Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 58: Tổng kết chương III : Quang học

Chiếu một tia sáng từ không khí vào nước, chếch 30^o so với mặt nước.

a. Có hiện tượng gì xảy ra đối với tia sáng khi truyền qua mặt nước? Hiện tượng đó gọi là hiện tượng gì?

b. Góc tới bằng bao nhiêu độ? Góc khúc xạ lớn hơn hay nhỏ hơn 60^o?

Phương pháp giải

- Hiện tượng khúc xạ sáng: Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường

- Góc tới là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến, góc khúc xạ ở đây nhỏ hơn góc tới

Hướng dẫn giải

a. Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa nước và không khí. Đó là hiện tượng khúc xạ ánh sáng

b. Góc tới bằng: i = 90^o – 30^o = 60^o.

Tia sáng đi từ không khí vào nước nên góc khúc xạ r < i = 60^o.

Nêu hai đặc điểm của thấu kính để có thể nhận biết đó là thấu kính hội tụ.

Phương pháp giải

Một số đặc điểm của thấu kính hội tụ: cho ảnh thật, phần rìa mỏng hơn phần giữa, ...

Hướng dẫn giải

- Thấu kính hội tụ tác dụng hội tụ chùm tia tới song song tại một điểm

- Thấu kính hội tụ cho ảnh thật của một vật ở rất xa tại tiêu điểm của nó.Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa

- Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa.

Chiếu vào thấu kính hội tụ một tia sáng song song với trục chính. Hãy vẽ tia sáng ló ra sau thấu kính.

Phương pháp giải

Tia tới song song với trục thì tia ló đi qua tiêu điểm F' của thấu kính

Hướng dẫn giải

Hãy dựng ảnh của vật AB qua thấu kính hội tụ cho trên hình 58.1 (SGK trang 150).

Phương pháp giải

- Vẽ 2 tia cơ bản

- Khoảng cách từ giao điểm hai tia ló tới trục là độ cao của ảnh

Hướng dẫn giải

- Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua F’

- Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

- Hai tia ló trên giao nhau tại B’, ta thu được ảnh thật B’ của B qua thấu kính.

- Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh của AB tạo bởi thấu kính hội tụ.

Thấu kính có phần giữa mỏng hơn phần rìa là thấu kính gì?

Phương pháp giải

TKPK có phần giữa mỏng hơn phần rìa

Hướng dẫn giải

Thấu kính có phần giữa mỏng hơn phần rìa là thấu kính phân kì (TKPK)

Nếu ảnh của tất cả các vật đặt trước một thấu kính đều là ảnh ảo thì thấu kính đó là thấu kính gì?

Phương pháp giải

TKPH luôn cho ảnh ảo

Hướng dẫn giải

Nếu ảnh của tất cả các vật đặt trước một thấu kính đều là ảnh ảo thì thấu kính đó là thấu kính phân kì

Vật kính của máy ảnh là loại thấu kính gì? Ảnh của vật cần chụp hiện lên ở đâu? Ở máy ảnh thông thường thì ảnh nhỏ hơn hay lớn hơn vật? Cùng chiều hay ngược chiều so với vật?

Phương pháp giải

TKHT là một bộ phận của máy ảnh, TKHT cho ảnh thật và ngược chiều vật

Hướng dẫn giải

- Vật kính của máy ảnh là loại thấu kính hội tụ

- Ảnh của vật cần chụp hiện lên ở trên phim

- Ảnh này nhỏ hơn vật và ngược chiều vật

Xét về mặt quang học, hai bộ phận quang trọng nhất của mắt là gì? Hai bộ phận đó tương tự những bộ phận nào trong máy ảnh?

Phương pháp giải

Thể thủy tinh và màng lưới là hai bộ phận quan trọng nhất của mắt

Hướng dẫn giải

- Xét về mặt quang học, hai bộ phận quang trọng nhất của mắt là thể thủy tinh và màng lưới

- Thể thủy tinh tương tự như vật kính còn màng lưới tương tự như phim trong máy ảnh

Giới hạn xa nhất và gần nhất trên khoảng nhìn rõ của mắt mỗi người gọi là những điểm gì?

Phương pháp giải

- Điểm cực viễn CV là điểm xa nhất mắt có thể nhìn rõ

- Điểm cực cận C_C là điểm xa nhất mắt có thể nhìn rõ

Hướng dẫn giải

- Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà khi có vật nằm ở đó mắt có thể thấy rõ vật mà không cần điều tiết gọi là điểm cực viễn (kí hiệu C_V).

- Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà khi có vật nằm ở đó mắt có thể thấy rõ vật khi đã điều tiết mạnh nhất gọi là điểm cực cận (kí hiệu C_C).

Nêu hai biểu hiện thường thấy của tật cận thị. Khắc phục tật cận thị là làm cho mắt cận có thể nhìn rõ những vật ở gần hay ở xa nhất? Kính cận là loại thấu kính gì?

Phương pháp giải

Khi bị tật cận thị mắt không thể nhìn thấy rõ các vật ở xa, phải đeo kính cận là một TKPK để mắt có thể nhìn rõ như bình thường

Hướng dẫn giải

- Biểu hiện thường thấy của tật cận thị

+ Không nhìn được các vật ở xa.

+ Khi đọc sách, phải đặt sách gần mắt hơn bình thường

- Khắc phục tật cận thị là làm cho mắt nhìn rõ được các vật ở xa.

- Kính cận là loại thấu kính phân kì.

Kính lúp là dụng cụ dùng để làm gì? Kính lúp là loại thấu kính gì? Tiêu cự của kính lúp có đặc điểm gì?

Phương pháp giải

Kính lúp là một TKHT có tiêu cự ngắn dùng để quan sát các vật có kích thước nhỏ

Hướng dẫn giải

- Kính lúp là dụng cụ dùng để quan sát những vật rất nhỏ hay những chi tiết nào đó trên một vật.

- Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự không được dài hơn 25 cm.

Hãy nêu một ví dụ về nguồn phát ánh sáng trắng và hai ví dụ về cách tạo ra ánh sáng đỏ.

Phương pháp giải

- Nguồn phát ra ánh sáng trắng: Mặt Trời, đèn ống, ...

- Cách tạo ánh sáng đỏ: đèn led đỏ, laze ...

Hướng dẫn giải

Ví dụ:

- Nguồn phát ra ánh sáng trắng: Mặt Trời, đèn điện, đèn ống,...

- Cách tạo ra ánh sáng đỏ: Đèn led đỏ, chiếu ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ, bút laze phát ra ánh sáng đỏ,...

Làm thế nào để biết trong chùm sáng do một đèn ống phát ra có những ánh sáng màu nào?

Phương pháp giải

Để nhận biết đèn phát ra ánh sáng màu nào ta có thể chiếu đèn vào đĩa CD, lăng kính, ...

Hướng dẫn giải

- Chiếu chùm sáng phát ra từ đèn ống (vân) đến một lăng kính hay mặt ghi của một đĩa CD.

- Lăng kính và đĩa CD lúc này sẽ làm nhiệm vụ phân tích chùm ánh sáng tới thành các thành phần màu khác nhau.

Làm thế nào để trộn hai ánh sáng có màu khác nhau? Sau khi trộn, màu của ánh sáng thu được có phải là một trong hai màu ban đầu hay không?

Phương pháp giải

Khi trộn hai ánh sáng lại với nhau ta nhận lại được một ánh sáng màu khác

Hướng dẫn giải

- Ta chiếu hai chùm sáng màu vào cùng một chỗ trên mặt một màn ảnh trắng hoặc cho hai chùm sáng đó đi theo cùng một phương vào mắt.

- Không phải, kết quả ta thu được một ánh sáng có màu khác với màu của hai ánh sáng ban đầu.

Chiếu ánh sáng đỏ vào 1 tờ giấy trắng, ta sẽ thấy tờ giấy có màu gì? Nếu thay bằng tờ giấy xanh, ta sẽ thấy tờ giấy có màu gì?

Phương pháp giải

- Tờ giấy trắng sẽ tán xạ mạnh ánh sáng đỏ

- Tờ giấy xanh tán xạ rất yếu ánh sáng đỏ

Hướng dẫn giải

- Chiếu ánh sáng đỏ vào 1 tờ giấy trắng, ta sẽ thấy tờ giấy có màu đỏ do tờ giấy trắng sẽ tán xạ mạnh ánh sáng đỏ.

- Nếu thay bằng tờ giấy xanh, ta sẽ thấy tờ giấy có màu gần như màu đen do tờ giấy xanh không tán xạ ánh sáng đỏ.

Trong việc sản xuất muối, người ta lấy nước biển vào các ruộng muối rồi phơi nắng. Người ta đã sử dụng tác dụng gì của ánh sáng? Tác dụng này gây ra hiện tượng gì ở nước biển?

Phương pháp giải

Sản xuất muối là một trong những ứng dụng của tác dụng nhiệt của ánh sáng Mặt Trời

Hướng dẫn giải

- Trong việc sản xuất muối, người ta lấy nước biển vào các ruộng muối rồi phơi nắng

⇒ Tác dụng nhiệt của ánh sáng Mặt Trời

- Tác dụng này gây ra hiện tượng bay hơi nước biển

Bạn Lan chiếu một tia sáng đi từ không khí vào nước rồi đo góc tới và góc khúc xạ. Hãy chỉ ra cặp số liệu nào có thể là kết quả mà bạn Lan thu được.

A. Góc tới bằng 40^o30'; góc khúc xạ bằng 60o

B. Góc tới bằng 60^o; góc khúc xạ bằng 40^o30'

C. Góc tới bằng 90^o; góc khúc xạ bằng 0^o

D. Góc tới bằng 0^o; góc khúc xạ bằng 90^o.

Phương pháp giải

Khi đi từ không khí vào nước thì góc tới lớn hơn góc khúc xạ

Hướng dẫn giải

- Góc tới bằng 60^o; góc khúc xạ bằng 40^o30' (vì khi ánh sáng đi từ không khí vào nước thì góc tới lớn hơn góc khúc xạ).

- Chọn câu B. 

Đặt một vật sáng có dạng chữ L vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, song song với mặt thấu kính, cách thấu kính 30 cm. thấu kính có tiêu cự 15 cm. Ta sẽ thu được ảnh như thế nào?

A. Ảnh thật, cách thấu kính 60 cm

B. Ảnh thật, cách thấu kính 30 cm

C. Ảnh ảo, cách thấu kính 60 cm

D. Ảnh ảo, cách thấu kính 30 cm.

Phương pháp giải

TKHT cho ảnh thật, nếu đặt vật ở vị trí bằng 2 lần tiêu cự thì khoảng cách từ ảnh đến TK cũng sẽ bằng 2 lần tiêu cự

Hướng dẫn giải

- Khi đặt vật cách thấu kính 30 cm tthif ta sẽ thu được ảnh thật, cách thấu kính 30 cm.

- Đáp án B.

Vật kính của loại máy ảnh trên hình 47.2 (SGK trang 127) có tiêu cự cỡ bao nhiêu xentimét?

A. 1 cm

B. 5 cm

C. 20 cm

D. 40 cm

Phương pháp giải

Tiêu cự vật kính của máy ảnh khoảng 5cm

Hướng dẫn giải

- Vật kính của loại máy ảnh trên hình có tiêu cự cỡ 5 cm

- Chọn câu B. 

Bác Hoàng, bác Liên và bác Sen đi thử mắt. Bác Hoàng nhìn rõ được các vật cách mắt từ 25 cm trở ra; bác Liên nhìn rõ được các vật cách mắt từ 50 cm trở ra; còn bác Sơn chỉ nhìn rõ được các vật từ 50 cm trở lại. Mắt bác nào bị cận, mắt bác nào là mắt lão và mắt bác nào là bình thường?

A. Mắt bác Hoàng là mắt cận, mắt bác Liên bình thường, mắt bác Sơn là mắt lão

B. Mắt bác Hoàng là mắt lão mắt bác Liên bình thường, mắt bác Sơn là mắt cận

C. Mắt bác Hoàng bình thường; mắt bác Liên là mắt cận; mắt bác Sơn là mắt lão.

D. Mắt bác Hoàng bình thường, mắt bác Liên là mắt lão; mắt bác Sơn là mắt cận.

Phương pháp giải

Để trả lời câu này cần nắm được đặc điểm mắt cận, lão và mắt bình thường

Hướng dẫn giải

- Mắt bác Hoàng bình thường, mắt bác Liên là mắt lão; mắt bác Sơn là mắt cận.

- Chọn câu D.

Hãy ghép mỗi thành phần a, b, c, d với mỗi thành phần 1, 2, 3, 4 để thành câu có nội dung đúng:

a. Chiếu ánh sáng trắng qua một tấm lọc màu đỏ ta sẽ được ánh sáng...

b. Vật màu xanh có khả năng tán xạ mạnh ánh sáng...

c. Trộn ánh sáng màu vàng với ánh sáng màu xanh da trời ta sẽ được ánh sáng...

d. Mọi ánh sáng đều có...

1. tác dụng nhiệt.

2. màu lục.

3. màu xanh.

4. màu đỏ.

Phương pháp giải

- Ánh sáng trắng qua tấm lọc màu sẽ có màu của tấm lọc

- Vật màu nào thì có khả năng tán xạ ánh sáng màu đó

- Khi trộ 2 ánh sáng sẽ thu được ánh sáng màu khác

- Ánh sáng có tác dụng nhiệt

Hướng dẫn giải

a - 4:

Chiếu ánh sáng trắng qua một tấm lọc màu đỏ ta sẽ được ánh sáng màu đỏ

b - 3:

Vật màu xanh có khả năng tán xạ mạnh ánh sáng màu xanh

c - 2:

Trộn ánh sáng màu vàng với ánh sáng màu xanh da trời ta sẽ được ánh sáng màu lục

d - 1:

Mọi ánh sáng đều có tác dụng nhiệt

Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 20 cm. Thấu kính có tiêu cự 20 cm.

a. Hãy vẽ ảnh của vật AB cho bởi thấu kính.

b. Đó là ảnh thật hay ảnh ảo?

c. Ảnh cách thấu kính bao nhiêu centimet?

Phương pháp giải

- Vẽ 2 tia cơ bản, giao điểm của 2 tia là vị trí ảnh

- TKPK cho ảnh ảo, nhỏ hơn vật

- Dựa vào hình chữ nhật ABIF tính được A'B' = AB/2

Hướng dẫn giải

a. Vẽ hình

b. Ảnh ảo

c. Do A = F nên BO, AI là hai đường chéo của hình chữ nhật ABIO

B' là giao điểm của hai đường chéo BO, AI

=> A'B' là đường trung bình ΔABO

Nên OA' = 1/2.OA = 1/2.20= 10 (cm).

Vật kính của một máy ảnh là một thấu kính hội tụ có tiêu cự 8cm. Máy ảnh được hướng để chụp ảnh một vật cao 40cm, đặt cách máy l,2m.

a. Hãy dựng ảnh của vật trên phim (không cần đúng tỉ lệ)

b. Dựa vào hình vẽ để tính độ cao của ảnh trên phim.

Phương pháp giải

- Vẽ 2 tia cơ bản, giao điểm của 2 tia là vị trí ảnh

- Xét 2 tam giác đồng dạng ABO và A'B'O

\( \Rightarrow \frac{{AB}}{{A'B'}} = \frac{{OA}}{{OA'}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \)

- Xét 2 tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F'

\( \Rightarrow \frac{{OI}}{{A'B'}} = \frac{{OF'}}{{A'F'}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \)

để tính được A'B' = 2,86 cm

Hướng dẫn giải

a) Vẽ hình

b) OF = OF’ = 8cm; AB = 40cm; OA = 1,2m = 120cm.

Ta có: 

\({\rm{\Delta }}OAB \sim {\rm{\Delta }}OA'B' \Rightarrow \frac{{AB}}{{A'B'}} = \frac{{OA}}{{OA'}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} (1)\)

Lại có: 

\({\rm{\Delta }}F'OI \sim {\rm{\Delta }}F'A'B' \Rightarrow \frac{{OI}}{{A'B'}} = \frac{{OF'}}{{A'F'}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} (2)\)

Mặt khác: AB = OI (3)

Từ (1), (2) và (3) 

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{{OA}}{{OA'}} = \frac{{{\rm{O}}{{\rm{F}}^\prime }}}{{A'F'}}\\ \Leftrightarrow \frac{{OA}}{{OA'}} = \frac{{{\rm{O}}{{\rm{F}}^\prime }}}{{OA' - {\rm{O}}{{\rm{F}}^\prime }}}\\ \Leftrightarrow \frac{{120}}{{OA'}} = \frac{8}{{OA' - 8}} \end{array}\)

\( \Rightarrow OA' = \frac{{60}}{7}cm\)

Thay vào (1) ta được: 

\(\frac{{40}}{{A'B'}} = \frac{{120}}{{\frac{{60}}{7}}} \Rightarrow A'B' = 2,86cm\)

Một người đứng ngắm một cái cửa cách xa 5 m. Cửa cao 2 m. Tính độ cao của ảnh cửa trên màng lưới của mắt. Coi thể thủy tinh như một thấu kính hội tụ, cách màng lưới 2 cm.

Phương pháp giải

- Vẽ 2 tia cơ bản, giao điểm của 2 tia là vị trí ảnh

- Xét 2 tam giác đồng dạng: 

\({\rm{\Delta }}OAB \sim {\rm{\Delta }}OA'B' \Rightarrow \frac{{AB}}{{A'B'}} = \frac{{OA}}{{OA'}}\)

để tìm ra được A'B' = 0,8 cm

Hướng dẫn giải

Dựa vào hình trong bài 23, coi PQ là màng lưới của mắt.

- Khoảng cách từ mắt đến cửa: OA = 5m = 500cm

- Khoảng cách từ thể thuỷ tinh đến màng lưới: OA’ = 2cm

- Chiều cao của cửa AB = 2m = 200cm

A’B’ là ảnh của cái cửa trên màng lưới.

- Ta có: 

\({\rm{\Delta }}OAB \sim {\rm{\Delta }}OA'B' \Rightarrow \frac{{AB}}{{A'B'}} = \frac{{OA}}{{OA'}}\)

\( \Rightarrow A'B' = \frac{{AB.OA'}}{{OA}} = \frac{{200.2}}{{500}} = 0,8cm\)

a. Nhìn một ngọn đèn dây tóc qua một kính lọc màu đỏ, ta thấy ánh sáng màu gì?

b. Nhìn ngọn đèn đó qua kính lọc màu lam, ta thấy ánh sáng màu gì?

c. Chập hai kính lọc nói trên với nhau và nhìn ngọn đèn, ta thấy ánh sáng màu đỏ sẫm. Đỏ có phải là trộn ánh sáng đỏ với ánh sáng lam hay không? Tại sao?

Phương pháp giải

- Chiếu ánh sáng trắng nào tấm lọc màu nào sẽ cho ánh sáng màu đó

- Trong một số trường hợp có sự trộn màu nên không nhìn rõ được màu của tấm lọc

Hướng dẫn giải

a. Ánh sáng màu đỏ

b. Ánh sáng màu lam

c.  Trong điều kiện lí tưởng, kính lọc màu đỏ thì chỉ cho màu đỏ đi qua, còn kính lọc màu lam thì chỉ cho ánh sáng màu lam đi qua.

Tuy nhiên, trong trường hợp này do các kính lọc đó không chặn được hết toàn bộ ánh sáng mà cho qua một phần màu đỏ và một phần màu lam với một tỷ lệ nào đó.

⇒ Kết quả là ta quan sát thấy màu đỏ sẫm.

Vậy ta có thể coi đó là sự trộn một phần ánh sáng đỏ với ánh sáng lam.

Có một căn nhà trồng các chậu cây cảnh dưới một giàn hoa rậm rạp. Các cây cảnh bị còi cọc, rồi chết. Hiện tượng này cho thấy tầm quan trọng của tác dụng gì của ánh sáng Mặt Trời? Tại sao?

Phương pháp giải

Ánh sáng Mặt Trời có tác dụng giúp cho cây cối sinh sản và phát triển

Hướng dẫn giải

- Hiện tượng này cho thấy tầm quan trọng củatác dụng sinh học của ánh sáng Mặt Trời

- Vì không có ánh sáng chiếu vào cây cảnh nên không có tác dụng sinh học để duy trì sự sống của cây.