Bài tập Quang hình học: Bài tập về Khúc xạ ánh sáng, Thấu kính hội tụ và Tật của mắt - Vật lý 9 bài 51

21:21:4012/10/2021

Sau khi học xong các khái niệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, cách dựng ảnh của một vật sáng qua thấu kính hội tụ và tật cận thị của mắt.

Bài viết này chúng ta sẽ vận dụng giải minh họa một số bài tập quang hình học về nội dung khúc xạ ánh sáng, cách dựng ảnh của một vật sáng qua thấu kính hội tụ và tật cận thị của mắt.

1. Bài tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

* Bài 1 trang 135 SGK Vật Lý 9: Một bình hình trụ tròn có chiều cao 8cm và đường kính 20 cm. Một học sinh đặt mắt nhìn vào trong bình sao cho thành bình vừa vặn che khuất hết đáy (hình 51.1 SGK trang 135). Khi đổ nước vào khoảng xấp xỉ 2/4 bình thì bạn đó vừa vặn nhìn thấy tâm O của đáy. Hãy vẽ tia sáng từ tâm O của đáy bình truyền tới mắt. Hình bài 1 trang 135 sgk vật lý 9

* Lời giải:

- Vẽ đường thẳng PQ biểu diễn mặt nước sau khi đổ nước vào đường PQ này cắt tia sáng BD đi từ mép của đáy bình đến mắt tại điểm I.

Lời giải bài 1 trang 135 sgk Vật lý 9

Vậy I là điểm tới.

- Nối OI: OI là tia tới, tia OI bị khúc xạ tại I theo phương IM.

- IM: tia khúc xạ đến mắt.

⇒ Kết quả đo: AB =0,5cm; A'B' = 1,5cm ⇒ A'B' = 3AB.

2. Bài tập về việc dựng ảnh của một vật sáng qua thấu kính hội tụ

* Bài 2 trang 135 SGK Vật Lý 9: Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16 cm, A nằm trên trục chính. Thấu kính có tiêu cự 12 cm.

a) Hãy vẽ ảnh của vât AB theo đúng tỉ lệ.

b) Hãy đo chiều cao của ảnh và của vật trên hình vẽ và tính xem ánh cao gấp bao nhiêu lần vật.

* Lời giải:

a) Vẽ ảnh theo đúng tỷ lệ Lời giải bài 2 trang 135 sgk vật lý 9

b) Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔABO và ΔA'B'O; ΔA'B'F' và ΔOIF'.

Từ hệ thức đồng dạng được: $\small \frac{AB}{A'B'}=\frac{AO}{A'O}\: (*)$

$\small \frac{OI}{A'B'}=\frac{OF'}{F'A'}=\frac{OF'}{OA'-OF'}$

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật) nên ta có:

$\small \frac{AO}{A'O}=\frac{OF'}{OA'-OF'}\Leftrightarrow \frac{d}{d'}=\frac{f}{d'-f}$

⇔ d' – df = d'f (**)

Chia cả hai vế của (**) cho tích d.d'.f ta được:

$\small \frac{dd'-df}{d.d'.f}=\frac{d'f}{d.d'.f}\Leftrightarrow \frac{1}{f}-\frac{1}{d'}=\frac{1}{d}$

$\small \Leftrightarrow \frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}$

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh thật)

Thay d = 16cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 48cm

Thay vào (*) ta được:

$\small A'B'=AB.\frac{A'O}{AO}=AB.\frac{d'}{d}=AB.\frac{48}{16}=3.AB$

⇒ Ảnh cao gấp 3 lần vật.

3. Bài tập về tật của mắt

* Bài 3 trang 136 SGK Vật Lý 9: Hòa bị cận thị có điểm cực viễn C_v nằm cách mắt 40 cm. Bình cũng bị cận thị có điểm cực viễn C_v nằm cách mắt 60cm.

a) Ai bị cận thị nặng hơn?

b) Hòa và bình đều phải đeo kính để khắc phục tật cận thị. Kính được đeo sát mắt. Đó là thấu kính loại gì? Kính của ai có tiêu cự ngắn hơn?

* Lời giải:

a) Ta có: OC_v₍_Hòa) = 40cm; OC_v₍_Bình) = 60cm

Do: OC_v(Hòa) < OC_v(Bình) nên bạn Hòa nhìn xa kém hơn ⇒ Hòa cận nặng hơn Bình.

b) Kính mà Hòa và Bình phải đeo để khắc phục tật cận thi là thấu kính phân kì.

Muốn nhìn rõ các vật ở xa thì người cận phải đeo kính có tiêu cự thỏa mãn điều kiện tiêu điểm F của kính trùng với điểm cực viễn của mắt: F ≡ Cv

Do kính cận thích hợp có tiêu cự f = Cv nên Hoà đeo kính có tiêu cự f1 = 40cm, Bình đeo kính có tiêu cự f₂ = 60cm. Vậy kính của Hòa có tiêu cự ngắn hơn.

Hy vọng với nội dung Bài tập Quang hình học: Khúc xạ ánh sáng, Thấu kính hội tụ và Tật của mắt ở trên hữu ích với các em. Mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập