So sánh ảnh qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em so sánh và phân biệt được đặc điểm ảnh giữa thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì, và giải được dạng bài "hộp đen" — chỉ cho biết đặc điểm ảnh, yêu cầu suy ra loại thấu kính đã tạo ra nó.
Kiến thức nền cần nhớ
Chương 2 đã cho em năm trường hợp ảnh của thấu kính hội tụ; bài trước cho em MỘT trường hợp duy nhất của thấu kính phân kì (luôn ảo, cùng chiều, nhỏ hơn). Bài này đặt cả hai cạnh nhau để tìm ra dấu hiệu phân biệt quan trọng nhất.
Cho biết ảnh của một vật qua một thấu kính không rõ loại là ảnh ảo, cùng chiều, nhưng KHÔNG nói ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật. Riêng thông tin "ảo, cùng chiều" đã đủ để xác định loại thấu kính hay chưa?
Kiến thức trọng tâm
- 1
Ảnh của một vật qua một thấu kính không rõ loại là ảnh ảo, cùng chiều, và lớn gấp 2 lần vật. Xác định loại thấu kính và vị trí đặt vật so với tiêu cự.
- 2
Ta có ảnh ảo và LỚN HƠN vật. Theo tính chất đã học, chỉ thấu kính hội tụ mới cho ảnh ảo lớn hơn vật; thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật.
- 3
Ảnh ảo của thấu kính hội tụ chỉ xuất hiện khi vật lọt vào trong khoảng tiêu cự.
- 4Vậy đây là thấu kính hội tụ, và vật được đặt trong khoảng tiêu cự ($d < f$) của nó.
- 1
Đặt một vật trước thấu kính A, thu được ảnh ảo nhỏ hơn vật. Giữ nguyên vị trí vật, thay bằng thấu kính B, lần này thu được ảnh thật ngược chiều. Xác định loại của mỗi thấu kính, và giải thích logic loại trừ đã dùng.
- 2
Ta có ảnh ảo và NHỎ HƠN vật. Theo tính chất đã học, chỉ thấu kính phân kì mới luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật ở mọi vị trí đặt vật. Suy ra thấu kính A là thấu kính phân kì.
- 3
Ta có ảnh thật, ngược chiều. Theo tính chất đã học, thấu kính phân kì KHÔNG BAO GIỜ tạo ra ảnh thật — chỉ thấu kính hội tụ mới có thể cho ảnh thật khi vật đặt ngoài tiêu điểm. Suy ra thấu kính B là thấu kính hội tụ.
- 4
Vậy thấu kính A là thấu kính phân kì (dựa vào ảnh ảo nhỏ hơn vật), thấu kính B là thấu kính hội tụ (dựa vào việc chỉ thấu kính hội tụ mới tạo được ảnh thật).
Nhiều em nghĩ rằng "ảnh ảo thì luôn nhỏ hơn vật" — đây là kết luận SAI vì chỉ đúng với thấu kính phân kì. Ảnh ảo của thấu kính hội tụ (nguyên lí kính lúp) lại luôn LỚN HƠN vật. Phải xét cả loại ảnh (thật/ảo) LẪN độ lớn mới kết luận được loại thấu kính.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ảnh thật → chắc chắn là thấu kính hội tụ. Ảnh ảo, lớn hơn vật → thấu kính hội tụ (vật trong khoảng tiêu cự). Ảnh ảo, nhỏ hơn vật → thấu kính phân kì. Chỉ biết "ảo, cùng chiều" là chưa đủ — cần thêm độ lớn.
Chương tiếp theo mang cả hai loại thấu kính vào đời sống thật: kính lúp dùng nguyên lí ảnh ảo lớn hơn của thấu kính hội tụ, còn kính cận thị dùng nguyên lí ảnh ảo nhỏ hơn của thấu kính phân kì.