Bài viết về phương trình của thấu kính hội tụ (lồi).
Trước khi tìm hiểu phương trình của thấu kính lồi, hãy hiểu các quy tắc về dấu của thấu kính lồi dưới đây.
Quy tắc dấu của thấu kính lồi
– Khoảng cách vật thể (do)
Nếu một vật thể đi xuyên qua chùm tia sáng, thì khoảng cách của vật thể là dương.
– Khoảng cách ảnh (di)
Nếu chùm tia sáng đi qua ảnh, thì khoảng cách ảnh là dương (ảnh thật). Nếu chùm tia sáng không đi qua ảnh, thì khoảng cách ảnh là âm (ảnh ảo).
– Tiêu cự (f)
Khi chùm tia sáng đi qua tiêu điểm của thấu kính, tiêu cự của thấu kính sẽ dương. Ngược lại, nếu chùm tia sáng không đi qua tiêu điểm của thấu kính, tiêu cự của thấu kính sẽ âm. Tiêu điểm của thấu kính lồi là nơi chùm tia sáng đi qua. Do đó, tiêu cự của thấu kính lồi là dương.
– Chiều cao của vật thể (ho)
Nếu vật nằm phía trên trục chính, thì chiều cao vật mang dấu dương (vật thẳng đứng). Ngược lại, nếu vật nằm phía dưới trục chính của thấu kính lồi, thì chiều cao vật mang dấu âm (vật bị đảo ngược).
– Chiều cao của hình ảnh (hi)
Nếu ảnh nằm phía trên trục chính, chiều cao ảnh là dương (ảnh thẳng đứng). Nếu ảnh nằm phía dưới trục chính, chiều cao ảnh là âm (ảnh đảo ngược).
– Độ phóng đại của ảnh (m)
Nếu độ phóng đại của ảnh > 1, thì kích thước ảnh lớn hơn kích thước vật thể. Nếu độ phóng đại của ảnh = 1, thì kích thước ảnh bằng kích thước vật thể. Nếu độ phóng đại của ảnh < 1, thì kích thước ảnh nhỏ hơn kích thước vật thể.
Phương trình của thấu kính lồi
s = do = khoảng cách vật, s' = di = khoảng cách ảnh, ho = P P' = chiều cao vật, hi = Q Q' = chiều cao ảnh, F 1 và F 2 = tiêu điểm của thấu kính hội tụ.
Tam giác P'AP đồng dạng với tam giác Q'AQ. Do đó:
Tam giác BF²A = Q'F²Q , trong đó khoảng cách AB = chiều cao vật (h) và khoảng cách F²A = tiêu cự (f) của thấu kính lồi. Do đó:
do = khoảng cách đến vật thể (dương nếu chùm tia sáng đi xuyên qua vật thể)
di = khoảng cách ảnh (dương nếu ảnh được chùm tia sáng đi qua hoặc ảnh là ảnh thật)
f = tiêu cự (dương nếu chùm tia sáng đi qua tiêu điểm của thấu kính lồi)
Luôn nhớ các quy tắc về dấu của thấu kính lồi khi sử dụng phương trình này để giải bài toán về thấu kính lồi.
Độ phóng đại của ảnh (m)
Hãy quan sát sự hình thành của hình ảnh phía trên. Tương tự như các tam giác PAP và QAQ, ta có thể suy ra mối quan hệ giữa khoảng cách vật thể và khoảng cách ảnh với chiều cao vật thể và chiều cao ảnh:
Phương trình trên có thể được viết lại như sau bằng cách thêm ký hiệu m:
m = độ phóng đại của hình ảnh
ho = chiều cao của vật (dương nếu vật nằm trên trục chính của thấu kính lồi hoặc vật ở vị trí thẳng đứng)
hi = chiều cao ảnh (âm nếu ảnh nằm dưới trục chính của thấu kính lồi hoặc ảnh bị đảo ngược)
do = khoảng cách đến vật thể (dương nếu chùm tia sáng đi xuyên qua vật thể)
di = khoảng cách ảnh (dương nếu ảnh đi qua chùm tia sáng hoặc ảnh là ảnh thật)
