Bài viết về thấu kính phân kỳ (lõm)
Định nghĩa thấu kính lõm
Một loại thấu kính được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là thấu kính lõm. Thấu kính lõm là thấu kính có phần trung tâm mỏng hơn trong khi các cạnh dày hơn. Thấu kính lõm thường có hình tròn, mặc dù cũng có những thấu kính không tròn. Giống như thấu kính lồi, thấu kính lõm được làm bằng thủy tinh để có chiết suất lớn hơn chiết suất của không khí.
Các loại thấu kính lõm
Nhìn chung, có ba loại thấu kính lõm, với hình dạng của thấu kính như trong hình dưới đây (hình chiếu cạnh).
Việc sử dụng thấu kính lõm
Nếu mắt một người không nhìn rõ các vật ở xa hoặc người đó bị cận thị, thì người đó sẽ sử dụng thấu kính lõm, thấu kính phân kỳ hoặc thấu kính âm để hỗ trợ thị lực. Thấu kính lõm được sử dụng trong kính mắt hoặc kính áp tròng để giúp người đeo nhìn rõ các vật thể. Ngoài việc được ứng dụng trong kính mắt và kính áp tròng, thấu kính lõm còn được sử dụng trong kính viễn vọng quang học.
Tiêu điểm (F) của thấu kính lõm
Hãy quan sát hình vẽ. Tia sáng phát ra từ các vật thể ở rất xa như mặt trời song song với trục chính của thấu kính. Trong hình, trục chính của thấu kính là đường màu xanh lam.
Một chùm tia sáng chiếu vào bề mặt thấu kính lõm, và thấu kính khúc xạ chùm tia sáng đó. Sự khúc xạ ánh sáng bởi thấu kính lõm tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng. Tất cả các tia sáng đều bị khúc xạ như thể chúng xuất phát từ tiêu điểm F₂ , và chùm tia sáng khúc xạ lan tỏa theo nhiều hướng khác nhau. Chùm tia sáng khúc xạ lan truyền theo nhiều hướng nên thấu kính lõm được gọi là thấu kính phân kỳ.
Điểm trọng tâm của F2 F là vị trí của ảnh từ một vật thể rất xa. Nếu chùm tia sáng bị khúc xạ bởi thấu kính lõm đến từ mặt trời, ảnh của mặt trời sẽ xuất hiện tại tiêu điểm F.2Mắt người cho rằng chùm ánh sáng đang chuyển động thẳng. Do đó, chùm ánh sáng bị khúc xạ như thể nó đến từ điểm F.2 Tiêu điểm, mặc dù tia sáng khúc xạ không đi qua tiêu điểm. Vì chùm tia sáng không đi qua tiêu điểm, nên tiêu điểm của thấu kính lõm là ảo, và ảnh của vật thể trông như thể nó nằm ở tiêu điểm cũng là ảo.
Ảnh của thấu kính lõm
Các thấu kính lõm chỉ có thể tạo ra ảnh ảo. Ảnh ảo không tồn tại nhưng lại giống như tồn tại vì mắt người nhìn thấy chùm ánh sáng chuyển động thẳng, do đó não bộ người kết luận rằng ảnh đó có thật. Nếu đặt một màn chắn ở vị trí có ảnh ảo, thì trên màn chắn sẽ không có ảnh. Sự tạo ảnh bởi các thấu kính lõm được giải thích chi tiết trong chủ đề về sự tạo ảnh bởi các thấu kính lõm.
10 câu hỏi và câu trả lời mang tính khái niệm về thấu kính phân kỳ (lõm).
1. Thấu kính phân kỳ là gì và những đặc điểm chính của nó là gì?
Thấu kính phân kỳ, còn được gọi là thấu kính lõm, là loại thấu kính làm phân tán các tia sáng đã bị khúc xạ. Các đặc điểm chính bao gồm phần trung tâm mỏng hơn phần rìa, các tia sáng phân kỳ sau khi khúc xạ, và nó luôn tạo ra ảnh ảo, thẳng đứng và nhỏ hơn.
2. Thấu kính phân kỳ ảnh hưởng đến các tia sáng song song như thế nào?
Thấu kính phân kỳ sẽ làm cho các tia sáng song song tách ra (phân kỳ) và dường như xuất phát từ một điểm duy nhất gọi là tiêu điểm. Tiêu điểm nằm cùng phía với tia sáng đi vào thấu kính.
3. Công thức tính công suất thấu kính là gì và nó được áp dụng như thế nào đối với thấu kính phân kỳ?
Công thức tính công suất thấu kính là P = 1/f, trong đó P là công suất của thấu kính và f là tiêu cự. Đối với thấu kính phân kỳ, tiêu cự được coi là âm, do đó công suất của thấu kính phân kỳ cũng là âm.
4. Thấu kính phân kỳ có thể tạo ra ảnh thật không? Hãy giải thích.
Không, thấu kính phân kỳ không thể tạo ra ảnh thật. Điều này là do các tia sáng phân kỳ sau khi đi qua thấu kính và chúng dường như xuất phát từ một điểm nằm cùng phía với nguồn sáng, do đó tạo ra ảnh ảo.
5. Ảnh được tạo bởi thấu kính phân kỳ khác với ảnh được tạo bởi thấu kính hội tụ như thế nào?
Thấu kính phân kỳ tạo ra ảnh ảo, thẳng đứng và nhỏ hơn vật, trong khi thấu kính hội tụ có thể tạo ra ảnh thật, ngược chiều (nếu vật nằm ngoài tiêu điểm) hoặc ảnh ảo, thẳng đứng (nếu vật nằm gần tiêu điểm hơn).
6. Công thức chế tạo thấu kính phân biệt giữa thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ như thế nào?
Công thức chế tạo thấu kính là 1/f = (n2/n1 – 1) x (1/R1 – 1/R2), trong đó f là tiêu cự, n2 và n1 là chiết suất, và R1 và R2 là bán kính cong. Đối với thấu kính phân kỳ, R1 âm và R2 dương (xét theo quy ước rằng bán kính dương nếu tâm cong nằm ở phía đối diện với nguồn sáng), trong khi đối với thấu kính hội tụ, cả hai đều dương.
7. Thấu kính phân kỳ ảnh hưởng đến đường đi của tia sáng đi qua tâm quang học của nó như thế nào?
Tia sáng đi qua tâm quang học của thấu kính phân kỳ sẽ tiếp tục đi theo đường thẳng mà không bị ảnh hưởng bởi thấu kính. Điều này là do góc tới của tia sáng bằng 0° tại tâm quang học.
8. Tiêu cự của thấu kính phân kỳ là bao nhiêu và nó được biểu diễn theo quy ước như thế nào?
Tiêu cự của thấu kính phân kỳ là khoảng cách giữa thấu kính và điểm mà từ đó các tia sáng phân kỳ xuất phát. Theo quy ước, nó được biểu thị bằng một giá trị âm, cho biết tiêu điểm nằm cùng phía với nguồn sáng chiếu vào thấu kính.
9. Kích thước và vị trí của ảnh sẽ thay đổi như thế nào khi vật thể di chuyển ra xa thấu kính phân kỳ?
Khi vật thể di chuyển ra xa thấu kính phân kỳ, kích thước ảnh giảm đi và vị trí ảnh tiến gần hơn đến thấu kính. Tuy nhiên, ảnh vẫn thẳng đứng và là ảnh ảo.
10. Có thể sử dụng thấu kính phân kỳ để điều chỉnh một số tật khúc xạ mắt nhất định không? Nếu có, đó là những tật khúc xạ nào?
Đúng vậy, thấu kính phân kỳ có thể được sử dụng để điều chỉnh tật cận thị. Tình trạng này đặc trưng bởi việc mắt không có khả năng tập trung vào các vật thể ở xa, khiến chúng trông mờ. Thấu kính phân kỳ giúp bằng cách phân tán ánh sáng trước khi nó đi vào mắt, từ đó đưa hình ảnh trở lại võng mạc một cách hiệu quả.
