Công dụng và cấu tạo của Kính lúp, sự tạo ảnh của kính lúp và số bội giác của kính lúp - Vật lý 11 bài 32

Và kính lúp là một trong các dụng cụ quang học đó, bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu công dụng và cấu tạo của kính lúp, sự tạo ảnh của kính lúp và số bội giác của kính lúp tính như nào?

I. Tổng quát về các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt.

• Các dụng cụ quang đều có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng này là số bội giác, được định nghĩa như sau:

Trong đó: α là góc trông ảnh qua kính; α₀ là góc trông vật có giá trị lớn nhất được xác định trong từng trường hợp.

• Dụng cụ quang được phân thành hai nhóm:

- Các dụng cụ quan sát vật nhỏ gồm kính lúp, kính hiển vi,...

- Các dụng cụ quan sát vật ở xa gồm kính thiên văn, ống nhòm,...

II. Công dụng và cấu tạo của kính lúp

• Kính lúp là gì, có công dụng gì?

- Kính lúp là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ.

• Kính lúp được cấu tạo như thế nào?

- Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ (hoặc một hệ ghép tương đương với một thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (vài cm).

III. Sự tạo ảnh qua kính lúp.

- Đặt vật trong khoảng từ quang tâm O đến tiêu điểm vật F của kính lúp. Khi đó kính sẽ cho một ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật

- Ngoài ra, để mắt có thể nhìn thấy ảnh thì nó phải có vị trí nằm ở trong khoảng nhìn rõ của mắt.

- Để thỏa mãn hai điều kiện trên, khi dùng kính lúp ta phải điều chỉnh (xê dịch kính trước vật hoặc ngược lại). Động tác quan sát ảnh ở một vị trí xác định gọi là ngắm chừng ở vị trí đó.

- Khi cần quan sát trong một khoảng thời gian dài, ta nên thực hiện cách ngắm chừng ở điểm cực viễn để mắt không bị mỏi.

→ Kính lúp tạo ra ảnh gì? Kính lúp tạo ra ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật (khi vật nằm trong khoảng OF).

IV. Số bội giác của kính lúp

- Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực:

- Ta có:

- Ngoài ra, góc trông vật có giá trị lớn nhất α₀ ứng với vật đặt tại điểm cực cận C_c (Hình 32.2 sgk: kính lúp bỏ túi).

  do đó: 

 =Đ/f

- Trong đó: Đ = OC_c khoảng cách tù quang tâm của thấu kính mắt đến điểm cực cận của mắt (đối với mắt không có tật, trong vật lý người ta tường lấy Đ = 25cm = 0,25m). f là tiêu cự thấy kính hội tụ của kính lúp (m).

V. Bài tập về kính lúp

* Bài 1 trang 208 SGK Vật Lý 11: Các dụng cụ quang phổ bổ trọ có tác dụng tạo ra ảnh ra sao? Định nghĩa số bội giác.

* Lời giải:

- Các tác đụng 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: G = α/α₀;

* Bài 2 trang 208 SGK Vật Lý 11: Kính lúp cấu tạo như thế nào?

* Lời 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).

* Bài 3 trang 208 SGK Vật Lý 11: Vẽ đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kình lúp ở vô cực. Viết công thức số bội giác của kính lúp trong trường hợp này.

* Lời giải:

- Đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kính lúp ở vô cực hình vẽ sau:- Khi đó số bội giác tính theo công thức: G_∞ = Đ/f.

(trong vật lý thường lấy Đ = 25cm = 0,25m)

* Bài 4 trang 208 SGK Vật Lý 11: 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).

* Lời giải:

Công thức tính bội giác của kính lúp ngắm chừng ở vô cực: G_∞ = OC_c/f;

Trong đó OC_c phụ thuộc vào đặc điểm của mắt. Qui ước khoảng cực cận của mắt thường là OC_c=Đ=25cm. f là tiêu cự của ảnh.

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

- Đáp án: A. Kích thước vật

* Bài 5 trang 208 SGK Vật Lý 11: 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

* Lời giải:

Từ công thức: G_∞ = tanα/tanα₀ = Đ/f

⇒ G_∞ không phụ thuộc vào khoảng cách kính – Mắt ⇒ Để tiếp tục ngắm chừng ở vô cực ta có thể dời mắt.

Đáp án: C. Dời mắt.

* Bài 6 trang 208 SGK Vật Lý 11: Một học sinh cận thị có các điểm C_c,C_v cách mắt lần lượt là 10cm 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.