Công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu

Câu hỏi: 

Viết công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức này.

Trả lời

Công thức về thấu kính:

f  > 0: thấu kính hội tụ

f < 0: thấu kính phân kì

d > 0: vật thật ; d < 0 vật ảo

d’ > 0: ảnh thật; d’ < 0: ảnh ảo

d’ > 0 và d > 0 : vật thật, ảnh thật

⇒ k < 0 : vật và ảnh ngược chiều

d’ < 0 và d > 0 : vật thật, ảnh ảo

⇒ k > 0: vật và ảnh cùng chiều

Cùng Top lời giải tìm hiểu về thấu kính và công thức 

1. Các khái niệm cơ bản của thấu kính:

- Quang tâm O: là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.

- Trục chính của thấu kính: là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.

- Tiêu điểm của thấu kính: là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.

- Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính

- Tiêu diện: là mặt phẳng chứa tất cả các tiêu điểm của thấu kính.

2. Phân loại thấu kính:

a. Thấu kính hội tụ (thấu kính rìa mỏng): được giới hạn bởi 2 mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng có phần rìa phía ngoài mỏng.
 
Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng tụ lại một điểm nên thấu kính rìa mỏng được gọi là thấu kính hội tụ

b. Thấu kính phân kỳ (thấu kính rìa dày): là loại thấu kính được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong phía rìa bên ngoài thấu kính dày
 
Chùm sáng song song đi qua thấu kính rìa mỏng bị phân tách ra theo các hướng khác nhau nên thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kỳ.

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

a.Qui ước dấu:

- Thấu kính hội tụ: f > 0

- Thấu kính phân kỳ: f < 0

- ảnh là thật: d’ > 0

- ảnh là ảo: d’ < 0

- vật là thật: d > 0

– Tiêu diện:

+ Tiêu diện vật: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật

+ Tiêu diện ảnh: mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh

– Tiêu điểm phụ:

+ Các tiêu điểm vật phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện vật vuông góc với trục chính tại F.

+ Các tiêu điểm ảnh phụ ở trên mặt phẳng tiêu diện ảnh vuông góc với trục chính tại F’.

b. Công thức số phóng đại của thấu kính

Qui ước dấu:

+ k > 0: ảnh và vật cùng chiều

+ k < 0: ảnh và vật là ngược chiều

c. Công thức tính độ tụ của thấu kính

Trong đó:

+ n: chiết suất của chất làm thấu kính

+ R1; R2: bán kính của các mặt cong (R = ∞ cho trường hợp mặt phẳng) (m)

+ D: độ tụ của thấu kính (dp đọc là điốp)

+ f: tiêu cự của thấu kính (m)

4. Chứng minh công thức thấu kính hội tụ

– Xét trường hợp vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ.

+ d = OA: khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính

+ d’ = OA’: khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính

+ f = OF = OF’: tiêu cự của thấu kính

+ A’B’: chiều cao của ảnh

+ AB: chiều cao của vật

a.Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật

b.Trường hợp vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo

c.Chứng minh công thức thấu kính phân kỳ

5. Ứng dụng của thấu kính:

- Khắc phục các tật của mặt (cận thị, viễn thị, lão thị)

- Dùng để chế tạo kính lúp

- Dùng để chế tạo kính hiển vi

- Dùng để chế tạo kính thiên văn, ống nhòm

- Dùng trong ống kính của máy ảnh, camera

- Sử dụng trong các máy phân tích quang phổ