Chương: MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG Dạng 1: Xác định các đại lượng f, D, k,d ,d’ 1. Một thấu kính có tiêu cự 12cm. Tìm độ tụ của thấu kính. Đs:  25 3 2. Chứng minh các công thức sau: d .d ' d  d' d '. f d ' d f d. f d'  d f f  , k f f  d'  f d f Chứng minh rằng: Vật thật đặt trước thấu kính: _ Nếu cho ảnh thật thì ảnh thật luôn ngược chiều vật. _ Nếu cho ảnh ảo thì ảnh ảo luôn cùng chiều vật. Thấu kính phân kì. 3. Vật thật AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự 20cm. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là d có thể thay đổi được. Hãy xác định tính chất , vị trí, chiều, độ lớn ảnh và vẽ hình kiểm chứng trong mỗi trường hợp sau: a) d = 30cm b) d = 20cm c) d = 10cm . Trường hợp nào ảnh cao bằng nửa vật. Đs: Trường hợp b) 4. Một thấu kính phân kì có độ tụ 5 điôp. a) Tính tiêu cự của kính. b) Nếu đặt vật cách thấu kính 30cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại là bao nhiêu. Đs: a) f = -20cm b) d’= -12cm k = 0,4 5. Vật sáng đặt trước thấu kính phân kì có tiêu cự 12 cm cho ảnh cao bằng nửa lần vật. Xác định vị trí của ảnh và của vật . Đs: d=12cm; d’= -6cm 6. Một thấu kính phân kì tạo ảnh bằng nửa vật thật và cách thấu kính 20cm. Tìm tiêu cự và độ tụ của thấu kính. Đs: f = -40cm; D = -2,5 dp 7. Một thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng ¼ lần vật và cách vật thật 20 cm. Tìm tiêu cự , độ tụ của thấu kính. Đs: f = - 40/3 cm; D = -7,5 dp 8. Vật sáng AB cao 2 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có độ tụ 2 đi-ôp. a) Tính tiêu cự của thấu kính. b) Vật sáng AB cách thấu kính 50cm. Xác định tính chất, vị trí, chiều cao ảnh. Vẽ hình. c) Vật sáng AB phải đặt tại đâu để thu được ảnh nhỏ bằng ¼ lần vật. Đs: a) f = - 50 cm; b) d’= -25 cm ; k = ½ ; A’B’ = 1cm c) d=150cm 9. Vật sáng AB đặt cách thấu kính 30cm qua thấu kính cho ảnh ảo A’B’ cao bằng nửa lần vật. Đây là thấu kính gì , tính tiêu cự và độ tụ của nó. Đs: f = - 30 cm D = - 10/3 dp 10. Chứng minh rằng : Đối với vật thật ,thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều nhỏ hơn vật. Hd: Ảnh ảo: d’< 0 ; cùng chiều : k > 0 nhỏ hơn vật k  1 1 Thấu kính hội tụ. 11. Vật thật AB cao 10 cm được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là d có thể thay đổi được. Hãy xác định tính chất , vị trí, chiều, độ lớn ảnh và vẽ hình kiểm chứng trong mỗi trường hợp sau: a) d = 50cm b) d = 40cm c) d = 30cm d) d = 20cm e)d = 10cm Trường hợp nào ảnh cao bằng vật. Đs: b) Trường hợp nào ảnh cao gấp đôi vật. Đs: c) e) Trường hợp nào ảnh cao bằng nửa vật. Đs: d = 60cm Từ đó nêu nhận xét về sự dịch chuyển của ảnh khi vật tiến lại gần thấu kính. 12. Chiếu một chùm sáng (song song với trục chính của thấu kính )tới một thấu kính L. Cho biết chùm tia ló hội tụ tại một điểm phía sau thấu kính. a) L là thấu kính gì. b) Điểm hội tụ của chùm sáng tới là một điểm ở sau thấu kính, cách L là 25cm. Tìm tiêu cự và độ tụ của thấu kính. c) Đặt vật AB bằng 2cm vuông góc với trục chính của thấu kính cách thấu kính L một đoạn 40 cm. Xác định ảnh của AB. Đs: b) f = 25 cm D = 4 dp c) d’= 200/3 cm ; k = - 5/3 ; A’B’ = 10/3 cm 13. Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm cho ảnh thật A’B’ cao gấp 5 lần vật. Tìm khoảng cách từ vật tới thấu kính, và khoảng cách giữa vật và ảnh. Đs: d = 18cm d’= 90 cm 14. Vật AB cao 2cm đặt vuông góc với truc chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm cho ảnh A’B’ cao 4cm. Xác định vị trí vật và vị trí ảnh. Đs: d = { 10cm ; 30cm } d’ = { -20cm ; 60 cm } 15. Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm cho ảnh A’B’ cách vật 90 cm. Xác định vị trí vật và vị trí ảnh. Đs: d = { 60cm ; 30cm ; 16,85 cm } d’ = { 30cm ; 60 cm ; 6740/63 cm } 16. Đặt một vật nhỏ sáng vuông góc với truc chính của thấu kính, cách thấu kính 15cm. Thấu kính cho ảnh ảo lớn gấp 2 lần vật. Đây là thấu kính gì, tính tiêu cự của thấu kính. Đs: TKHT ; f = 30cm 17. Người ta muốn hứng được ảnh của một nguồn sáng trên màn ảnh cách nguồn sáng đó 54 cm, ảnh lớn gấp đôi vật. Phải đăt thấu kính gì, vị trí nó ở đâu, tính tiêu cự của thấu kính. Đs: TKHT ; f = 12cm; d=18cm 18. Vật AB cách thấu kính hội tụ 20 cm, qua thấu kính cho ảnh cao bằng ¼ lần vật . Tìm tiêu cự của thấu kính. Đs: f = 4cm 19. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật thật AB qua thấu kính cho ảnh ảo cách vật 18cm. Xác định vị trí vật, ảnh. Đs: d = 12cm d’= -30cm 20. Một vật sáng AB = 4cm đặt tên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm cho ảnh cách vật 18 cm Xác định vị trí vật và vị trí ,tính chất, độ lớn ảnh. Đs: d = 12cm d’= -30cm k = 2,5 ; A’B’ = 10 cm 21. Tìm vị trí đặt vật trước thấu kính hội tụ (tiêu cự f) để cho ảnh: a) Bằng vật. b) Cao bằng nửa vật. c) Cao gấp đôi vật. Đs: a) d = 2f b) d = 3f c) d = f/2 và d = 3f/2 22. Tìm vị trí đặt vật trước thấu kính hội tụ (tiêu cự f) để cho ảnh cùng chiều vật. Đs: d < f. 23. Chứng minh rằng: Đối với vật thật đặt trước thấu kính hội tụ. a) Nếu vật được đặt trong khoảng tiêu cự thì sẽ cho ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật. b) Nếu vật nằm trên tiêu điểm vật thì sẽ cho ảnh ở vô cùng. c) Nếu vật nằm ngoài khoảng tiêu cự thì sẽ cho ảnh thật ngược chiều. 2 Dạng 2: Bài toán dịch chuyển vật theo phương trục chính: Cách làm : Khi thấu kính được giữ cố định, ảnh và vật luôn chuyển động cùng chiều. 25. Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10cm. Nếu dịch chuyển thấu kính ra xa vật 3cm thì ảnh dịch chuyển đi 27cm. Vị trí ban đầu của thấu kính là bao nhiêu. ĐS: d=12,16cm 26. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cách thấu kính 20cm. Người ta thu được ảnh rõ của AB trên một màn đặt sau thấu kính. KHi dịch chuyển lại gần vật thấu kính một đoạn 5cm, thì phải dịch chuyển màn ra xa thấu kính một đoạn mới thu được ảnh rõ nét và ảnh sau cao gấp 3 ảnh trước. Tìm f. ĐS: f=12,5cm 27. Một vật phẳng AB đặt trước một thấu kính , cho ảnh rõ nét trên màn M. Dịch chuyển vật lại gần thấu kính 2cm và dịch chuyển màn một khoảng 30cm thì ảnh lại rõ nét nhưng lớn bằng 5/3 ảnh trước. Xác định tiêu cự của thấu kính. ĐS: 15cm 28. Đặt vật AB trước thấu kính phân kì ta được ảnh A1B1 . Đưa vật về gần thấu kính thêm 90cm thì ảnh A2B2 cao gấp đôi ảnh trươc và cách ảnh trước 20cm. Tìm f. ĐS: f= - 60cm 29. Thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10cm. Điểm sáng S trên trục chính của thấu kính cho ảnh thật S ’. Nếu dời S ra xa thấu kính thêm 5cm thì ảnh dời 10cm. Xác định vị trí vật, ảnh , độ phóng đại trước và sau khi dời vật . ĐS: d=15cm; d’=30cm, k= -2;k1= - 1 30. Vật A trên trục chính của thấu kính cách thấu kính 30cm cho ảnh ảo A’. dịch chuyển vật vào gần thấu kính thêm 10cm thì ảnh di chuyển thêm 2cm. Tính f. 31. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 10cm. Vật AB trên trục chính cho ảnh A1B1. Dịch chuyển AB lại gần thấu kính thêm 15cm thì ảnh dịch chuyển 1,5cm. Xác định vị trí của vật và ảnh ban đầu. ĐS: d=30cm; d’= -7,5cm 32. VẬt đặt trước thấu kính cho ảnh thật lớn gấp 3 lần vật. Dời vật ra xa thấu kính thêm 3cm thì ảnh thật dời 18cm. Tìm f. ĐS:18cm 33. Vật AB đặt trước thấu kính cho ảnh A1B1 cao 2cm. Dời AB lại gần thấu kính thêm 45cm thì được ảnh A2B2 cao 20cm và cách A1B1 một đoạn 18cm. Xác định vị trí ban đầu của vật và tiêu cự của thấu kính. 34. Vật AB cao 5cm. Thấu kính tạo ảnh cao 15cm trên màn . GIữ nguyên thấu kính, dời vật ra xa thấu kính thêm 1,5cm. Sau khi dời màn để hứng ảnh, ảnh có độ cao 10cm. Tìm f. ĐS: f=9cm 35. Vật thật qua thấu kính cho ảnh ảo bằng ½ vật. Dời vật 100cm theo trục chính, ảnh vẫn ảo bằng 1/3 vật. Tìm f. ĐS: 100cm III. Bài tập về các tật của mắt và cách khắc phục. 41. Mắt có điểm cực viễn cách mắt 50cm. a) Mắt bị tật gì. b) Muốn nhìn rõ vật ở vô cực mà không điều tiết. người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu. (Kính đeo sát mắt) c) Điểm cực cận cách mắt 10cm. Khi đeo kính nhìn thấy điểm gần mắt nhất cách mắt bao nhiêu. (Kính đeo sát mắt) Đs: D = -2 điôp ; 12,5cm. 42. Mắt viễn chỉ có thể nhìn rõ được vật cách mắt gần nhất 40cm. Tính độ tụ của kính phải đeo để có thể nhìn rõ vật đặt cách mắt gần nhất là 25 cm (Kính đeo sát mắt) Đs: D = 1,5 điôp 43. Một người cận thị có khoảng nhìn rõ từ 12,5cm đến 50 cm. a) Người này phải đeo kính gì. Tính tiêu cự và độ tụ của kính. (Kính sát mắt). b) Khi đeo kính trên thì người này nhìn rõ được các vật đặt cách mắt một khoảng bao nhiêu. Đs: a)D = -2 điôp b) 50/3cm. 44. Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 100cm. Để nhìn vật ở xa vô cùng thì người này phải đeo kính gì và có độ tụ là bao nhiêu ( kính sát mắt ) ? Đs: D = -1 điôp 45. Mắt cận thị có điểm cực viễn cách mắt 40cm và điểm cực cận cách mắt 15cm. Để nhìn rõ vật ở vô cực, mắt đeo kính sát mắt. a) Tìm độ tụ của thấu kính cần đeo. b) Khi đeo kính này , vật gần mắt nhất mà mắt nhìn rõ cách mắt bao xa. 46. Một người mắt có tật phải đeo kính có độ tụ 2,5 di-ôp mới đọc được sách cách mắt 20cm. Khi bỏ kính ra , người này phải để sách cách mắt ít nhất là bao nhiêu mới đọc được sách , kính sát mắt. 3 47. Mắt viễn nhìn rõ được vật cách mắt gần nhất 40cm. Để nhìn rõ vật cách mắt 25cm cần đeo kính (kính sát mắt) có độ tụ bao nhiêu? 48. Một mắt có khoảng cực cận bằng 15cm và khoảng nhìn rõ là 35cm đeo một kính L sát mắt thì nhìn thấy ảnh của vật ở xa vô cực mà không điều tiết. a) Mắt này có bị tật không? Tính độ tụ của kính L. Hỏi khi đeo kính L này sát mắt như vậy thì thấy ảnh của vật gần nhất cách mắt bao nhiêu? b) Khi kính L cách mắt 1,5cm thì thấy ảnh của vật khi vật gần mắt nhất và xa mắt nhất cách mắt bao nhiêu? c) Để đeo một kính L’ cách mắt 1,5cm mà vẫn thấy được ảnh của vật ở xa vô cực mà không điều tiết thì kính L’ này phải có độ tụ bằng bao nhiêu? Khi này, mắt thấy vật gần nhất cách mắt bao nhiêu? ĐS: a) Cận thị, -2dp; 21,4cm b) 20cm và 1617cm c) – 2,06dp; 20,2cm 49. Một mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 50cm, đeo sát mắt một kính L có độ tụ bằng =3dp. Màng lưới cách quang tâm của thấu kính mắt một khoảng 1,6cm. Mắt có thể đọc sách rõ khi sách cách mắt gần nhất một khoảng bằng bao nhiêu? Tính độ tụ của thấu kính mắt lúc này? ĐS: 20cm; 64,5dp 50. Một mắt có điểm cực cận và điểm cực viễn cách mắt lần lượt là 16cm và 40cm. a) Hỏi khi mắt này điều tiết tối đa và không điều tiết thì độ tụ của mắt sẽ biến thiên một lượng bằng bao nhiêu? b) Mắt này đeo một kính L sát mắt thì thấy rõ ảnh của vật khi vật cách mắt gần nhất là 24cm. Tính độ tụ của L. Hỏi khi này mắt có thấy được ảnh của vật ở xa vô cực không? Mắt thấy rõ ảnh của vật xa mắt nhất là bao nhiêu? ĐS: a) 3,75dp b) – 2,08dp; không; 2,4m 51. Một mắt bị tật lão thị chỉ nhìn được vật nếu vật cách mắt không gần hơn 40cm. a) Tính độ tụ của kính L phải đeo sát mắt để có thể thấy ảnh của vật khi vật cách mắt chỉ bằng 25cm. Hỏi, khi đeo kính này, mắt có thể thấy rõ ảnh của vật khi vật cách mắt xa nhất là bao nhiêu? b) Mắt này bây giờ đeo kính L’ có độ tụ +2dp cách mắt một khoảng a thì thấy rõ ảnh của vật khi vật gần mắt nhất là 23,6cm. Tính a ĐS: a) =1,5dp; 66,7cm b) 1,98cm 52. Một mắt có khoảng cực cận là 25cm quan sát một vật ở trạng thái điều tiết tối đa. Cho năng suất phân li của mắt là 𝜀 = 1′ = 3. 10−4 𝑟𝑎𝑑. Mắt này sẽ phân biệt được hai điểm trên vật nếu hai điểm này cách nhau một khoảng nhỏ nhất bằng bao nhiêu? ĐS: 7,5.10-3mm IV. KÍNH LÚP. KÍNH HIỂN VI. KÍNH THIÊN VĂN 1. Một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 10dp. Tính độ bội giác của kính kính khi ngắm chừng ở vô cực . Lấy OCc = 25cm. 2. Một người chỉ nhìn rõ vật cách mắt từ 10cm từ 50cm, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ D = 10dp trong trạng thái không điều tiết, mắt đặt sát kính. Tìm độ bội giác của kính. 3. Một kính lúp có tiêu cự f = 4cm. Mắt đặt sau kính 2cm. Tìm vị trí đặt vật mà tại đó độ bội giác bằng độ phóng đại. Biết điểm cực cận cách mắt 22cm. 4. Một người mắt không tật và có khoảng nhìn rõ gần nhất là 20cm, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp. Kính có độ tụ là 10dp và được đặt sát mắt. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính. 5. Một người có khoảng nhìn rõ từ 25cm đến vô cực , quan sát một vật qua kính lúp có độ tụ D = 20dp trong trạng thái ngắm chừng ở vô cực. 6. Vật kính và thị kính của kính hiển vi có tiêu cự lần lượt là f1 = 1cm và f2 = 4cm. Một người mắt tốt đặt sát thị kính quan sát một vật nhỏ AB mà không điều tiết. Độ bội giác của kính khi đó là 90. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính là bao nhiêu. 7. Một kính hiển vi có tiêu cự của hai kính lần lượt là 7,25cm và 2cm Khoảng cách giữa hai kính là 43,25cm. Một người quan sát có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 25cm đặt sát thị kính và quan sát ảnh sau cùng . Tìm độ bội giác. 8. Kính thiên văn có tiêu cự của vật kính và thị kính là 17cm và 1cm. Tìm độ bội giac của kinh thiên văn. 9. Vật kính của kính thiên văn có tiêu cự 30cm. Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là 15. Tìm tiêu cự của thị kính. 4