Để hiểu rõ hơn về ảnh của một vật được tạo bởi thấu kính lồi, 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 lồi, sau đó mô tả sự hình thành ảnh của vật thể bởi thấu kính lồi , khoảng cách từ ảnh đến thấu kính lồi và độ phóng đại của ảnh bởi thấu kính lồi .
Một thấu kính lồi (thấu kính hội tụ) có tiêu cự 20 cm. Một vật cao 10 cm được đặt bên trái thấu kính. Xác định khoảng cách ảnh, độ phóng đại ảnh và chiều cao ảnh nếu:
a) Khoảng cách từ vật đến thấu kính lồi nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính lồi (s < f).
b) Khoảng cách từ vật đến thấu kính lồi bằng với tiêu cự của thấu kính lồi (s = f).
c) Khoảng cách từ vật đến thấu kính lồi lớn hơn tiêu cự của thấu kính lồi (s > f).
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Tiêu cự (f) của thấu kính lõm = 20 cm
Tiêu cự của thấu kính lồi là dương vì tiêu điểm của thấu kính lồi là tiêu điểm thực, tức là có một chùm tia sáng đi qua tiêu điểm đó.
Chiều cao của vật (h) = 10 cm
Jawab :
Khoảng cách vật thể nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính lồi (s > f)
Giả sử khoảng cách giữa các vật thể là 5 cm, 10 cm và 15 cm.
a) Nếu khoảng cách vật thể (s) = 5 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/5 = 1/20 – 4/20 = -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 là 6,7 cm, lớn hơn khoảng cách vật là 5 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-6,7)/5 = 6,7/5 = 1,3
Độ phóng đại của ảnh lớn hơn 1, có nghĩa là ảnh được phóng to hoặc kích thước của ảnh lớn hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (1,3)(10 cm) = 13 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
b) Nếu khoảng cách của vật (s) = 10 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/10 = 1/20 – 2/20 = -1/20
s' = -20/1 = -20 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh là 20 cm, lớn hơn khoảng cách vật là 10 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-20)/10 = 20/10 = 2
Độ phóng đại của ảnh lớn hơn 1, có nghĩa là ảnh được phóng to hoặc kích thước của ảnh lớn hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (2)(10 cm) = 20 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
c) Nếu khoảng cách của vật (s) = 15 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/15 = 3/60 – 4/60 = -1/60
s' = -60/1 = -60 cm
Khoảng cách ảnh âm có nghĩa là ảnh ảo, trong đó chùm tia sáng không đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh là 60 cm, lớn hơn khoảng cách vật là 15 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -(-60)/15 = 60/15 = 4
Độ phóng đại của ảnh lớn hơn 1, có nghĩa là ảnh được phóng to hoặc kích thước của ảnh lớn hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (4)(10 cm) = 40 cm
Chiều cao của bóng là dương, nghĩa là bóng thẳng đứng.
Khoảng cách vật thể bằng với tiêu cự của thấu kính lồi (s = f)
Cái bóng ở cách xa vô tận.
Khoảng cách vật thể lớn hơn tiêu cự của thấu kính lồi (s > f)
Giả sử khoảng cách giữa các vật thể là 30 cm, 40 cm và 50 cm.
a) Nếu khoảng cách vật thể (s) = 30 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 cm
Khoảng cách ảnh dương có nghĩa là ảnh thật, trong đó chùm tia sáng đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh là 60 cm, lớn hơn khoảng cách vật là 30 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -60/30 = -2
Độ phóng đại của ảnh lớn hơn 1, có nghĩa là ảnh được phóng to hoặc kích thước của ảnh lớn hơn kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (-2)(10 cm) = -20 cm
Chiều cao của bóng là âm, nghĩa là bóng bị đảo ngược.
b) Nếu khoảng cách của vật (s) = 40 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/40 = 2/40 – 1/40 = 1/40
s' = 40/1 = 40 cm
Khoảng cách ảnh dương có nghĩa là ảnh thật, trong đó chùm tia sáng đi qua ảnh.
Khoảng cách bóng 40 cm cũng chính là khoảng cách vật 40 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -40/40 = -1
Độ phóng đại của ảnh bằng 1, nghĩa là kích thước của ảnh bằng kích thước của vật thể.
Chiều cao bóng (h')
Công thức phóng đại bóng:
M = h'/h
h' = M h = (-1)(10 cm) = -10 cm
Chiều cao của bóng là âm, nghĩa là bóng bị đảo ngược.
b) Nếu khoảng cách của vật (s) = 50 cm
Khoảng cách ảnh (s')
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/50 = 5/100 – 2/100 = 3/100
s' = 100/3 = 33,3 cm
Khoảng cách ảnh dương có nghĩa là ảnh thật, trong đó chùm tia sáng đi qua ảnh.
Khoảng cách ảnh 33,3 cm nhỏ hơn khoảng cách vật thể 50 cm.
Độ phóng đại hình ảnh (M)
M = -s'/s = -33,3/40 = -0,8
Độ phóng đại của ảnh nhỏ hơn 1, có nghĩa là 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 âm, nghĩa là bóng bị đảo ngược.
