Để hiểu rõ hơn về ảnh của một vật được tạo bởi thấu kính lõm, hãy xem xét ví dụ và phần thảo luận sau đây. Trong câu hỏi này, giả sử vật thể nằm ở một khoảng cách nhất định so với thấu kính lõm, sau đó mô tả sự hình thành ảnh của vật thể bởi thấu kính lõm , khoảng cách từ ảnh đến thấu kính lõm và độ phóng đại của ảnh bởi thấu kính lõm .
Tiêu cự của thấu kính lõm (thấu kính phân kỳ) là 20 cm. Một vật cao 10 cm nằm bên trái thấu kính. Xác định khoảng cách ảnh, độ phóng đại ảnh và chiều cao ảnh nếu:
a) Khoảng cách vật nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính lõm.
b) Khoảng cách của vật thể bằng với tiêu cự của thấu kính lõm.
c) Khoảng cách vật lớn hơn tiêu cự của thấu kính lõm.
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Tiêu cự (f) của thấu kính lõm = -20 cm
Tiêu cự của thấu kính lõm là âm vì tiêu điểm của thấu kính lõm là ảo, tức là tia sáng không đi qua tiêu điểm đó.
Chiều cao của vật (h) = 10 cm
Jawab :
Khoảng cách vật thể nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính lõm (s > f)
Giả sử khoảng cách giữa các vật thể là 5 cm, 10 cm và 15 cm.
a) Tiêu cự = 20 cm và khoảng cách vật (s) = 5 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/5 = -1/20 – 4/20 = -5/20
s' = -20/5 = -4 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 4 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 5 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-4)/5 = 4/5 = 0,8
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,8)(10 cm) = 8 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
b) Tiêu cự = 20 cm và khoảng cách vật (s) = 10 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/10 = -1/20 – 2/20 = -3/20
s' = -20/3 = -6,7 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 6,7 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 10 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-6,7)/10 = 6,7/10 = 0,67
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,67)(10 cm) = 6,7 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
c) Tiêu cự = 20 cm và khoảng cách vật (s) = 15 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/15 = -3/60 – 4/60 = -7/60
s' = -60/7 = -8,6 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 8,7 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 15 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-8,6)/10 = 8,6/10 = 0,86
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,86)(10 cm) = 8,6 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
Khoảng cách vật thể bằng với tiêu cự của thấu kính lõm (s = f)
Tiêu cự (f) = khoảng cách vật (s) = 20 cm.
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/20 = -2/20 = -2/20
s' = -20/2 = -10 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó tia sáng không đi qua bóng.
Khoảng cách ảnh 10 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 20 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-10)/20 = 10/20 = 0,5
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,5)(10 cm) = 5 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
Khoảng cách vật thể lớn hơn tiêu cự của thấu kính lõm (s > f)
Giả sử khoảng cách giữa hai vật là 30 cm và 40 cm.
a) Tiêu cự = 20 cm và khoảng cách vật (s) = 30 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/30 = -3/60 – 2/60 = -5/60
s' = -60/5 = -12 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 12 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 30 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-12)/30 = 12/30 = 0,4
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,4)(10 cm) = 4 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
b) Tiêu cự = 20 cm và khoảng cách vật (s) = 40 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = -1/20 – 1/40 = -2/40 – 1/40 = -3/40
s' = -40/3 = -13 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 13 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 40 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-13)/40 = 13/40 = 0,3
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là ảnh bị thu nhỏ hoặc kích thước của ảnh nhỏ hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (0,3)(10 cm) = 3 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
