

+ Tia tới qua quang tâm cho tia ló tiếp tục truyền thẳng.

+ Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh F’.

+ Tia tới qua tiêu điểm vật F cho tia ló song song với trục chính.

Bài tập vận dụng sách giáo khoa

Bài C1 – 113 SGK Vật Lý 9:

Chùm tia khúc xạ ra khỏi thâu kính có đặc điểm gì mà người ta gọi nó thấu kính hội tụ?

Lời giải:

Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có đặc điểm là chùm hội tụ tại một điểm.

Bài C2 – 113 SGK Vật Lý 9:

Hãy chỉ ra tia tới, tia ló trong thí nghiệm ở hình 42.2.

Lời giải:

Tia tới và tia ló được chỉ ra như trên hình vẽ 42.2a

Bài C3 – 114 SGK Vật Lý 9:

Tìm hiểu, so sánh độ dày phần rìa so với phần giữa của thấu kính hội tụ dùng trong thí nghiệm.

Lời giải:

Phần rìa mỏng hơn phần giữa trong thấu kính hội tụ.

Bài C4 – 114 SGK Vật Lý 9:

Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 SGK và cho biết, trong ba tia sáng tới thấu kính, tia nào qua thấu kính truyền thẳng không bị đổi hướng? Tìm cách kiểm tra điều này.

Lời giải:

Trong ba tia sáng tới thấu kính, tia ở giữa truyền thẳng, không bị đổi hướng. Dùng thước thẳng kiểm tra đường truyền của tia sáng đó.

Bài C5 – 114 SGK Vật Lý 9:

Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 SGK và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia nào? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này trên hình 42.4.

Lời giải:

Điểm hội tụ F của chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính, nằm trên đường chứa tia giữa.

Biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trên hình 42.4a.

Bài C6 – 114 SGK Vật Lý 9:

Vẫn thí nghiệm trong câu 5, nếu chiếu chùm tia tới vào mặt bên kia của thấu kính thì chùm tia ló có đặc điểm gì?

Lời giải:

Khi đó chùm tia ló vẫn hội tụ tại một điểm trên trục chính (điểm F).

Bài C7 – 115 SGK Vật Lý 9:

Trên hình 42.6 SGK có vẽ thấu kính hội tụ, quang tâm O, trục chính Δ, hai tiêu điểm F và F’, các tia tới 1, 2, 3. Hãy vẽ tia ló của các tia này.

Lời giải:

Đường truyền của ba tia sáng được thể hiện trên hình 42.6a.

+ Tia tới (1) là tia đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua tiêu điểm F’

+ Tia tới (2) là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

+ Tia tới (3) là tia đi qua tiêu điểm nên cho tia ló đi song song với trục chính.

Bài C8 – 115 SGK Vật Lý 9:

Trả lời câu hỏi bạn Kiên nêu ra ở phần mở bài.

Lời giải:

Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa. Nếu chiếu một chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính.