Bài 11 trang 243 SGK Vật lý 11 Nâng cao
Câu 11. Cho hai thấu kính hội tụ L 1 , L 2 lần lượt có tiêu cự 20cm và 25cm, đồng trục, cách nhau ruột khoảng a = 80cm. Vật AB= 2cm, vuông góc với trục, ở trước hệ hai thấu kính và cách L 1 là 30cm (L 1 ở trước L 2 ).
a) Hãy xác định các ảnh cho bởi hệ.
b) Làm lại trên nếu đưa L 2 sát với L 1
Giải
Phương pháp: Lập sơ đồ tạo ảnh
Với \(d{'_1} + {d_2} = {O_1}{O_2}\)
Và \({{\overline {{A_2}{B_2}} } \over {\overline {AB} }} = {{\overline {{A_2}{B_2}} } \over {\overline {{A_1}{B_1}} }}. {{\overline {{A_1}{B_1}} } \over {AB}} \Rightarrow K = {K_2}. {K_1}\)
Nếu hệ hai thấu kính ghép sát nhau thì \(D = {D_1} + {D_2}\)
Giải toán:
a) Ta có giả thiết f 1 = 20 cm, f 2 = 25 cm, O 1 O 2 = a = 80 cm
Vật AB = 2 (cm), d 1 = 30 cm
- Dựa vào sơ đồ tạo ảnh ta lần lượt tính:
\(d{'_1} = {{{d_1}{f_1}} \over {{d_1} - {f_1}}} = {{30. 20} \over {30 - 20}} = 60\left( {cm} \right)\)
\( \Rightarrow {d_2} = a - d{'_1} = 80 - 60 = 20\left( {cm} \right)\)
\(d{'_2} = {{{d_2}{f_2}} \over {{d_2} - {f_2}}} = {{20. 25} \over {20 - 25}} = - 100\left( {cm} \right)\)
Độ lớn của ảnh:
\(K = {K_2}. {K_1} = \left( { - {{{d_2}'} \over {{d_2}}}} \right)\left( { - {{{d_1}'} \over {{d_1}}}} \right) = \left( { - {{ - 100} \over {20}}} \right)\left( { - {{60} \over {30}}} \right) \)
\(= \left( 5 \right)\left( { - 2} \right) = - 10\)
\( \Rightarrow {A_2}'{B_2} = 10AB = 10 \times 2 = 20\left( {cm} \right)\)
Vậy qua quang hệ, ta có ảnh cuối cùng là ảnh ảo, ngược chiều vật AB và có độ lớn là 20 (cm).
Cách vẽ ảnh qua quang hệ:
+ Xác định các vị trí vật, ảnh bằng các số k.
+ Vẽ tia tới qua vật và tia ló qua ảnh cho từng cặp vật, ảnh của mỗi thấu kính.
b) Nếu ghép sát (L 2 ) với (L 1 ) thì độ tụ hộ thấu kính sẽ là
\(D = {D_1} + {D_2} = {1 \over {{f_1}}} + {1 \over {{f_2}}} = {1 \over {0,2}} + {1 \over {0,25}}\)
\(= 5 + 4 = 9\left( {dp} \right)\)
Tiêu cự của hệ thấu kính là:
\(f = {1 \over D} = {1 \over 9} = 0,1111\left( m \right)\Rightarrow f = 11,11 \;cm\)
Suy ra vị trí của ảnh là:\(d' = {{df} \over {d - f}} = {{30. 11,11} \over {30 - 11,11}} = 17,64\left( {cm} \right)\)
\(K = {{\overline {A'B'} } \over {\overline {AB} }} = - {{d'} \over d} = - {{17,64} \over {30}} = - 0,59 \)
\(\Rightarrow A'B' = 0,59. AB \approx 1,2\left( {cm} \right)\)
Ảnh qua quang hệ là ảnh thật, ngược chiều vật và có độ lớn 1,2 (cm)