Giải bài tập SGK Vật lý 11 Bài 32: Kính lúp

Các dụng cụ quang phổ bổ trợ có tác dụng tạo ra ảnh ra sao? Định nghĩa số bội giác.

Phương pháp giải

- Các dụng cụ ... có tác dụng tạo ra ảnh ảo, sao cho ...

- Số bội giác: G = α/α_o = tanα / tanα_o

Hướng dẫn giải

- Các dụng cụ quang phổ bổ trợ cho mắt có tác dụng tạo ra ảnh ảo, sao cho các góc trông ảnh α lớn hơn góc trông trực tiếp vật α_o.

- Số bội giác G của một công cụ quang phổ bổ trợ cho mắt là tỉ số giữa góc trông ảnh α của một vật quang học đó với góc trông trực tiếp α_o của vật đó khi đặt vật tại điểm cực cận của mắt.

- Công thức: G = α/α_o = tanα / tanα_o

Kính lúp cấu tạo như thế nào?

Phương pháp giải

Kính lúp là một thấu kính hội tụ ... có tiêu cự ngắn ...

Hướng dẫn giải

Kính lúp là một thấu kính hội tụ hay một hệ ghép tương đương với thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ vài cm).

Vẽ đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kính lúp ở vô cực. Viết công thức số bội giác của kính lúp trong trường hợp này.

Phương pháp giải

- Hệ gồm 2 thấu kính hội tụ

- Áp dụng các quy tắc vẽ đường truyền của tia sáng để vẽ ảnh:

+ Tia đi qua quang tâm O thì truyền thẳng

+ Tia tới đi qua tiêu điểm F của thấu kính thì tia ló song song với trục ∆

+ Tia tới song song với trục ∆ thì tia ló đi qua tiêu điểm F’

- Áp dụng công thức:

 \({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _o}}} = \frac{D}{f}\) để tính số bội giác

- Suy ra công thức ghi trên kính là: G_∞ = 0,25/f

Hướng dẫn giải

- Hình vẽ:

- Ta có:  \(\tan {\alpha _o} = \frac{{AB}}{{O{C_C}}}\)

- Góc trông vật:

 \(\tan \alpha = \frac{{AB}}{{OF}} = \frac{{AB}}{f}\)

- Số bội giác:

 \({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _o}}} = \frac{D}{f};\,D = 25cm\)

- Giá trị ghi trên vành kính là:

 G_∞ = 0,25/f

Yếu tố nào sau đây không ảnh hưởng đến giá trị của số bội giác?

A. Kích thước vật

B. Đặc điểm của mắt

C. Đặc điểm của kính lúp.

D. Không có ( các yếu tố A, B, C đều ảnh hưởng).

Phương pháp giải

- Số bội giác: G_∞ = OC_c/f

- Kích thước vật không ảnh hưởng đến giá trị số bội giác

Hướng dẫn giải

Kính lúp ngắm chừng ở vô cực

- Công thức tính bội giác:

G_∞ = OC_c/f

- Trong đó OC_c phụ thuộc vào đặc điểm của mắt

- Qui ước khoảng cực cận của mắt thường:

OC_c = D = 25cm

⇒ Yếu tố không ảnh hưởng đến giá trị của số bội giác là kích thước của vật

- Chọn đáp án A.

Tiếp câu hỏi 4

Cách thực hiện nào sau đây vẫn cho phép ngắm chừng ở vô cực?

A. Dời vật

B. Dời thấu kính

C. Dời mắt

D. Không cách nào

Phương pháp giải

- Số bội giác: \({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}} = \frac{{\rm{D}}}{f}\)

- Để tiếp tục ngắm chừng ở vô cực ta có thể dời mắt

Hướng dẫn giải

- Số bội giác: \({G_\infty } = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}} = \frac{{\rm{D}}}{f}\)

⇒ G_∞ không phụ thuộc vào khoảng cách kính – Mắt

⇒ Để tiếp tục ngắm chừng ở vô cực ta có thể dời mắt

- Chọn đáp án C.

Một học sinh cận thị có các điểm C_c,C_v cách mắt lần lượt là 10 cm và 90 cm. Học sịnh này dùng kính lúp có độ tụ + 10dp để quan sát một vật nhỏ. Mắt đặt sát kính.

a) Vật phải đặt trong khoảng cách nào trước kính.

b) Một học sinh khác, có mắt không bị cận, ngắm chừng kính lúp nói trên ở vô cực. Cho OC_c = 25 cm. Tính số bội giác.

Phương pháp giải

a) Tính khoảng đặt vật

- Áp dụng công thức:

f = 1/D để tính tiêu cự của kính

- Áp dụng công thức tính khoảng cách đặt vật:

+ \({d_M} = d{'_M}.\frac{f}{{d{'_M} - f}}\) : xa nhất

+ \({d_m} = \frac{{d{'_m}.f}}{{d{'_m} - f}}\): gần nhất

b) Tính số bội giác

- Áp dụng công thức:

G_∞ = OC_c/ f để tính số bội giác

Hướng dẫn giải

a) Khoảng đặt vật:

OC_c = 10cm; OC_v = 90cm; D = 10dp; l = 0

- Tiêu cự của kính là:

f = 1/10 = 0,1m = 10 cm

- Với thấu kính (L):

+ Học sinh cận thị thấy rõ vật ở khoảng cách xa nhất d_M 

⇒ Ảnh ảo của nó ở cực viễn Cv; kính đeo sát mắt (l = 0)

\({d_M} = d{'_M}.\frac{f}{{d{'_M} - f}} = ( - 90).\frac{{10}}{{ - 90 - 10}} = 9cm\)

+ Học sinh cận thị thấy rõ vật ở khoảng cách gần nhất d_m 

 ⇒ Ảnh ảo của nó ở cận cực Cc:

\({d_m} = \frac{{d{'_m}.f}}{{d{'_m} - f}} = ( - 10).\frac{{10}}{{ - 10 - 10}} = 5cm\)

- Vậy phải đặt trong khoảng trước kính:

5cm ≤ d ≤ 9cm

b) Tính số bội giác

Học sinh mắt không bị tật, ngắm chừng kính lúp nói ở trên vô cực

⇒ Số bội giác là:

\({G_\infty } = \frac{{O{C_C}}}{f} = \frac{{25}}{{10}} = 2,5\)