Thấu kính hội tụ là gì? Tiêu cự, Tiêu điểm, Quang tâm và Trục chính của thấu kính hội tụ - Vật lý 9 bài 42

Vật thấu kính hội tụ là gì, có đặc điểm gì? Tiêu cự, Tiêu điểm, Quang tâm và Trục chính của thấu kính hội tụ là gì? chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Đặc điểm của thấu kính hội tụ

1. Thí nghiệm

- Bố trí thí nghiệm như hình sau:

* Câu C1 trang 113 SGK Vật Lý 9: Chùm tia khúc xạ ra khỏi thâu kính có đặc điểm gì mà người ta gọi nó thấu kính hội tụ?

° Lời giải câu C1 trang 113 SGK Vật Lý 9:

- Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có đặc điểm là hội tụ hơn so với chùm tia tới nên người ta gọi đó là thấu kính hội tụ.

* Câu C2 trang 113 SGK Vật Lý 9: Hãy chỉ ra tia tới, tia ló trong thí nghiệm trên.

° Lời giải câu C2 trang 113 SGK Vật Lý 9:

- Tia sáng đi tới thấu kính gọi là tia tới. Tia khúc xạ ra khỏi thấu kính gọi là tia ló.

2. Hình dạng thấu kính hội tụ

- Thấu kính hội tụ có hình dạng như một trong các hình sau:

- Thấu kính hội tụ được làm bằng vật liệu trong suốt thường là thủy tinh hoặc nhựa.

* Câu C3 trang 113 SGK Vật Lý 9: Tìm hiểu, so sánh độ dày phần rìa so với phần giữa của thấu kính hội tụ dùng trong thí nghiệm.

° Lời giải câu C3 trang 113 SGK Vật Lý 9:

- Phần rìa mỏng hơn phần giữa trong thấu kính hội tụ.

II. Trục chính, Quang tâm, Tiêu điểm, Tiêu cự của thấu kính hội tụ

1. Trục chính của thấu kính hội tụ

- Tia ló truyền thẳng và không đổi hướng khi qua thấu kính được gọi là trục chính (Δ).

* Câu C4 trang 113 SGK Vật Lý 9: Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 SGK và cho biết, trong ba tia sáng tới thấu kính, tia nào qua thấu kính truyền thẳng không bị đổi hướng? Tìm cách kiểm tra điều này.

° Lời giải câu C4 trang 113 SGK Vật Lý 9:

- Trong ba tia sáng tới thấu kính, tia ở giữa truyền thẳng, không bị đổi hướng. Dùng thước thẳng kiểm tra đường truyền của tia sáng đó.

2. Quang tâm của thấu kính hội tụ

- Quang tâm O của thấu kính là điểm mà mọi tia sáng tới điểm này đều truyền thẳng, không đổi hướng. 

3. Tiêu điểm của thấu kính hội tụ

- Tiêu điểm F của thấu kính là điểm mà chùm tia tới song song trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại điểm này.

◊ Đường truyền của 3 tia sáng đặc biệt:

- Tia tới qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng

- Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F'.

- Tia tới qua tiêu điểm F cho tia ló song song với trục chính.

* Câu C5 trang 114 SGK Vật Lý 9: Quan sát lại thí nghiệm ở dưới (hình 42.2 SGK) và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia nào? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này như hình sau (hình 42.4 SGK).° Lời giải câu C5 trang 114 SGK Vật Lý 9:

- Điểm hội tụ F của chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính, nằm trên đường chứa tia giữa.

- Biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trên hình sau:

* Câu C6 trang 114 SGK Vật Lý 9: Vẫn thí nghiệm trong câu 5, nếu chiếu chùm tia tới vào mặt bên kia của thấu kính thì chùm tia ló có đặc điểm gì?

° Lời giải câu C6 trang 114 SGK Vật Lý 9:

- Khi đó chùm tia ló vẫn hội tụ tại một điểm trên trục chính tại điểm F.

4. Tiêu cự của thấu kính hội tụ

- Tiêu cự f là khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm F (OF = OF' = f) của thấu kính.

III. Bài tập thấu kính hội tụ

* Câu C7 trang 115 SGK Vật Lý 9: Trên hình 42.6 SGK có vẽ thấu kính hội tụ, quang tâm O, trục chính Δ, hai tiêu điểm F và F', các tia tới 1, 2, 3. Hãy vẽ tia ló của các tia này.

° Lời giải câu C7 trang 115 SGK Vật Lý 9:

◊ Đường truyền của ba tia sáng được thể hiện trên hình 42.6a.

- Tia tới (1) là tia đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua tiêu điểm F’

- Tia tới (2) là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

- Tia tới (3) là tia đi qua tiêu điểm nên cho tia ló đi song song với trục chính.

* Câu C8 trang 115 SGK Vật Lý 9: Trả lời câu hỏi bạn Kiên nêu ra ở phần mở bài, cụ thể câu hỏi như sau: Bạn Kiên: Cậu dùng loại kính gì hứng ánh sáng mặt trời mà lại đốt cháy được miếng giấy trên sân như vậy. Bạn Long: Anh tớ bảo đó là thấu kính hội tụ; Bạn Kiên: Thấu kính hội tụ là gì?

° Lời giải câu C7 trang 115 SGK Vật Lý 9:

- Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa.

- Nếu chiếu một chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính.