Giải bài tập SBT Vật Lí 11 Bài 32: Kính lúp

Công thức tính số bội giác của kính lúp G = Đ/f ( với D là khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận; f là tiêu cự của kính) dùng được trong trường hợp nào

A. Mắt cận ngắm chừng ở điệm cực cận

B. Mắt tốt (không có tật) ngắm chừng ở điểm cực cận

C. Mắt cận ngắm chừng ở điệm cực viễn

D. Mắt tốt ngắm chừng ở điểm cực viễn 

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được đặc điểm của kính lúp

Hướng dẫn giải

- Công thức tính số bội giác của kính lúp G = Đ/f  dùng được trong trường hợp Mắt tốt ngắm chừng ở điểm cực viễn 

- Đáp án D

Xét các yếu tố sau khi quan sát một vật qua kính lúp :

(1) Tiêu cự của kính lúp.

(2) Khoảng cực cận OC_c của mắt.

(3) Độ lớn của vật.

(4) Khoảng cách từ mắt đến kính.

Hãy chọn đáp án đúng ở các câu hỏi 32.2 và 32.3

Số bội giác của kính lúp ngắm chừng ở vô cực phụ thuộc các yếu tố nào ?

A. (1) + (2).     B.(1) + (3)

C. (2) + (4).     D.(1) + (2) + (3) + (4). 

Phương pháp giải

Dựa vào công thức tính số bội giác:

\(G = \frac{{O{C_c}}}{f} \) để tìm các đại lượng phụ thuộc.

Hướng dẫn giải

- Số bội giác của kính lúp ngắm chừng ở vô cực phụ thuộc các yếu tố: Tiêu cự của kính lúp và khoảng cực cận OC_c của mắt.

- Chọn A

Số bội giác của kính lúp ngắm chừng ở điểm cực cận không phụ thuộc (các) yếu tố nào?

A.(1)                B.(3).

C. (2) + (3).     D. (2) + (3) + (4). 

Phương pháp giải

Số bội giác của kính lúp ngắm chừng ở cực cận phụ thuộc các yếu tố: Tiêu cự của kính lúp, khoảng cách đeo kính và khoảng cực cận OC_c của mắt.

Hướng dẫn giải

- Số bội giác của kính lúp ngắm chừng ở điểm cực cận không phụ thuộc: Độ lớn của vật

- Chọn B

Trong trường hợp ngắm chừng nào thì số bội giác của kính lúp tỉ lệ nghịch với tiêu cự ?

A. Ở vô cực.               B. Ở điểm cực viễn nói chung,

C. Ở điểm cực cận.     D. Ở vị trí bất kì. 

Phương pháp giải

Ngắm chừng ở vô cực có số bội giác của kính lúp tỉ lệ nghịch với tiêu cự

Hướng dẫn giải

- Trường hợp ngắm chừng có số bội giác của kính lúp tỉ lệ nghịch với tiêu cự là ở vô cực

- Chọn A

Một kính lúp có ghi 5x trên vành của kính. Người quan sát có khoảng cực cận OC_c = 20 cm ngắm chừng ở vô cực để quan sát một vật.

Số bội giác của kính có trị số nào ?

A. 5.     B. 4.    

C. 2.     D. Khác A, B, C. 

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

\(G = \frac{{O{C_c}}}{f} \) để tính số bội giác

Hướng dẫn giải

- Tiêu cự là:

\(f = \frac{{25}}{5} = 5\)

- Số bội giác:

\(G = \frac{{O{C_c}}}{f} = \frac{{20}}{5} = 4\)

⇒ Số bội giác của kính có trị số 4

- Đáp án B

Một người đứng tuổi khi nhìn những vật ở xa thì không phải đeo kính nhưng khi đeo kính có độ tụ 1 dp thì đọc được trang sách đặt cách mắt gần nhất là 25 cm (mắt sát kính).

a) Xác định vị trí của các điểm cực viễn và cực cận của mắt người này.

b) Xác định độ biến thiên của độ tụ mắt người này từ trạng thái không điều tiết đến điều tiết tối đa.

c) Người này bỏ kính ra và dùng một kính lúp có độ tụ 32 dp để quan sát một vật nhỏ. Mắt cách kính 30 cm. Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính? Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực. 

Phương pháp giải

a) Xác định vị trí điểm cực viễn và cực cận theo công thức:

\({\frac{1}{{25}} - \frac{1}{{O{C_C}}} = \frac{1}{{{f_k}}}}\)

b) Độ biến thiên độ tụ tính theo công thức:

ΔD = D_max – D_min  = 1/OC_C

c) Áp dụng công thức:

\({G_\infty } = \frac{{O{C_C}}}{{{f_1}}} \) để tính số bội giác

Khoảng đặt vật được thể hiện trong bảng bên dưới

Hướng dẫn giải

a) Theo đề bài: CV --> ∞

\(\begin{array}{*{20}{c}} {{f_k} = \frac{1}{{{D_k}}} = 1m = 100cm}\\ \begin{array}{l} \frac{1}{{25}} - \frac{1}{{O{C_C}}} = \frac{1}{{100}}\\ \Rightarrow O{C_C} = \frac{{100}}{3} \approx 33,3cm \end{array} \end{array}\)$$

b) ΔD = D_max – D_min  = 1/OC_C = 3dp;

OC_C = 1/3m.

c) Tiêu cự kính lúp:

d'= 1/D = 25/8 = 3,125cm.

Khoảng đặt vật MN xác định bởi:

Khoảng đặt vật: 16,13mm ≤ d ≤ 31,25mm.

- Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:

\({G_\infty } = \frac{{O{C_C}}}{{{f_1}}} \approx 10,67\)

Một người có khoảng cực cận OC_c = 15 cm và khoảng nhìn rõ (khoảng cách từ điểm cực cận đến điểm cực viễn) là 35 cm.

Người này quan sát một vật nhỏ qúa kính lúp có tiêu cự 5 cm. Mắt đặt cách kính 10 cm.

Năng suất phân li của mắt người này là 1’. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà mắt người này còn phân biệt được khi ngắm chừng ở điểm cực cận.  

Phương pháp giải

- Ngắm chừng ở điểm cực cận: A’ ≡ CC

- Dựa vào hình vẽ bên dưới, tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mắt có thể phân biệt được theo công thức:

\({A{B_{\min }} = \frac{{O{C_C}}}{{{k_C}}}.{\alpha _{\min }}}\)

Hướng dẫn giải

Hình 32.1G.

- Quan sát vật qua kính nghĩa là quan sát ảnh của vật tạo bởi kính.

Phải có α ≥ α_min.

- Ngắm chừng ở điểm cực cận: A’ ≡ CC

Ta có: α ≈ tanα = A’B’/OCC­  (Hình 32.2G)

Vậy :

\(\begin{array}{l} \frac{{A'B'}}{{O{C_C}}} \ge {\alpha _{\min }}\\ \Rightarrow A'B' \ge O{C_C}.{\alpha _{\min }} \end{array}\)$$

- Khoảng cách ngắn nhất trên vật còn phân biệt được:

\(\begin{array}{*{20}{c}} {{k_C}.ABO{C_C}.{\alpha _{\min }}}\\ { \Rightarrow A{B_{\min }} = \frac{{O{C_C}}}{{{k_C}}}.{\alpha _{\min }} = \frac{{15}}{2}.\frac{1}{{3500}} \approx 21,4\mu m} \end{array}\)

Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 50 cm.

a) Xác định độ tụ của kính mà người này phải đeo để có thể nhìn rõ một vật ở xa vô cùng không điều tiết.

b) Khi đeo kính, người này có thể đọc được trang sách cách mắt gần nhất là 20 cm (mắt sát kính). Hỏi điểm cực cận của mắt cách mắt bao xa ?

c) Để đọc được những dòng chữ nhỏ mà không phải điều tiết, người này bỏ kính ra và dùng một kính lúp có tiêu cự 5 cm đặt sát mắt. Khi đó phải đặt trang sách cách kính lúp bao nhiêu? 

Phương pháp giải

a) Tính độ tụ theo công thức: D_k = 1/f_k với f_k = - OC_v 

b) Tìm điểm cực cận theo công thức:

\(\begin{array}{l} \frac{1}{d} - \frac{1}{{O{C_c}}} = \frac{1}{{{f_l}}}\\\end{array}\)

c) Khoảng cách để sách được tính theo công thức:

\(\begin{array}{l} \frac{1}{d} - \frac{1}{{O{C_V}}} = \frac{1}{{{f_l}}}\\ \end{array}\)

Hướng dẫn giải

a) Độ tụ của kính là:

f_k = - OC_v = - 50cm = - 0,5m 

⇒ D_k = 1/f_k = -2dp

b) Điểm cực cận của mắt cách mắt

\(\begin{array}{l} \frac{1}{d} - \frac{1}{{O{C_C}}} = \frac{1}{{{f_k}}}\\ \Rightarrow O{C_C} = \frac{{50.20}}{{70}} \approx 14,3cm \end{array}\)$$

c) d’ = - OCv = - 50cm

\(\begin{array}{l} \frac{1}{d} - \frac{1}{{O{C_V}}} = \frac{1}{{{f_l}}}\\ \Rightarrow d = \frac{{50.5}}{{55}} \approx 4,55cm \end{array}\)