Lý thuyết Thấu kính mỏng Vật lý 11 chuẩn nhất

Thấu kính mỏng là một bài trong chương trình Vật lý 11. xin gửi tới các bạn bài tóm tắt lý lý thuyết và các dạng bài tập Thấu kính mỏng Vật lý 11 ngắn gọn và chi tiết nhất.

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Thấu kính mỏng là gì?

a, Định nghĩa thấu kính mỏng

- Thấu kính mỏng là thấu kính hay một khối chất có dạng trong suốt, giới hạn bởi một mặt cong và một mặt phẳng hoặc hai mặt cong.

- Tâm của hai cầu mối với nhau bởi các đường thẳng gọi là trục chính.Quang tâm thấu kính là điểm giao của trục chính với thấu kính. Khi đi qua tâm thì bất kỳ tia sáng nào cũng truyền thẳng.

b, Phân loại thấu kính

- Thấu kính dạng lồi, rìa mỏng được gọi là thấu kính hội tụ. Nếu chùm tia tới là song song trong thấu kính hội tụ thì tạo ra chùm tia ló là chùm hội tụ.

- Thấu kính dạng lõm, rìa dày được gọi là thấu kính phân kỳ. Nếu chùm tia tới là song song trong thấu kính phân kì thì tạo ra chùm tia ló là chùm phân kỳ.

2. Đặc điểm thấu kính mỏng

- Tiêu điểm ảnh chính hay tiêu điểm ảnh là một điểm nằm trên trục chính, được cho ảnh bởi chùm tia sáng tới song song trục chính. Với thấu kính hội tụ, tiêu điểm ảnh chính là thật và ngược lại với thấu kính phân kì là ảo.

- Qua quang tâm, tiêu điểm và các tiêu điểm vật đối xứng với nhau.

- Tại tiêu điểm vật, trục chính vuông góc với mặt phẳng gọi là tiêu diện vật. Tại tiêu điểm ảnh, trục chính vuông góc với tiêu điểm ảnh gọi là tiêu diện ảnh. Tiêu điểm ảnh phụ hoặc tiêu điểm vật phụ là giao của tiêu diện ảnh hoặc tiêu diện vật với một trục phụ bất kỳ.

- Tia ló hoặc đường kéo dài của tia ló đi qua tiêu điểm ảnh phụ của nó nếu một trục phụ song song với chùm tia tới hay nói cách khác là tiêu diện ảnh và tia tới song song với giao điểm của trục phụ.

3. Qua thấu kính mỏng dựng ảnh như thế nào?

a, Với trường hợp trục chính chứa điểm sáng

- Từ điểm sáng, chọn hai tia tới trong đó một tia bất kỳ và một tia đi qua quang tâm.

- Ứng với hai tia tới ấy, hai tia ló được xác định.

=> Vị trí ảnh của điểm sáng là điểm cắt nhau của hai tia ló hoặc giao của đường kéo dài hai tia.

b, Với trường hợp trục chính không chứa điểm sáng

- Từ điểm sáng, chọn hai tia tới (nên chọn trường hợp đặc biệt)

- Ứng với hai tia tới, xác định hai tia ló.

=> Vị trí ảnh của điểm sáng là điểm cắt nhau của hai tia ló hoặc giao của đường kéo dài hai tia.

4. Phân loại trường hợp ảnh tạo bảo thấu kính.

5. Một số công thức cơ bản và quan trọng của thấu kính mỏng.

\(f\) là kí hiệu của tiêu cự, độ dài từ quang tâm thấu kính đến tiêu điểm chính là trị số tuyệt đối của tiêu cự: \(\left | f \right |\) = OF = OF'

Nếu \(\left | f \right |\) > 0 => Thấu kính hội tụ

       \(\left | f \right |\) < 0 => Thấu kính phân kỳ

Độ tụ D là đặc trung cho khả năng phân kỳ hoặc hội tụ chùm tia sáng của thấu kính. Nó được xác định bởi: D(dp) = \(\dfrac{1}{f (m)}\) Trong đó độ tụ là D và tiêu cự là f(m)

Công thức thấu kính mỏng cơ bản:

Về khoảng cách, vị trí giữa ảnh và vật: \(\dfrac{1}{f}\) = \(\dfrac{1}{d}\) + \(\dfrac{1}{d'}\)

- Với d > 0 thì vật là vật thật (không xét d < 0)

- Với d' > 0 thì ảnh là ảnh thật

- Với d' < 0 thì ảnh là ảnh ảo

Về hệ số phóng đại ảnh: k = \(\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}\) = \(\dfrac{-d}{d}\)

- Với k > 0 thì ảnh và vật trái tính chất (vật và ảnh cùng chiều).

+ Nếu \(\left | k \right |\) > 1 thì ảnh cao hơn vật

+ Nếu \(\left | k \right |\) < 1 thì ảnh thấp hơn vật

- Với k < 0 thì ảnh và vật cùng tính chất (vật và ảnh ngược chiều).

6. Ứng dụng của thấu kính mỏng trong cuộc sống ngày nay

- Thấu kính mỏng dùng để khắc phục tật của mắt (cận, viễn, lão)

- Dùng để làm kính lúp, máy ảnh, camera, kính hiển vi, kính thiên văn, ống nhòm, đèn chiếu.

B. Giải bài tập thấu kính mỏng. Dạng bài tập thấu kính mỏng

Dạng 1: Xác định vị trí, tính chất liên quan giữa vật và ảnh

Câu 1: Trong thấu kính hội tụ, vật AB được đặt thẳng góc với trục chính và khoảng cách từ AB đến thấu kính 20cm. Độ dài tiêu cực của thấu kính là 10cm. Xác định vị trí giữa ảnh và thấu kính là:

A. 20cm                         B. 30cm                           C. 10cm                            D. 40cm

Câu 2: Trong thấy kính phân kì có tiêu cự f = -12cm, vật AB = 2cm được đặt thẳng góc với trục chính. Nếu khoảng cách từ vật AB đến thấu kính là d = 12cm thì ta thu được:

A. Ảnh của AB trên thấu kính là ảnh thật A'B', cao 1cm

B. Ảnh của AB trên thấu kính là ảnh ảo A'B', cao 2cm

C. Ảnh của AB trên thấu kính là ảnh ảo A'B', cao 1cm

D. Ảnh của AB trên thấu kính là ảnh thật A'B', cao 2cm

Câu 3: Trong thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = 20cm, vật sáng AB = 2cm được đặt vuông góc với trục chính. Nếu khoảng cách từ vật AB đến thấu kính là d = 40cm thì qua thấu kính ảnh A'B' của AB là ảnh:

A. Ảnh ảo, cao 4cm

B. Ảnh thật, cao 4cm

C. Ảnh thật, cao 2cm

D. Ảnh ảo, cao 2cm

Câu 4: Một vật sáng AB được đặt trước một thấu kính phân kì. Thấu kính có tiêu cự f = 60cm. Ảnh A'B' thu được từ AB cách AB một khoảng bằng 30cm. Vị trí tương đối của vật và ảnh là:

A. d = 65cm, d' = -40cm

B. d = -20cm, d' = 70cm

C. d = 60cm, d' = -30cm

D. d = 45cm, d' = -35cm

Câu 5: Trong thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm, đặt một vật sáng. Muốn hứng được ảnh của vật thì:

A. Khoảng cách từ vật đến thấu kính phải lớn hơn 15cm 

B. Khoảng cách từ vật đến thấu kính phải nhỏ hơn 15cm

C. Khoảng cách từ vật đến thấu kính đúng bằng 15cm 

D. Khoảng cách từ vật đế thấu kính là tùy ý

Câu 6: Trước một thấu kính hội tụ, đặt một vật AB. Khi chiếu AB qua một màn ảnh C, kết quả thu được là màn hứng được một ảnh đối xứng với vật qua quang tâm và cao 5cm. Kích thước của AB là:

A. 5cm                               B. 15cm                              C. 10cm                           D. 20cm

Dạng 2: Chỉ số phóng đại

Câu 1: Trong một thấu kính hội tụ, một vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính. Khoảng cách từ AB đến thấu kính là 20cm. Ảnh của AB qua thấu kính là ảnh thật A'B' và cao gấp 3 lần vật. Tiêu cự của thấu kính là: 

A. f = 15cm                      B. f = 30cm                         C. f = -15cm                      D. f = -30cm

Câu 2: Một vật sáng AB được đặt vuông góc với thấu kính hội tụ tại trục chính. Thấu kính có tiêu cự f = 20cm, ảnh A'B' cao bằng một nửa vật AB. Từ vật đến thấu kính có độ dài:

A. 60cm                          B. 30cm                              C. 20cm                            D. 120cm

Câu 3: Trong một thấu kính, đặt vật AB có chiều cao là 2cm vuông góc với trục chính. Khi chiếu qua thấu kính, vật AB cho ảnh cao 1cm, ngược chiều AB và khoảng cách từ AB đến ảnh là 2,25m. Chọn nhận xét đúng:

A. Phân kì, f = 50cm

B. Hội tụ, f = 50cm

C. Phân kì, f = 40cm

D. Không đủ điều kiệu để xác định thấu kính và tiêu cự

Câu 4: Trong một thấu kính, đặt vật AB vuông góc với trục chính. Qua thấu kính, vật AB cho ảnh A'B' có chiều cao 2cm, nằm trong khoảng cách từ AB đến thấu kính. Độ dài từ A'B' đến thấu kính là 40cm. Chọn nhận xét đúng về loại thấu kính và tiêu cự:

A. Hội tụ, f = 40cm

B. Phân kỳ, f = 40cm

C. Phân kỳ, f = 50cm 

D. Không đủ điều kiện để xác định thấu kính và tiêu cự

Câu 5: Trước một thấu kính hội tụ đặt nằm một vật AB có độ dài bằng 2cm. Khoảng cách từ AB đến thấu kính bằng 16 cm. Qua thấu kính, vật AB cho ảnh A'B' có chiều cao là 8cm. Độ dài từ ảnh đến thấu kính là:

A. 24cm                         B. 16cm                           C. 64cm                           D. 8cm

Dạng 3: Một số bài toán liên quan đến độ tụ, tiêu cự

Câu 1: Độ tụ của một thấu kính là D = 5dp, khi đó

A. Thấu kính là thấu kính phân kì, f = -0,5cm

B. Thấu kính là thấu kính hội tụ, f = 20cm

C. Thấu kính là thấu kính hội tụ, f = 0,5cm

D. Thấu kính là thấu kính phân kỳ, f = 20cm

Câu 2: Tiêu cự của hai thấu kính mỏng lần lượt là \(f_{1}\) = 10cm và  \(f_{2}\) = -20cm. Nếu hai thấu kính ghép sát nhau sẽ tương đương với một thấu kính duy nhất có độ tụ:

A. D = -10dp                B. D = -5dp                         C. D = 10dp                  D. D = 10dp

Xem thêm >>> Giải bài tập bài 29 Vật lý 11 - Thấu kính mỏng

Với bài Thấu kính mỏng Vật lý 11, đã đem đến cho các bạn bài tóm tắt lý thuyết và các dạng bài tập chi tiết nhất. Nếu có đóng ý kiến gì cho Lý 11 Thấu kính mỏng, hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!