Vật lý 9 bài 46

Chương III: Quang Học – Vật Lý Lớp 9

Bài 46: Thực Hành: Đo Tiêu Cự Của Thấu Kính Hội Tụ

Nội dung bài 46 thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ giúp các bạn trình bày được phương pháp đo tiêu cự cũa thấu kính hội tụ. Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo phương pháp và rèn luyện kỉ năng thiết kế kế hoạch đo tiêu cự bằng kiến thức đã học.

Bạn đang xem: Vật lý 9 bài 46

Tóm Tắt Lý Thuyết

I. Chuẩn Bị

1. Dụng cụ

– Một thấu kính hội tụ tiêu cự cần đo (f vào khoảng 12cm).

– Một vật sáng có dạng hình chữ L hoặc chữ F, khoét trên một màn chắn sáng.

– Một màn ảnh nhỏ.

– Một giá quang học thẳng, trên có các giá đỡ vật, thấu kính và màn ảnh, dài khoảng 0,6m.

– Một thước thẳng chia độ đến mm (trên giá đã kẻ sẵn thước).

2. Lý thuyết

a. Hãy nêu đặc điểm đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ

Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳngTia tới song song trục chính thì tia ló qua tiêu điểmTia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính

b. Khoảng cách giữa vật và ảnh

Dựa vào cách dựng ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ, hãy chứng minh rằng: Nếu ta đặt một vật AB có độ cao là h vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng bằng 2 lần tiêu cự (OA = 2f) thì ta sẽ thu được một ảnh ngược chiều, cao bằng vật (A’B’ = h’ = h = AB) và cũng nằm cách thấu kính khoảng 2f. Khi đó, khoảng cách giữa vật và ảnh sẽ là 4f.

c. Cách đo f

Thoạt tiên đặt vật đặt vật và màn ảnh khá gần thấu kính, cách thấu kính những khoảng bằng nhau d = d’. Xê dịch đồng thời vật và màn ảnh ra xa dần thấu kính, nhưng phải luôn luôn giữ sao cho d = d’, cho đến khi thu được một ảnh rõ nét, cao vằng vật. Lúc này ta sẽ có d = d’ = 2f và d + d’ = 4f.

II. Nội Dung Thí Nghiệm

1. Lắp ráp thí nghiệm

– Vật được chiếu sáng bằng một ngọn đèn.

– Thấu kính phải đặt ở đúng giữa giá quang học. Cần phải luyện cách đọc số chỉ của thước đo để xác định vị trí của vật và màn ảnh một cách chính xác.

2. Tiến hành thí nghiệm

Bước1: Đo chiều cao của vât h = …Bước 2: Dịch chuyển màn và vật ra xa thấu kính khoảng cách bằng nhau → dừng khi thu được ảnh rõ nét.

Xem thêm: Muốn Ly Hôn Vì Vợ Chồng Tôi Là Đôi Đũa Lệch ( Full), Vợ Chồng Tôi Là Đôi Đũa Lệch ( Full)

Bước 3: Kiểm tra: d = d’; h = h’Bước 4: \(f = \frac{d + d’}{4} = \frac{L}{4}\)

– Học sinh tiến hành thực hành theo nhóm và ghi kết quả vào bảng.

\(f = \frac{f_1 + f_2 + f_3 + f_4}{4} (mm)\)

Cách khác

Bước 1: Đo chiều cao của vật và đánh dấu chiều cao này trên màn ảnh đồng thời ghi kết quả vào bảng 1Bước 2: Bật đèn chiếu, đồng thời dịch chuyển vật và màn ảnh ra xa thấu kính những khoảng bằng nhau cho đến khi thu được ảnh rõ nétBước 3: Kiểm tra để chắc chắn thỏa mãn 2 điều kiện d = d’ và h = h’Bước 4: Đo khoảng cách từ vật đến màn ảnh và tính tiêu cự của thấu kính theo công thức \(f = \frac{d + d’}{4}\)

– Tiến hành lại thí nghiệm thêm ba lần nữa và cũng ghi kết quả vào bảng 1 sau mỗi thí nghiệm

– Tính giá trị trung bình của tiêu cự thấu kính đo được và ghi kết quả vào cuối bản báo cáo

III. Mẫu Báo Cáo Thực Hành

Thực Hành: Đo Tiêu Cự Của Thấu Kính Hội Tụ

Họ và tên:……………………………………………Lớp:………………………………

1. Trả lời câu hỏi

a. Dựng ảnh của một vật đặt cách thấu kính hội tụ một khoảng bằng 2f.

Dùng hai trong ba tia sáng đặc biệt tới thấu kính để dựng ảnh:

– Tia tới từ B song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm F’.

– Tia tới từ B đi qua quang tâm O thì tia ló tiếp tục truyền thẳng không đổi hướng. Giao của hai tia sáng này chính là ảnh B’ của B.Hạ đường vuông góc với trục chính chân đường vuông góc là A’.

b. Dựng vào hình vẽ để chứng minh rằng trong trường hợp này thì khoảng cách từ vật và từ ảnh đến thấu kính là bằng nhau.

– Ta có BI = AO = 2f = 2OF’, nên OF’ là đường trung bình của tam giác B’BI. Từ đó suy ra OB = OB’.

– Lại có góc \(\)\(O_1\) bằng góc \(O_2\) (đối đỉnh); AB vuông góc AO và A’B’ vuông góc OA’

– Vậy tam giác vuông ABO bằng tam giác vuông A’B’O (theo trường hợp có cạnh huyền và một góc nhọn bằng nhau).

– Kết quả, ta có A’B’ = AB và OA’= OA = 2f

c. Ảnh này có kích thước như thế nào so với vật?

AB = A’B’ hay h = h’

Cách khác

Ta có BI = AO = 2f = 2.OF’, nên OF’ là đường trung bình của ∆B’BITừ đó suy ra OB = OB’ và ∆ABO = ∆A’B’O. Kết quả, ta có A’B’ = AB và OA’ = OA = 2f hay d = d’ = 2f.

d. Lập công thức tính tiêu cự của thấu kính trong trường hợp này

– Công thức tính tiêu cự của thấu kính: \(f = \frac{d + d’}{4}\)

e. Tóm tắt cách tiến hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo phương pháp này.

– Đặt thấu kính ở giữa giá quang học, rồi đặt vật và màn ảnh sát gần và cách đều thấu kính.

– Dịch vật và màn ra xa dần thấu kính những khoảng bằng nhau cho tới khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn và ảnh có kích thước bằng vật.

– Đo khoảng cách từ vật tới màn và tính tiêu cự \(f = \frac{L}{4} = \frac{d + d’}{4}\)

Cách khác

– Đo chiều cao của vật, đánh dấu chiều cao này trên màn ảnh

– Dịch chuyển vật và màn ảnh ra xa thấu kính những khoảng bằng nhau cho đến khi thu được ảnh rõ nét

– Kiểm tra lại xem các điều kiện d = d’ và h = h’ có thõa mãn

– Tính tiêu cự của thấu kính theo công thức \(f = \frac{L}{4} = \frac{d + d’}{4}\)