Mở đầu trang 28 Khoa học tự nhiên 9: Khi dọn lêu trại, giáo viên yêu cầu học sinh không được để chai thủy tinh hoặc chai nhựa đựng nước trong rừng vì có thể gây hỏa hoạn. Làm thế nào mà chai nước có thể tạo ra được ngọn lửa?

Lời giải:

Chai nước có hình tròn, được coi là nhiều mặt phẳng ghép thành hình cong (tròn).

Ánh sáng mặt trời chiếu vào chai nước bi bẻ cong do, xuất hiện hiện tượng khúc xạ ánh sáng nhiều (2-4 lần) lần. Các tia ló hội tụ vào 1 điểm, năng lượng từ các tia sáng mặt trời cộng lại tạo sức nóng đủ để bốc cháy các vật tại điểm đó. Trong rừng có nhiều cây cối, cành lá khô,… là các vật dễ cháy nên dễ dẫn đến hỏa hoạn.

Luyện tập trang 29 Khoa học tự nhiên 9: Để nâng cao chất lượng hình ảnh, ống kính máy ảnh là một hệ gồm nhiều thấu kính được ghép với nhau. Hãy chỉ rõ các thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì trong ống kính máy ảnh dưới đây.

Lời giải:

Kính 2 là thấu kính hội tụ, kính 1, 3, 4 là thấu kính phân kì.

Câu hỏi 1 trang 30 Khoa học tự nhiên 9: Thực hiện Thí nghiệm 1 và 2, từ đó nêu nhận xét về mối liên hệ giữa phương của tia tới và phương của tia ló trong từng trường hợp.

Lời giải:

Thí nghiệm 1:

- Tia tới đi qua quang tâm O: tia ló có phương trùng với tia tới.

- Tia tới có phương song song với trục chính: tia ló đi qua tiêu điểm chính của thấu kính.

Thí nghiệm 2:

- Tia tới đi qua quang tâm O: tia ló có phương trùng với tia tới.

- Tia tới có phương song song với trục chính: tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm chính của thấu kính.

Câu hỏi 2 trang 31 Khoa học tự nhiên 9: Xác định độ lớn tiêu cự của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì đã dùng trong Thí nghiệm 1 và 2.

Lời giải:

Từ tia tới đi qua quang tâm O, xác định quang tâm O.

Trục chính vuông góc với thấu kính qua quang tâm O.

Điểm giao giữa các tia ló trong thí nghiệm 1 và điểm giao bởi các đường kéo dài của tia ló trong thí nghiệm 2 là tiêu điểm chính F.

Tiêu cự của thấu kính là độ dài OF.

Câu hỏi 3 trang 31 Khoa học tự nhiên 9: Dựa vào Hình 7.10, hãy giải thích vì sao các tia sáng truyền qua thấu kính có thể tạo nên chùm tia sáng hội tụ hoặc phân kì?

Lời giải:

Tia sáng truyền qua các thấu kính bị bẻ cong do xuất hiện hiện tượng khúc xạ ánh sáng 2 lần.

Câu hỏi 4 trang 32 Khoa học tự nhiên 9: Thực hiện thí nghiệm (Hình 7.11) và nêu nhận xét về ảnh quan sát được ở bước 2 và 3 của thí nghiệm.

Lời giải:

Ở bước 2, vật càng rời xa thấu kính, ảnh cảng nhỏ, ảnh ở khác phía thấu kính với vật, ảnh ngược chiều vật.

Ở bước 3, khi khoảng cách từ vật nhỏ hơn tiêu cự, vật càng lại gần thấu kính, ảnh càng lớn, ảnh của cùng phía thấu kính và cùng chiều với vật.

Câu hỏi 5 trang 33 Khoa học tự nhiên 9: Nêu nhận xét về ảnh quan sát được ở bước 3 và 4 của thí nghiệm đối với thấu kính phân kì.

Lời giải:

Ở bước 2, vật càng rời xa thấu kính, ảnh cảng nhỏ, ảnh ở cùng phía thấu kính với vật, cùng chiều với vật.

Ở bước 3, khi khoảng cách từ vật nhỏ hơn tiêu cự, vật càng lại gần thấu kính, ảnh càng lớn nhưng vẫn nhỏ hơn vật, ảnh ở cùng phía thấu kính với vật, cùng chiều với vật.

Luyện tập trang 33 Khoa học tự nhiên 9: Một vật AB cao 3 cm đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự 4 cm, cho ảnh thật A’B’ cao 6 cm và cách thấu kính 12 cm. Vẽ sơ đồ tỉ lệ tạo ảnh, từ đó xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính.

Lời giải:

- Trên giấy kẻ ô, chọn tỉ lệ xích độ dài cạnh mỗi ô vuông tương ứng với 1cm trong thực tế.

- Vẽ kí hiệu thấu kính hội tụ L, quang tâm O, trục chính ∆ và tiêu điểm F cách thấu kính 4 ô.

- Vẽ ảnh thật A’B’ có độ cao 6 ô đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính, có điểm B’ nằm trên trục chính và cách thấu kính 12 ô.

- Vẽ tia ló A’O đi qua quang tâm O cho tia tới OA; tia ló A’I đi qua tiêu điểm F’ cho tia tới AI song song với trục chính.

- AI và OA cắt nhau tại A. Từ A hạ đường vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại điểm B. AB là vật, A’B’ là ảnh thật của vật qua thấu kính.

Từ sơ đồ tỉ lệ tạo ảnh, ta kết luận:

- Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính là 6 ô, tương ứng với 6 cm.

Luyện tập trang 35 Khoa học tự nhiên 9: Vào buổi trưa nắng, dùng kính lúp hứng ánh sáng mặt trời sao cho các tia ló tập trung vào một điểm trên một tờ giấy. Quan sát hiện tượng xảy ra tiếp theo. Từ đó, giải thích vấn đề đã nêu ở phần Mở đầu của bài học.

Lời giải:

Kính lúp là thấu kính hội tụ, ánh sáng mặt trời được coi là các tia sáng song song, khi tia sáng song song chiếu vào thấu kính hội tụ, các tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm F,  đặt tờ giấy vào vị trí tiêu điểm F, vị trí đó sẽ xám đen và bốc cháy.

Tương tự với trường hợp phần Mở đầu của bài học, chai nước có hai mặt cong và rìa mỏng, được coi là thấu kính hội tụ, ánh sáng mặt trời là các tia sáng song song chiếu vào thấu kính hội tụ, các tia ló hội tụ tại tiêu điểm F’, khiến vị trí ở tiêu điểm F’ nóng lên và bốc cháy, trong rừng có nhiều cây cối, cành khô,... là các vật dễ cháy nên dễ dẫn đến hỏa hoạn.

Vận dụng trang 36 Khoa học tự nhiên 9: Nêu một số dụng cụ hằng ngày có sử dụng thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.

Lời giải:

Kính lão, kính cận, camera, kính lúp,...

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 6. Phản xạ toàn phần

Bài 7. Thấu kính. Kính lúp

Ôn tập chủ đề 2

Bài 8. Điện trở. Định luật Ohm

Bài 9. Đoạn mạch nối tiếp

Bài 10. Đoạn mạch song song

Lý thuyết KHTN 9 Bài 7: Thấu kính. Kính lúp

1. Thấu kính

a. Nhận biết thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì

- Thấu kính là một khối trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa,…) được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong

- Dựa và hình dạng, có hai loại thấu kính: rìa mỏng và rìa dày

- Trong không khí, các chùm sáng hẹp song song đi qua thấu kính rìa mỏng cho chùm tia ló hội tụ nên thấu kính rìa mỏng còn được gọi là thấu kính hội tụ; các chùm sáng hẹp song song đi qua thấu kình rìa dày cho chùm tia ló phân kì nên thấu kính rìa dày còn được gọi là thấu kính phân kì

b. Tìm hiểu trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính

- Trong các tia sáng song song đi tới thấu kính, có một tia tới vuông góc với bề mặt thấu kính thì truyền thẳng. Tia này trùng với một đường thẳng ∆ gọi là trục chính của thấu kính

- Trục chính của thấu kính đi qua một điểm O ở tâm của thấu kính. Điểm này gọi là quang tâm của thấu kính

- Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hoặc đường kéo dài của chùm tia ló cắt nhau tại một điểm F trên trục chính. Điểm này gọi là tiêu điểm chính của thấu kính

- Khoảng cách f từ quang tâm đến tiêu điểm chính được gọi là tiêu cự của thấu kính: f = OF

c. Giải thích nguyên lí hoạt động của thấu kính

- Ta có thể xem thấu kính là tập hợp các lăng kính nhỏ được ghép sát nhau

- Tia sáng đi qua lăng kính luôn lệch về phí đáy. Tập hợp các tia sáng đi qua những lăng kính nhỏ tạo nên chùm tia ló là chùm hội tụ hoặc chùm tia phân kì
2. Ảnh của một vật qua thấu kính – Cách vẽ ảnh

- Ảnh ảo là ảnh có thể quan sát được nhưng không thể hứng được trên màn chắn như ảnh nhìn qua gương phẳng, qua mặt nước

- Ảnh thật là ảnh có thể hứng được trên màn chắn như ảnh xuất hiện trên màn chiếu do máy chiếu tạo nên

a. Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ

- Ảnh thật ngược chiều, lớn hoặc nhỏ hơn vật

- Ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật

b. Ảnh của vật qua thấu kính phân kì

- Luôn cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật

3. Kính lúp

a. Mô tả kính lúp

- Kính lúp là dụng cụ dùng để quan sát các vật nhỏ

- Bộ phận chính của kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ vài centimetre) được bảo vệ bởi khung kính và có tay cầm

- Trên kính lúp có ghi số bội giác 2x, 3x, 5x, 10x, …

b. Cách sử dụng kính lúp

- Đặt kính lúp gần sát vật cần quan sát, mắt nhìn vào mặt kính

- Từ từ dịch chuyển kính ra xa vật cho đến khi nhìn thấy rõ các chi tiết của vật qua kính lúp

- Khi cần quan sát trong một khoảng thời gian dài, người ta thường chọn cách đặt mắt ở tiêu điểm của kính lúp để mắt không bị mỏi