Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Bài 8: Thấu kính chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn KHTN 9. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập KHTN 9 Bài 8: Thấu kính

Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như thế nào?

Lời giải:

Ảnh của các vật nhìn qua các loại kính trên sẽ được phóng to hơn so với khi chúng ta nhìn bằng mắt thường

I. Cấu tạo thấu kính và phân loại

Hoạt động 1 trang 41 KHTN 9: Quan sát để nhận ra độ dày, mỏng ở rìa so với phần giữa các thấu kính có trong phòng thí nghiệm, phân loại chúng thành thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì.

Lời giải:

Học sinh tự phân loại kính lúp dựa vào đặc điểm: thấu kính hội tụ rìa mỏng hơn phần chính giữa, thấu kính phân kì rìa dày hơn chính giữa

Hoạt động 2 trang 41 KHTN 9: Ống kính máy ảnh có cấu tạo gồm nhiều thấu kính nhằm mục đích để thu được hình ảnh chất lượng rõ nét. Hình 8.4 mô tả hệ thống gồm các thấu kính ((1), (2), (3), (4)) trong ống kính của một máy ảnh. Hãy chỉ rõ đâu là thấu kính hội tụ và đâu là thấu kính phân kì trong hệ thống này.

Lời giải:

Thấu kính (1), (4) là thấu kính hội tụ; thấu kính (2), (3) là thấu kính phân kì

II. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính

Câu hỏi trang 41 KHTN 9: Hãy chỉ ra đâu là trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính của các thấu kính trong Hình 8.3.

Lời giải:

II. Đường truyền của tia sáng qua thấu kính

Hoạt động trang 42 KHTN 9: Thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua thấu kính

Chuẩn bị:

- Nguồn sáng;

- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.6 với thấu kính hội tụ.

- Lần lượt chiếu tia sáng song song với trục chính tới thấu kính; tia sáng qua quang tâm O của thấu kính

- Quan sát tia ló trong mỗi trường hợp (Hình 8.6a, b, c) và rút ra nhận xét.

- Lặp lại thí nghiệm trên với thấu kính phân kì

Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:

1. Biểu diễn đường đi của tia sáng qua thấu kính bằng hình vẽ

2. Đường đi của các tia sáng tới quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính có đặc điểm gì?

Lời giải:

1.

2. Tia sáng đi qua quang tâm sẽ tiếp tục truyền thẳng, tia sáng song song với trục chính sẽ hội tụ tại tiêu điểm chính

Hoạt động trang 43 KHTN 9: Hãy phân tích tương tự và giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì (Hình 8.8)

Lời giải:

Tia sáng đi qua quang tâm sẽ tiếp tục truyền thẳng, tia sáng song song với trục chính sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh

Câu hỏi trang 43 KHTN 9: So sánh độ lệch của tia sáng ở gần rìa thấu kính với tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính

Lời giải:

Tia sáng ở gần rìa thấu kính lệch hơn tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính

IV. Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính

Hoạt động 1 trang 44 KHTN 9: Hãy dựng ảnh S’ của điểm sáng S ở Hình 8.10 vào vở

Lời giải:

Hoạt động 2 trang 44 KHTN 9: Hãy chứng tỏ rằng điểm sáng đặt trên trục chính cũng cho ảnh nằm trên trục chính

Lời giải:

Nếu S nằm trên trục chính thì ké đường đi qua quang tâm O là trục chính mà S’, O, S thẳng hàng nên S’ cũng nằm trên trục chính

Hoạt động 3 trang 44 KHTN 9: Ảnh S’ trong từng trường hợp ở Hình 8.10 là thật hay ảo?

Lời giải:

Ảnh S’ trong Hình a là ảnh thật, Hình b và c là ảnh ảo

Hoạt động 1 trang 45 KHTN 9: Vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính. Gọi d là khoảng cách từ vật đến quang tâm thấu kính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB ứng với các trường hợp d>f và d<f

Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu bảng 8.1

Bảng 8.1

Lời giải:

Khi d > f, ảnh A’B’ là ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật

Khi d < f, ảnh A’B’ là ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật

Hoạt động 2 trang 45 KHTN 9: Vẽ ảnh của một vật AB đặt vuông hóc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f trong các trường hợp d>f và d

Bảng 8.2

Lời giải:

Khi d > f, ảnh A’B’ là ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật

Khi d < f, ảnh A’B’ là ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật

Hoạt động trang 45 KHTN 9: Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm như Hình 8.12:

- Đèn chiếu sáng (1);

- Vật sáng bằng kính mờ hình chứ F (2);

- Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì (3);

- Màn chắn (4)

- Giá quang học (5);

- Nguồn điện và dây nối (6).

Tiến hành:

Thí nghiệm 1.

- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.12.

- Đặt vật ở vị trí d>f.

- Từ từ dịch chuyển màn chắn cho đến khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn chắn.

- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật

- Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp d

Trả lời các câu hỏi sau:

1. Đặt vật trong khoảng nào thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo?

2. Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách nào? Ảnh ảo có hứng được trên màn chắn không?

Thí nghiệm 2.

- Thay thấu khính hội tụ bằng thấu kính phân kì

- Đặt vật ở các vị trí d>f và d

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Hãy cho biết anhe ảo tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có gì giống và khác nhau

2. Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì

Lời giải:

Thí nghiệm 1

1. Đặt vật trong khoảng d thỏa mãn d>f (ngoài khoảng tiêu cự) thì ảnh sẽ hứng được trên màn chắn, ảnh đó là ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật

2. Muốn nhìn đc ảnh ảo thì chúng ta sẽ nhìn qua thấu kính

Thí nghiệm 2

1.

- Giống:

+ Cùng là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

+ Cùng chiều với vật

- Khác:

+ Ảnh ảo qua thấu kính hội tụ lớn hơn vật

+ Ảnh ảo qua thấu kính phân kì nhỏ hơn vật

2. Các chách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì:

+ Ta có thể nhìn trực quan nếu phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa thì dó là thấu kính hội tụ, nếu phần rìa ngoài dày hơn phần chính giữa thì đó là thấu kính phân kì.

+ Ta chiều một chùm sáng song song vào thấu kính nếu các tia ló hội tụ lại tại 1 điểm trên trục chính thì đây là thấu kính hội tụ.

+ Ta cho một vật bất kì đặt trước thấu kính, nếu không tạo bất kì ảnh nào trên màn chắn thì đó là thấu kính phân kì (vì thấu kính phân kì luôn tạo ảnh ảo).

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 7. Lăng kính

Bài 8. Thấu kính

Bài 9. Thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Bài 10. Kính lúp. Bài tập thấu kính

Bài 11. Điện trở. Định luật Ohm

Bài 12. Đoạn mạch nối tiếp, song song

Lý thuyết KHTN 9 Bài 8: Thấu kính

I. Cấu tạo thấu kính và phân loại

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

- Có hai loại thấu kính:

+ Thấu kính rìa mỏng (có phần rìa thấu kính mỏng hơn phần giữa) là thấu kính hội tụ, khi chiếu chùm sáng song song qua thấu kính ta thu được chùm tia ló hội tụ.

+ Thấu kính rìa dày (có phần rìa thấu kính dày hơn phần giữa).

II. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính

- Quang tâm O của thấu kính là mọi tia sáng tới O đều truyền thẳng qua thấu kính.

- Trục chính của thấu kính là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với tiết diện thẳng của thấu kính.

- Tiêu điểm chính của thấu kính F:

+ Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính đối với thấu kính hội tụ.

+ Đường kéo dài của chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính đối với thấu kính phân kì.

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

III. Đường truyền của tia sáng qua thấu kính

- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính hội tụ: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng về trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ trở thành chùm sáng hội tụ.

- Giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì: Thấu kính được tạo thành bởi các lăng kính nhỏ ghép liền nhau, ở giữa là một khối trong suốt có hai mặt song song. Các lăng kính có đáy hướng ra xa trục chính. Do các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy, còn tia sáng chính giữa vuông góc với hai mặt của khối trong suốt nên truyền thẳng. Vì vậy, chùm sáng song song qua thấu kính phân kì trở thành chùm sáng phân kì.

IV. Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính

Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ:

- Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.

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

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

1. Cách vẽ ảnh tạo bởi thấu kính

Để vẽ ảnh của một điểm sáng S nằm ngoài trục chính (nguồn sáng rất nhỏ) qua thấu kính, ta thường xét các tia sáng sau đây:

- Tia sáng từ S tới quang tâm O của thấu kính thì truyền thẳng.

- Tia sáng từ S song song với trục chính của thấu kính thì tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm chính F.

Giao điểm S’ của chùm tia ló (hoặc đường kéo dài của chùm tia ló) tương ứng với chùm tia tới xuất phát từ S chính là ảnh của S.

2. Dựng ảnh của một vật qua thấu kính

Để dựng ảnh của một vật nhỏ, phẳng AB đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính của thấu kính, ta làm như sau:

- Sử dụng tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính xuất phát từ B. Điểm B là điểm sáng trên vật nằm ngoài trục chính. Giao điểm của hai tia ló là ảnh B’ của điểm B.

- Từ B’ hạ vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A’, ta thu được ảnh A’B’ của vật.

- Ảnh của vật qua thấu kính phân kì:

- Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ:

Quy ước: Ảnh thật được biểu diễn bằng mũi tên nét liền, ảnh ảo được biểu diễn bằng mũi tên nét đứt.