Thấu kính hội tụ là một loại thấu kính quang học có khả năng tập trung các tia sáng vào một điểm gọi là tiêu điểm. Thấu kính hội tụ có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, như làm kính lúp, ống nhòm, máy ảnh, máy chiếu, đèn pha, mắt người…
Trong bài viết này, hãy cùng Huanluyenantoanlaodong tìm hiểu về các đặc điểm, công thức và cách vẽ thấu kính hội tụ lớp 9.
Thấu kính hội tụ là gì? Cách Vẽ Thấu Kính Hội Tụ Lớp 9
Trong các định nghĩa về quang học, thấu kính là một dụng cụ quang học dùng để hội tụ hay phân kỳ những chùm ánh sáng khác nhau. Còn trong ngữ cảnh rộng, thấu kính quang học là các thấu kính làm việc với ánh sáng và bằng kỹ thuật truyền thống.
Thấu kính hội tụ là thấu kính có màu trong suốt, với phần rìa mỏng hơn phần giữa. Chúng thường được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.
Đây là thấu kính mà chùm tia sáng sau khi đi qua kính sẽ hội tụ tại một điểm.
Đặc điểm của thấu kính hội tụ- Cách Vẽ Thấu Kính Hội Tụ
Thấu kính hội tụ có dạng như một đoạn tròn cắt ra từ một quả cầu. Phần rìa của thấu kính mỏng hơn phần giữa. Thấu kính hội tụ có hai mặt cong đối xứng hoặc một mặt cong và một mặt phẳng. Thấu kính hội tụ được làm bằng các chất liệu trong suốt, như thủy tinh hoặc nhựa.
Một số khái niệm quan trọng liên quan đến thấu kính hội tụ là:
- Trục chính: là đường thẳng đi qua tâm của hai mặt cong của thấu kính.
- Quang tâm: là điểm nằm trên trục chính và thuộc thấu kính.
- Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính.
- Tiêu điểm: là điểm mà các tia sáng song song với trục chính sau khi qua thấu kính sẽ hội tụ lại. Thấu kính hội tụ có hai tiêu điểm, một ở phía trước và một ở phía sau thấu kính.
- Đường tiêu: là đường thẳng nối hai tiêu điểm của thấu kính.
Công thức của thấu kính hội tụ
Để tính toán các thông số của ảnh do thấu kính hội tụ tạo ra, ta có thể sử dụng công thức sau:
1/f=1/v+1/b
Trong đó:
- f là tiêu cự của thấu kính (đơn vị là mét).
- v là khoảng cách từ quang tâm đến vật (đơn vị là mét).
- b là khoảng cách từ quang tâm đến ảnh (đơn vị là mét).
Ngoài ra, ta còn có công thức liên hệ giữa độ lớn của vật và ảnh:
h′/h=b/v
Trong đó:
- h là chiều cao của vật (đơn vị là mét).
- h’ là chiều cao của ảnh (đơn vị là mét).
Cách vẽ ảnh qua thấu kính hội tụ
a/ Cách vẽ ảnh qua thấu kính hội tụ: trường hợp vật thật đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ:
Cách vẽ: Coi vật sáng có điểm ngọn là B, điểm gốc là A.
- Từ điểm B vẽ tia song song với trục chính của thấu kính (tia số 1) thu được tia ló đi qua tiêu điểm F’ (tiêu điểm ảnh của thấu kính).
- Từ điểm B vẽ tiếp tia đi qua quang tâm O của thấu kính (tia số 2) thu được tia ló truyền thẳng qua O
- Giao điểm của tia số 1 và tia số 2 là điểm B’ ảnh của điểm B. Từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính của thấu kính => điểm A’
- Lưu ý: nếu phần kéo dài của tia ló gặp nhau => ảnh là ảo, nếu phần kéo dài không gặp nhau => ảnh ở vô cực (không có ảnh)
Các trường hợp tạo ảnh A’B’ của AB qua thấu kính hội tụ
b/ Cách vẽ ảnh qua thấu kính hội tụ: Trường hợp vật sáng AB đặt theo phương bất kỳ và tia tới thấu kính là bất kỳ
Bước 1: dựng ảnh B’ của điểm B qua thấu kính với tia bất kỳ
- Tia tới từ B (tia Bx) theo phương bất kỳ không song song với trục chính, vẽ một trục phụ Ox song song với tia Bx, tia đi qua thấu kính là tia đi qua tiêu điểm phụ F’1 (giao điểm của Ox với tiêu diện là đường thẳng hạ vuông góc với trục chính đi qua tiêu diểm ảnh chính F’)
- Tia tới BO truyền thẳng
- Giao điểm của hai tia trên là điểm B’ ảnh của B
Bước 2: dựng ảnh A’ của điểm A qua thấu kính với tia bất kỳ
Làm tương tự như cách dựng ảnh B’ của B
Bước 3: nối A’B’ thu được ảnh của AB
Lưu ý: cách vẽ này áp dụng cho trường hợp phải vẽ ảnh qua hệ thấu kính vì sau khi tia tới đi qua thấu kính 1 tia ló ra khỏi thấu kính 1 sẽ là tia tới đối với thấu kính (2) lúc này nó có phương bất kỳ.
Ứng dụng của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ là một thành phần quan trọng của các thiết bị quang học và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Máy ảnh và máy quay phim: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong ống kính của máy ảnh và máy quay phim để hội tụ ánh sáng và tạo ra hình ảnh sắc nét.
- Kính viễn vọng: Thấu kính hội tụ là một phần quan trọng của kính viễn vọng để tập trung ánh sáng từ các nguồn sáng xa và tạo ra hình ảnh rõ nét.
- Kính lúp: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong kính lúp để tạo ra hình ảnh phóng đại của các vật nhỏ.
- Thiết bị quang phổ: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong thiết bị quang phổ để phân tích ánh sáng và xác định thành phần của các chất khác nhau.
- Máy đo khoảng cách: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong máy đo khoảng cách để tập trung ánh sáng và đo khoảng cách giữa hai đối tượng.
- Kính hồi quang: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong kính hồi quang để tập trung ánh sáng từ nguồn sáng và phản chiếu ánh sáng lại đến người sử dụng.
- Thiết bị quang học y tế: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong thiết bị quang học y tế để tạo ra hình ảnh phóng đại của các cấu trúc trong cơ thể, chẳng hạn như mắt và da.
Ngoài ra, thấu kính hội tụ còn được sử dụng trong các thiết bị quang học khác như thiết bị đo ánh sáng, thiết bị định vị GPS, và thiết bị đọc mã vạch.
Trên đây là các thông tin hướng dẫn Cách Vẽ Thấu Kính Hội Tụ. Huanluyenantoanlaodong hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!
