Vật lý 9: Sự tạo ảnh trong máy ảnh. Lý thuyết và bài tập vận dụng

Sự tạo ảnh trong máy ảnh là quá trình ánh sáng được thu vào qua ống kính, đi qua khẩu độ và được chiếu lên bề mặt cảm biến hoặc phim ảnh. Ánh sáng này tạo ra hình ảnh của vật thể được chụp dựa trên cấu trúc quang học của ống kính và quy trình thu nhận ánh sáng trên cảm biến hoặc phim để tạo ra bức ảnh cuối cùng. Bài viết này của THPT Lê Hồng Phong sẽ đưa các em đi tìm hiểu chi tiết về sự tạo ảnh trong máy ảnh và làm một số bài tập vận dụng.

Lý thuyết về sự tạo ảnh trong máy ảnh

1. Cấu tạo của máy ảnh

Máy ảnh là một dụng cụ dùng để thu ảnh một vật mà ta muốn chụp trên một phim.

• Hai bộ phận chính của máy ảnh là vật kính và buồng tối. Vật kính là một thấu kính hội tụ, trong buồng tối có lắp phim (đóng vai trò là màn) để thu ảnh của vật trên đó.
• Trong các máy ảnh kĩ thuật số hiện nay, tấm cảm biến thay cho phim, lưu hình ảnh vào các thẻ nhớ trong máy.

2. Ảnh của một vật trên phim

Ảnh của vật trên phim luôn là ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật.

Lưu ý: Để thu ảnh rõ nét trên phim cần điều chỉnh khoảng cách từ vật kính đến phim.

Phương pháp giải bài tập về sự tạo ảnh trong máy ảnh

1. Cách vẽ ảnh của một vật trên phim

Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ nên cách vẽ ảnh của vật cũng giống như vẽ ảnh trong thấu kính hội tụ.

2. Cách xác định khoảng cách từ vật kính đến phim (từ thấu kính đến ảnh) hay từ vật đến vật kính hay tiêu cự của vật kính.

– Vẽ ảnh của vật qua máy ảnh.

– Dựa vào tính chất của tam giác đồng dạng để tính khoảng cách từ vật kính đến phim

Dựa vào công thức của thấu kính  để tính khoảng cách từ vật kính đến phim. Lưu ý f và d’ luôn mang dấu (+) vì ảnh luôn là ảnh thật.

Bài tập về sự tạo ảnh trong máy ảnh

Bài C1 – 126 SGK Vật Lý 9:

Ảnh của vật trên tấm kính mờ (đóng vai trò của phim) là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật? To hay nhỏ hơn vật?

Lời giải:

Ảnh của vật trên tấm kính là ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.

Bài C2 – 126 SGK Vật Lý 9:

Hiện tượng nào em quan sát được chứng tỏ vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ?

Lời giải:

Hiện tượng thu được ảnh trên phim chứng tỏ vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ. Ảnh thu được trên phim là ảnh thật. Còn thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo.

Bài C3 – 127 SGK Vật Lý 9:

Vẽ ảnh của một vật có dạng một đoạn thẳng, đặt vuông góc với trục chính của vật kính (hình 47.4). Trong hình này: AB là vật, O là quang tâm của vật kính, PQ là vị trí đặt màn hứng ảnh, khoảng cách từ vật đến vật kính là 2m, từ màn hứng ảnh đến vật kính là 5cm. Hình vẽ không cần đúng tỉ lệ.

Lời giải:

Ta có thể vẽ ảnh của vật AB như sau: (hình 47.4a)

– Kẻ tia sáng từ B qua quang tâm O truyền thẳng tới cắt phim PQ tại ảnh B’ của B.

– Từ B kẻ tia BI song song với trục chính cho tia ló IB’. Tia ló này cắt trục chính tại tiêu điểm F’.

– Hạ B’ vuông góc với trục chính thì A’B’ là ảnh của AB tạo bởi vật kính.

Bài C6 – 127 SGK Vật Lý 9:

Một người cao l,6m được chụp ảnh và đứng cách vật kính của máy ảnh là 3m. Phim cách vật kính 6cm. Hỏi người ấy trên phim cao bao nhiêu xentimet?

Lời giải:

Ký hiệu người là AB, ảnh của người trên phim là A’B’, vật kính máy ảnh đặt tại O. Ta có: AO = 3m = 300cm; A’O = 6cm; AB = 1,6m = 160cm.

Xét cặp tam giác ΔA’B’O ~ ΔABO nên ta có: 

⇒ Chiều cao của người đó trên phim là: