Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng
LÝ THUYẾT VỀ THẤU KÍNH MỎNG.
Tóm tắt lý thuyết
I. Thấu kính. Phân loại thấu kính.
Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 29.1).
Ta chỉ xét thấu kính mỏng cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng).
Theo hình dạng và tính chất, thấu kính gồm hai loại:
Thấu kính lồi (còn được gọi là thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ.
Thấu kính lõm (còn được gọi là thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kỳ.
II. Khảo sát thấu kính hội tụ
1. Quang tâm. Tiêu điểm. Tiêu diện.
a) Quang tâm
Thấu kính mỏng có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu.
Đối với thấu kính mỏng, thực nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm O của thấu kính mà mà mọi tia sáng tới điểm O đều truyền thẳng qua thấu kính. Có thể coi O là điểm chính giữa thấu kính.
O gọi là quang tâm của thấu kính (Hình 29.1)
- Ảnh thật có thể hứng trên màn hình (Hình 29.9).
a) Để tổng quát hóa khái niệm ảnh, ta quy ước gọi chùm tia sáng truyền ra khỏi bề mặt sau cùng của hệ quang học là chùm tia ló.
- Ảnh điểm là điểm giao nhau của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng.
- Một ảnh điểm là:
+ Ảnh thật nếu chùm tia ló là chùm hội tụ.
+ Ảnh ảo nếu chùm tia ló là chùm phân kỳ.
b) Tương tự, ta tổng quát hóa khái niệm vật. Thông thường vật phát ra chùm tia tới là vật thật.
- Vật điểm là điểm giao nhau của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng.
- Một vật điểm là:
+ Vật thật nếu chùm tia tới là chùm phân kỳ.
+ Vật ảo nếu chùm tia tới là chùm hội tụ.
2. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính
a) Dựng ảnh (vẽ ảnh) có nghĩa là vẽ đường truyền của một chùm tia sáng biểu diễn sự tạo ảnh của một vật điểm (điểm B ở Hình 29.10).
Các tia tới thường sử dụng để vẽ ảnh:
- Tia tới quang tâm O của thấu kính.
- Tia tới song song với trục chính của thấu kính.
- Tia tới qua tiêu điểm vật chính F (hay có đường kéo dài qua F).
b) Trường hợp phải vẽ một tia bất kỳ thì ta xác định trục phụ song song với tia tới. Tia ló tương ứng (hay đường kéo dài của nó) sẽ qua tiêu điểm ảnh phụ trên trục phụ đó (Hình 29.11).
Đặc điểm của tia sáng truyền qua thấu kính:
- Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh thấu kính hội tụ, hoặc cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm ảnh thấu kính phân kì.
- Tia tới qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
- Tia tới qua tiêu điểm vật của thấu kính hội tụ hoặc kéo dài qua tiêu điểm vật của thấu kính phân kì, cho tia ló song song với trục chính.
- Tia sáng bất kì cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục song song với tia đối với thấu kính hội tụ hoặc cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục song song với tia tới đối với thấu kính phân kì.
Dựa vào đặc điểm các tia sáng truyền qua thấu kính để vẽ hình. Để đường truyền của tia sáng qua hệ hai thấu kính đồng trục ta coi tia ló qua thấu kính thứ nhất là tia tới qua thấu kính thứ hai.
Biết cách vẽ ảnh của một điểm sáng (nên chọn hai tia sáng đặc biệt).
- Dựng hai tia ló tới xuất phát từ điểm sáng (nên chọn hai tia sáng đặc biệt).
- Dựng hai tia ló tương ứng với hai tia tới.
- Xác định vị trí giao điểm của hai tia ló hoặc giao điểm của đường kéo dài của hai tia ló.Đó là vị trí ảnh của điểm sáng.
Biết cách vẽ ảnh của một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính:
- Dựng ảnh của điểm đầu mút của vật nằm ngoài trục chính.
- Từ ảnh của điểm đầu mút, hạ đường vuông góc với trục chính của thấu kính. Chân của đường vuông góc này là ảnh của điểm của vật thuộc trục chính.
V. Các công thức về thấu kính
a) Để thiết lập các công thức tổng quát áp dụng cho mọi trường hợp, người ta đặt các giá trị đại số cho khoảng cách như sau:
b) Ngoài ra, chiều và độ lớn của ảnh được xác định bởi tỉ số:
k được gọi là số phóng đại ảnh.
- Nếu k >0: vật và ảnh cùng chiều.
- Nếu k < 0: vật và ảnh ngược chiều.
1. Công thức xác định vị trí ảnh
2. Công thức xác định số phóng đại ảnh
k = -