Lý 11 Bài 32: Kính lúp

- Các dụng cụ quang được phân thành hai nhóm:

• Các dụng cụ quan sát vật nhỏ gồm kính lúp, kính hiển vi…

• Các dụng cụ quan sát vật ở xa gồm kính thiên văn, ống nhòm…

- Các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt đều có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần.

- Đại lượng đặc trưng cho tác dụng trên là số bội giác: \(G=\frac{\alpha }{\alpha _0}=\frac{tan\alpha }{tan\alpha _0}\)

+ Trong đó:

• α là góc trông ảnh qua dụng cụ quang học
• α₀ là góc trông vật có giá trị lớn nhất

• Kính lúp là dụng cụ quang bỗ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ.

• Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ (hoặc hệ ghép tương đương với thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (cm).

• Đặt vật trong khoảng từ quang tâm đến tiêu điểm vật của kính lúp. Khi đó kính sẽ cho một ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật.

• Để nhìn thấy ảnh thì phải điều chỉnh khoảng cách từ vật đến thấu kính để ảnh  hiện ra trong giới hạn nhìn rỏ của mắt. 

• Động tác quan sát ảnh ở một vị trí xác định gọi là ngắm chừng ở vị trí đó.

• Khi cần quan sát trong một thời gian dài, ta nên thực hiện cách ngắm chừng ở cực viễn để mắt không bị mỏi.

- Số bội giác là đại lượng đặc trưng cho các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt, được xác định bằng thương số giữa góc trông ảnh qua dụng cụ quang học và góc trông trực tiếp vật

+ Công thức: \(G=\frac{\alpha }{\alpha _0}=\frac{tan\alpha }{tan\alpha _0}\)

Trong đó:

• \(\alpha\): góc trông ảnh qua dụng cụ quang học (thấu kính)

• \(\alpha _0\): góc trông vật có giá trị lớn nhất được xác định trong từng trường hợp

- Đối với góc trông nhỏ \(tan\alpha \approx \alpha ; tan\alpha_0 \approx \alpha_0\).

- Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực (điểm cực viễn)

+ Công thức: \(G_\propto =\frac{OC_c }{f}\) = Đ/\(f\)

Trong đó

• Đ = \(OC_c\) : khoảng cách từ quang tâm của thấu kính mắt đến điểm cực cận của mắt (Đối với mắt không có tật trong vật lý người ta thường lấy Đ = 25cm = 0,25m)

• \(f\): tiêu cự thấu kính hội tụ của kính lúp (m)

Vẽ đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kính lúp ở vô cực. Viết công thức số bội giác của kính lúp trong trường hợp này.

Hướng dẫn giải

Đường truyền của chùm tia sáng ứng với mắt ngắm chừng kính lúp ờ vô cực như hình vẽ.

Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực:

\(G_\propto =\frac{OC_c }{f}=\frac{Đ}{f}\) 

Trong đó:

Đ = \(OC_c\) : khoảng cách từ quang tâm của thấu kính mắt đến điểm cực cận của mắt (Đối với mắt không có tật trong vật lý người ta thường lấy Đ = 25cm = 0,25m)

\(f\): tiêu cự thấu kính hội tụ của kính lúp (m)

Một học sinh cận thị có các điểm \(C_c, C_v\) cách mắt lần lượt 10 cm và 90 cm. Học sinh này dùng kính lúp có độ tụ \(+10 dp\) để quan sát một vật nhỏ. Mắt đặt sát kính. Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính ?

Hướng dẫn giải

Tiêu cự của kính là:

\(f=\frac{1}{D}=0,1m=10cm\)

Với thấu kính (L) học sinh cận thị thấy rõ vật ở khoảng cách xa nhất \(d_M\) khi ảnh ảo của nó ở cực viễn \(C_v\) và kính đeo sát mắt (\(l=0\) ): \(d_M'\) = \(l-OC_v\) =-90cm

\(d_M=d_M'.\frac{f}{d_M'-f}=(-90).\frac{10}{-90-10}=9cm\)

Tương tự, học sinh cận thị thấy rõ vật ở khoảng cách gần nhất \(d_m\) khi ảnh ảo của nó ở cận cực \(C_c\) : \(d_m'=l-OC_c=-10cm\) 

\(d_m=d_m'.\frac{f}{d_m'-f}=(-10).\frac{10}{-10-10}=5cm\)

 ⇒ Phải đặt trong khoảng trước kính : \(5 cm \leq d \leq 9 cm\).

Câu 1: Trên vành kính lúp có ghi 10× , tiêu cự của kính là bao nhiêu?

Câu 2: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ (30cm → ∞), dùng một kính lúp có độ tụ +20dp. Số bội giác của kính khi người này ngắm chừng ở vô cực là bao nhiêu?

Câu 3: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ (10cm → 50cm), dùng một kính lúp có độ tụ +8dp. Số bội giác của kính khi mắt người quan sát ở tiêu điểm ảnh của kính lúp là bao nhiêu?

Câu 4: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ (10cm → 50cm), dùng một kính lúp có độ tụ +8dp. Số bội giác của kính khi người này ngắm chừng ở điểm cực cận là bao nhiêu?

Câu 5: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ (25cm → ∞), dùng một kính lúp có độ tụ +20dp. Kính lúp để cách mắt 10cm và mắt ngắm chừng ở điểm cách mắt 50cm. Số bội giác của kính lúp đó là bao nhiêu?

Câu 1: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ (25cm → ∞), dùng một kính lúp có độ tụ +20dp. Số bội giác của kính khi người này ngắm chừng ở điểm cực cận là

A. 6,5        B. 4        C. 5        D. 6

Câu 2: Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ từ 25cm đến vô cùng, dùng một kính lúp có độ tụ +20dp. Số bội giác của kính khi người này ngắm chừng không điều tiết là

A. 4        B. 5        C. 6        D. 5,5

Câu 3: Một kính lúp đơn giản được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Một người mắt không có tật có khoảng cách từ mắt tới điểm cực cận Đ=OC_c. Công thức xác định có bội giác khi người đó ngắm chừng ở vô cực là

A. G=f/Đ        B. G=Đ/2f        C. G=2f/Đ        D. G=Đ/f

Câu 4: Kính lúp đơn giản được cấu tạo bởi một

A. thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

B. thấu kính phân kì có tiêu cự ngắn

C. lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang nhỏ

D. lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang là góc vuông

Câu 5: Khi nói về kính lúp, phát biểu nào sau đây là sai?

A. kính lúp là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông quan sát các vật nhỏ

B. Vật cần quan sát đặt trước kính lớp cho ảnh ảo có số phóng đại lớn

C. Kính lúp đơn gian là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

D. Vật cần quan sát đặt trước kính lúp cho ảnh thật có số phóng đại lớn

Qua bài giảng Kính lúp này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Trình bày được các khái niệm chung về tác dụng và số bội giác của các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt.

• Nêu được công dụng và cấu tạo của kính lúp.

• Trình bày được sự tạo ảnh qua kính lúp.

• Vẽ dược đường truyền của chùm tia sáng từ một điểm của vật qua kính lúp.