Thấu kính hội tụ là gì? Cách nhận biết thấu kính hội tụ (Vật lý 9)

Trong chương trình Vật Lý 9, các em sẽ gặp rất nhiều bài học về thấu kính. Qua đây, các em không chỉ biết về các loại thấu kính mà còn hiểu thêm về công dụng, đặc điểm và ứng dụng của chúng.

Trong bài viết này, manta.edu.vn sẽ cùng các bạn tìm hiểu những kiến thức về thấu kính hội tụ chi tiết nhất!

Thấu kính hội tụ là gì?

Trước khi tìm hiểu về thấu kính hội tụ, bạn nên biết một chút về thấu kính.

Trong định nghĩa 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 với các kỹ thuật truyền thống.

Vậy thấu kính hội tụ là gì? Thấu kính hội tụ là một thấu kính màu trong suốt, có phần rìa mỏng hơn phần giữa. Chúng thường được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.

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

Đặc điểm của thấu kính hội tụ

Các đặc điểm của thấu kính hội tụ bao gồm:

Tia sáng qua thấu kính

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

• Khi tia tới quang tâm thì tia phản xạ tiếp tục truyền ngược với phương của tia tới.

• Tia tới song song với trục chính sẽ ló qua tiêu điểm.

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

Hình dạng của thấu kính hội tụ

Một thấu kính hội tụ được giới hạn bởi hai mặt cầu (một mặt cầu có thể là mặt phẳng). Viền ngoài sẽ mỏng hơn ở giữa.

Vật liệu dùng để chế tạo thấu kính hội tụ

Có nhiều vật liệu có thể dùng để chế tạo thấu kính hội tụ.

Thông thường nó được làm từ chất liệu trong suốt điển hình là nhựa hoặc thủy tinh.

ống kính nhựa

Đây là vật liệu tốt nhất để làm thấu kính hội tụ vì nó dễ sử dụng cho mọi đối tượng. Tròng kính làm bằng nhựa còn được gọi là thủy tinh hữu cơ. Đối với loại này thường được sử dụng trong việc làm mắt kính cho trẻ em hoặc khi chơi thể thao bởi sự thoải mái cũng như nhẹ cũng như khả năng chống vỡ cực cao.

ống kính thủy tinh

Những thấu kính này được làm bằng thủy tinh khoáng tự nhiên chất lượng tốt, được phân loại chuyên nghiệp và là tiêu chuẩn cho những sản phẩm này. Với loại tròng này, người tiêu dùng sẽ đỡ tốn kém hơn so với loại dùng tròng nhựa, đặc biệt chúng có khả năng chống xước cực cao và phù hợp với những trường hợp bị 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 sau .

• Hãy dùng tay để xác định chúng bằng độ dày của tâm và độ dày của các cạnh. Nếu phần rìa của thấu kính mỏng hơn phần giữa thì đó là thấu kính hội tụ.

• Đưa ống kính lại gần văn bản trên sách. Nếu thấu kính có thể làm cho chữ nhìn qua thấu kính lớn hơn nhìn trực tiếp trên sách thì đó là thấu kính hội tụ.

• Sử dụng một ống kính thu ánh sáng. Dùng một thấu kính hứng ánh sáng của một đèn ở xa trên màn. Nếu chùm sáng 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 bị 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 bị lệch. Quang tâm được ký hiệu là O.

Tiêu điểm của thấu kính hội tụ

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

Hệ thống truyền ba tia sáng đặc biệt như sau:

• Khi tia tới đi qua quang tâm O thì tia phản xạ sẽ truyền theo đường thẳng.

• Tia tới song song với trục chính rồi cho tia phản xạ đi qua tiêu điểm F’

• Tia tới qua tiêu điểm F thì song song với trục chính.

Tiêu cự của thấu kính hội tụ

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

Cách vẽ thấu kính hội tụ

Để có thể vẽ thấu kính hội tụ, các em hãy cùng tìm hiểu các bước vẽ dưới đây:

• Vẽ trục chính nằm ngang ký hiệu là (△).

• Dựng thấu kính vuông góc với trục chính. Điểm đi qua quang tâm kí hiệu là (O).

• Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ. Tiêu điểm chính là chùm tia ló 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 một bên, ta có tiêu điểm F’ ở bên kia thấu kính.

Bạn có thể tham khảo hình bên dưới:

Ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ

Khoảng cách từ vật đến thấu kính (d)

Đặc điểm của ảnh

Vị trí hình ảnh (d’)

(CO = C’O = 2OF)

Thuộc tính hình ảnh

Vật ở rất xa thấu kính

d’ = OF’

hình ảnh thật

d > 2f

ảnh tại F’C’

Ảnh thật ngược chiều vật và nhỏ hơn vật

d = 2f

ảnh tại C’ (với OC’ = 2OF)

Ảnh thật của người với vật và vật

f = d < 2 f

từ C’ đến

Ảnh thật ngược chiều vật và lớn hơn vật

d = f

Trong

không có ảnh

d < f

trước ống kính

ảnh ảo, cùng chiều 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 đặc biệt, do đó hạ B ‘ vuông góc với trục chính △ thì ta được ảnh A’ của A.

Công thức thấu kính hội tụ

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

Ước dấu:

• Thấu kính hội tụ: f > 0

• Thấu kính phân kỳ: f < 0

• Hình ảnh là thật: d’ > 0

• Ảnh là ảo: d’ < 0

• Đối tượng là có thật: d > 0

Công thức độ phóng đại của thấu kính

Ước dấu:

• Ảnh và vật cùng chiều: k > 0

• Ảnh và vật ngược chiều nhau: k < 0

Công thức tính độ ngưng tụ của thấu kính

Phía trong:

• n: chiết suất của vật liệu làm thấu kính

• D: thấu kính hội tụ

• f: tiêu cự của thấu kính (m)

• R1; R2: bán kính của các mặt cong (R = đối với trường hợp mặt phẳng) (m)

Ứng dụng của thấu kính hội tụ trong đời sống

Còn đối với thấu kính hội tụ, chúng được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong cuộc sống. Một số ứng dụng bao gồm:

• Thay đổi chùm sáng song song thành chùm sáng hội tụ.

• Dùng làm vật kính và thị kính trong kính hiển vi hoặc kính thiên văn.

• Được sử dụng như một ống kính máy ảnh.

• Sử dụng như một kính lúp.

• Dùng làm kính điều chỉnh tật viễn thị, viễn thị.

• Đôi khi thấu kính hội tụ cũng được sử dụng trong nhiều trường hợp khẩn cấp như tạo ra đám cháy.

Một số bài tập thấu kính hội tụ lớp 9

Câu 1: Một thấu kính hội tụ biến chùm tia tới song song thành chùm tia nào?

A. Tia phản xạ.

B. Chùm hội tụ.

C. Chùm tia phân kì.

D. Một loe sáng song song khác.

Đáp án: B. Chùm hội tụ.

Câu 2: Khi tia tới đi qua quang tâm của một thấu kính hội tụ cho tia phản xạ?

A. Đi qua tiêu điểm và đi qua quang tâm

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

C. Phương truyền thẳng theo phương của tia tới

D. Có một đường kéo dài qua tiêu điểm

Đáp án: C. Phương truyền thẳng theo phương của tia tới

Câu 3 : Vật liệu nào thường được dùng để chế tạo thấu kính?

A. Kính trong

B. Nhựa mờ đục

C. Nhôm

D. Nước

Đáp án: A. Kính trong

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

A. Trục chính của thấu kính là một đoạn thẳng bất kỳ dài vô hạn.

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

C. Tiêu điểm 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.

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

Trên đây là toàn bộ kiến thức về Thấu kính hội tụ là gì? Ảnh qua thấu kính hội tụ có đặc điểm gì? (Vật Lý 9) do manta.edu.vn biên soạn. Hi vọng những kiến thức này sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình tìm hiểu và học tập. Ngoài ra, mời các bạn theo dõi chuyên mục kiến thức cơ bản để biết thêm những thông tin thú vị về các môn học khác.