Chuyên đề Thấu kính phân kì chi tiết Vật Lý 9

0
2636
thau-kinh-phan-ki

Trong bài viết này, HOCMAI sẽ giới thiệu đến các em học sinh chuyên đề – Thấu kính phân kì. Đây là chuyên đề quan trọng trong chương trình Vật Lý 9 và các em rất dễ nhầm lẫn với chuyên đề Thấu kính hội tụ. Để nắm chắc kiến thức và phân biệt được sự khác nhau giữa hai loại thấu kính này. Cùng theo dõi bài viết ngay sau đây các em nhé!

 

Bài viết tham khảo thêm:

 

I – Lý thuyết Chuyên đề Thấu kính hội tụ

1. Thấu kính phân kì là gì?

Thấu kính phân kỳ (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là loại thấu kính mà chùm tia sáng song song sau khi đã đi qua thấu kính sẽ bị phân tán ra.

Thông thường, ở trong điều kiện chiết suất của vật liệu làm cho thấu kính lớn hơn so với chiết suất của môi trường chung quanh thì thấu kính phân kỳ sẽ có hình dạng lõm.

2. Đặc điểm của thấu kính phân kì

– Thấu kính phân kì được làm bằng chất liệu trong suốt và được giới hạn bởi hai mặt cầu (Trong hai mặt thì một mặt có thể là mặt phẳng). Phần rìa bên ngoài dày hơn so với phần chính giữa.

thau-kinh-phan-ki-1

3. Cách vẽ thấu kính phân kì

– Kí hiệu của thấu kính hội tụ được biểu diễn như ở hình vẽ:

thau-kinh-phan-ki-2

– Mỗi thấu kính đều sẽ có trục chính, tiêu điểm, quang tâm và tiêu cự.

thau-kinh-phan-ki-3

Trên hình vẽ ta sẽ quy ước gọi:

  • (Δ) là trục chính;
  • O là quang tâm;
  • F và F’ lần lượt sẽ là tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh.
  • Khoảng cách OF = OF’ = f được gọi là tiêu cự của thấu kính.

4. Đường truyền của một số tia sáng qua thấu kính phân kì

– Một chùm tia tới song song cùng với trục chính của thấu kính phân kì cho chùm tia ló có đường kéo dài cắt nhau ở tiêu điểm của thấu kính.

– Đường truyền của các tia sáng đặc biệt:

(1) Tia tới khi qua quang tâm cho tia ló sẽ tiếp tục truyền thẳng.

thau-kinh-phan-ki-4

(2) Tia tới song song cùng với trục chính cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh là F’.

thau-kinh-phan-ki-5

(3) Tia tới hướng đến tiêu điểm vật F cho tia ló song song cùng với trục chính.

thau-kinh-phan-ki-6

5. Ứng dụng của Thấu kính hội tụ

thau-kinh-phan-ki-7

Kính cận là một thấu kính phân kì, đặt thấu kính gần với dòng chữ, nhìn qua thấu kính sẽ thấy hình ảnh dòng chữ nhỏ hơn so với khi nhìn trực tiếp vào dòng chữ đó.

 

II – Giải bài tập Thấu kính phân kì SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 119 SGK Vật Lý 9

Hãy tìm cách để nhận biết thấu kính hội tụ ở trong hai loại thấu kính có bên trong phòng thí nghiệm.

Hướng dẫn trả lời

Viết chữ lên trên một tờ giấy trắng, sau đó lấy thấu kính đặt sát với tờ giấy, nếu chữ nhìn qua thấu kính to hơn so với chữ khi nhìn bằng mắt không qua thấu kính →  Thấu kính đó chính là thấu kính hội tụ.

Câu C2 | Trang 119 SGK Vật Lý 9

Độ dày ở phần rìa so với phần giữa của thấu kính phân kì có đặc điểm gì khác so với thấu kính hội tụ?

Hướng dẫn trả lời

Thấu kính phân kì có phần rìa dày hơn so với phần giữa, còn thấu kính hội tụ thì có phần rìa mỏng hơn so với phần giữa.

Câu C3 | Trang 119 SGK Vật Lý 9 

Bố trí thí nghiệm như ở hình 44.1, trong đó có chiếu một chùm sáng tới song song theo phương vuông góc cùng với mặt của một thấu kính phân kì. Chùm tia ló có đặc điểm gì mà được người ta gọi thấu kính này là một thấu kính phân kì?

Hướng dẫn trả lời

Một chùm sáng tới song song theo phương vuông góc cùng với mặt của thấu kính cho chùm tia ló phân kì vậy nên thấu kính này được người ta gọi là thấu kính phân kì.

Câu C4 | Trang 120 SGK Vật Lý 9 

Quan sát lại thí nghiệm ở trên và cho biết ở trong ba tia tới thấu kính phân kì, tia nào khi đi qua thấu kính không bị đổi hướng ? Tìm cách kiểm tra điều này

Hướng dẫn trả lời

– Trong cả ba tia tới thấu kính phân kì, tia tới thứ 2 (là tia ở giữa hai tia tới còn lại) đi qua thấu kính sẽ không bị đổi hướng.

– Cách để kiểm tra: Sử dụng thước thẳng để kiểm tra hoặc chiếu lần lượt từng tia sáng để kiểm tra.

Câu C5 | Trang 120 SGK Vật Lý 9 

Quan sát lại thí nghiệm tại hình 44.1 và dự đoán xem, nếu kéo dài các tia ló thì chúng có cùng gặp nhau tại một điểm không ? Tìm cách để kiểm tra lại dự đoán đó.

thau-kinh-phan-ki-8

Hướng dẫn trả lời

– Nếu kéo dài các tia ló thì chúng cùng gặp nhau tại một điểm nằm ở trên tia sáng thứ 2, cùng phía với chùm tia tới.

– Cách để kiểm tra: Sử dụng thước thẳng để kiểm tra đường kéo dài của các tia ló xem chúng có cắt nhau tại một điểm hay không.

Câu C6 | Trang 120 SGK Vật Lý 9 

Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló ở trong thí nghiệm này trên hình 44.3

thau-kinh-phan-ki-9

Hướng dẫn trả lời

Biểu diễn như hình sau:

thau-kinh-phan-ki-10

Câu C7 | Trang 121 SGK Vật Lý 9

thau-kinh-phan-ki-11

Hình 44.5 vẽ thấu kính phân kì, quang tâm O, trục chính Δ, hai tiêu điểm F và F’, các tia tới (1), (2). Hãy vẽ tia ló của các tia tới này?

Hướng dẫn trả lời

thau-kinh-phan-ki-12

Đường truyền của hai tia sáng được thể hiện trên hình 44.5a.

  • Tia tới (1) là tia đi song song cùng với trục chính → Cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F.
  • Tia tới (2) là tia đi qua quang tâm O → Cho tia ló đi thẳng.

Câu C8 | Trang 121 SGK Vật Lý 9 

Trong tay em có một chiếc kính cận thị. Làm thế nào để biết được kính đó là thấu kính hội tụ hay là phân kì?

Hướng dẫn trả lời

Để biết kính đó là một thấu kính hội tụ hay một thấu kính phân kì, ta so sánh phần rìa và phần ở giữa của thấu kính, nếu: 

  • Phần rìa dày hơn so với phần giữa → Thấu kính phân kì 
  • Phần rìa mỏng hơn thấu kính → Thấu kính hội tụ

Câu C9 | Trang 121 SGK Vật Lý 9 

Trả lời câu hỏi nêu ra trong phần mở bài: “Thấu kính phân kì có các đặc điểm gì khác so với một thấu kính hội tụ ?”

Hướng dẫn trả lời

Thấu kính phân kì

Thấu kính hội tụ

– Phần rìa dày hơn so với phần giữa

– Chùm tia tới song song khi đi qua thấu kính thì cho chùm tia ló phân kì

– Khi đặt thấu kính phân kì phía trước trang sách thì dòng chữ sẽ nhỏ hơn so với khi nhìn bằng mắt thường

– Phần rìa mỏng hơn so với phần giữa

– Chùm tia tới song song khi đi qua thấu kính thì cho chùm tia ló hội tụ

– Khi đặt thấu kính hội tụ phía trước trang sách thì dòng chữ to hơn so với khi nhìn bằng mắt thường

 

III – Bài tập Trắc nghiệm Thấu kính phân kì

Câu 1: Thấu kính phân kì là kiểu thấu kính:

A) có phần rìa dày hơn so với phần giữa.

B) có phần rìa mỏng hơn so với phần giữa.

C) biến chùm tia tới song song trở thành chùm tia ló hội tụ.

D) có thể làm bằng chất rắn trong suốt.

Trả lời

Đáp án A

Câu 2: Dùng thấu kính phân kì để quan sát dòng chữ, ta thấy:

A) Dòng chữ lớn hơn so với khi ta nhìn bình thường.

B) Dòng chữ như khi ta nhìn bình thường.

C) Dòng chữ nhỏ hơn so với khi ta nhìn bình thường.

D) Không nhìn thấy được dòng chữ.

Trả lời

Đáp án C

Câu 3: Tia tới song song cùng với trục chính của thấu kính phân kì thì cho tia ló:

A) đi qua tiêu điểm của thấu kính.

B) song song cùng với trục chính của thấu kính.

C) cắt trục chính của thấu kính ở một điểm bất kì.

D) có đường kéo dài đi qua tiêu điểm.

Trả lời

Đáp án D

Câu 4: Khoảng cách ở giữa hai tiêu điểm của thấu kính phân kì bằng

A) tiêu cự của thấu kính.

B) 2 lần tiêu cự của thấu kính.

C) 4 lần tiêu cự của thấu kính.

D) một nửa tiêu cự của thấu kính.

Trả lời

Đáp án A

Câu 5: Tia sáng đi qua thấu kính phân kì mà không bị đổi hướng là

A) tia tới song song cùng với trục chính thấu kính.

B) tia tới bất kì đi qua quang tâm của thấu kính.

C) tia tới đi qua tiêu điểm của thấu kính.

D) tia tới có hướng đi qua tiêu điểm (khác phía so với tia tới so với thấu kính) của thấu kính.

Trả lời

Đáp án B

Câu 6: Tia tới song song song với trục chính một thấu kính phân kì, cho tia ló có đường kéo dài cắt với trục chính tại một điểm cách 15cm so với quang tâm O của thấu kính. Tiêu cự của thấu kính này có độ lớn là:

A) 15 cm

B) 20 cm

C) 25 cm

D) 30 cm

Trả lời

Đáp án A

Câu 7: Một thấu kính phân kì có tiêu cự là f = 25 cm. Khoảng cách ở giữa hai tiêu điểm F và F’ là:

A) 12,5 cm

B) 25 cm

C) 37,5 cm

D) 50 cm

Trả lời

Đáp án D

Câu 8: Chiếu một tia sáng đi qua quang tâm trong một thấu kính phân kì, theo phương không song song cùng với trục chính. Tia sáng ló khi ra khỏi thấu kính sẽ đi theo phương nào?

A) Phương bất kì.

B) Phương lệch ra xa khỏi trục chính so với tia tới.

C) Phương lệch lại gần với trục chính so với tia tới.

D) Phương cũ.

Trả lời

Đáp án D

Câu 9: Khi chúng ta nói về hình dạng của thấu kính phân kì, nhận định nào dưới đây là sai?

A) Thấu kính gồm có hai mặt đều là mặt cầu lồi.

B) Thấu kính gồm có một mặt phẳng và một mặt cầu lõm.

C) Thấu kính gồm có hai mặt cầu lõm.

D) Thấu kính gồm có một mặt cầu lồi và một mặt cầu lõm, độ cong mặt cầu lồi ít hơn so với mặt cầu lõm.

Trả lời

Đáp án A

Câu 10: Chiếu chùm tia tới song song cùng với trục chính của một thấu kính phân kì thì:

A) Không có chùm tia ló bởi vì ánh sáng bị phản xạ toàn phần.

B) Chùm tia ló là chùm sáng hội tụ.

C) Chùm tia ló là chùm sáng phân kì.

D) Chùm tia ló là chùm sáng song song.

Trả lời

Đáp án C

 

Trên đây là nội dung chi tiết  bài viết chia sẻ về chuyên đề Thấu kính phân kì được HOCMAI biên soạn, đăng tải gửi đến các em học sinh. Mong rằng qua bài viết, các em sẽ hiểu rõ được kiến thức liên quan và nhận biết được sự khác nhau giữa thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ.