Bài viết về sơ đồ tia sáng cho thấu kính phân kỳ (lõm).
Nếu một vật nằm ở một phía của thấu kính lõm, thấu kính lõm có thể tạo ảnh của vật đó. Nếu biết vị trí của vật ở một phía của thấu kính lõm, làm thế nào để vẽ hình ảnh của vật? Giả sử một vật nằm ở phía bên trái của thấu kính lõm, như hình vẽ bên dưới.
Đường màu cam = thấu kính lõm
Đường màu xanh = trục chính
Mũi tên (màu xanh lá cây) = đối tượng
F1 = tiêu cự 1 và F2 = tiêu cự 2
Hình ảnh của vật thể được tạo ra bằng cách vẽ tất cả các tia sáng đi qua vật thể, nhưng điều này kém thực tế vì sẽ có rất nhiều đường thẳng biểu thị các tia sáng. Để đơn giản, chỉ một vài tia sáng được chọn để biểu thị tất cả các tia sáng đi qua vật thể. Vì hiện tượng này liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng, nên định luật khúc xạ ánh sáng phải được tuân thủ khi vẽ hình ảnh.
Ba chùm tia sáng hay ba tia sáng
cá đuối 1:
Tia sáng 1 chiếu vào thấu kính lõm được vẽ song song với trục chính và chạm vào cạnh trên của vật thể.
Sau đó, tia sáng bị khúc xạ bởi thấu kính lõm, tại đó chùm tia sáng bị khúc xạ như thể xuất phát từ tiêu điểm. Tia sáng tới và tia sáng khúc xạ phải tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng.
cá đuối 2:
Tia sáng 2 đi tới thấu kính lõm được vẽ như thể nó đi đến tiêu điểm và chạm vào đầu trên của vật thể.
Sau đó, tia sáng bị khúc xạ bởi thấu kính lõm, trong đó chùm tia khúc xạ phải song song với trục chính. Các tia sáng tới và các tia sáng khúc xạ được tạo ra phải thỏa mãn định luật khúc xạ ánh sáng.
cá đuối 3:
Tia sáng 3 chiếu vào thấu kính lõm được vẽ đi qua điểm giao nhau giữa thấu kính lõm và trục chính.
Sự tạo ảnh (hai tia)
Có thể vẽ hình ảnh bằng cách sử dụng chỉ hai tia sáng, như hình dưới đây. Nếu sử dụng hai tia sáng, sẽ có ba hình dạng khác nhau của hình ảnh đó.
Tia 1 và 2
Tia 1 và 3
Tia 2 và 3
Để vẽ ảnh chỉ bằng hai tia sáng, cần điều chỉnh khoảng cách từ vật đến thấu kính lõm sao cho phù hợp. Nếu khoảng cách từ vật đến thấu kính lõm giống như hình trên, có ba cách để vẽ ảnh chỉ bằng hai tia sáng. Nếu khoảng cách từ vật đến thấu kính lõm khác với hình trên,
Ví dụ, nếu vật thể nằm giữa tiêu điểm và thấu kính, thì không cần ba cách vẽ hình ảnh, có thể chỉ cần hai cách vẽ là đủ.
Nếu bạn vẽ hình ảnh được tạo ra bởi thấu kính lõm, bạn có thể chọn một phương pháp duy nhất và không cần sử dụng hai hoặc ba cách.
Sự tạo ảnh (ba tia)
Có thể vẽ hình ảnh bằng ba tia, như hình minh họa bên dưới.
Nếu khoảng cách từ vật đến thấu kính lõm không giống như trong hình trên, ví dụ, vật nằm giữa thấu kính lõm và tiêu điểm,
Hoặc nếu vật nằm giữa tiêu điểm và tâm cong của thấu kính lõm, thì không nhất thiết phải vẽ ảnh theo ba cách như hình trên. Chỉ có thể có hai cách để vẽ ảnh.
Hãy quan sát hình ảnh ví dụ về sự tạo ảnh bởi thấu kính lõm, trong đó khoảng cách từ vật đến thấu kính lõm thay đổi, liên quan đến sự tạo ảnh bởi thấu kính lõm.
10 câu hỏi và câu trả lời mang tính khái niệm về sơ đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ (lõm).
1. Mục đích của sơ đồ tia sáng trong trường hợp thấu kính phân kỳ là gì?
Sơ đồ tia sáng là một biểu diễn sơ lược cho thấy cách các tia sáng thay đổi hướng khi chúng đi qua thấu kính. Trong trường hợp thấu kính phân kỳ, nó minh họa cách các tia sáng tới phân kỳ sau khi đi qua thấu kính và cách chúng dường như xuất phát từ một điểm duy nhất nằm cùng phía với tia sáng tới (tiêu điểm).
2. Các tia sáng chuẩn nào được sử dụng để vẽ sơ đồ tia sáng cho thấu kính phân kỳ?
Ba tia tiêu chuẩn được sử dụng:
- Tia sáng đầu tiên truyền song song với trục chính và sau khi khúc xạ, nó dường như xuất phát từ tiêu điểm.
- Tia sáng thứ hai đi thẳng qua tâm thấu kính mà không bị khúc xạ.
- Tia sáng thứ ba hướng về tiêu điểm ở phía đối diện của thấu kính và đi ra song song với trục chính.
3. Ảnh được tạo bởi thấu kính phân kỳ khác với ảnh được tạo bởi thấu kính hội tụ như thế nào trong giản đồ tia sáng?
Trong sơ đồ tia sáng, thấu kính phân kỳ luôn tạo ra ảnh ảo, thẳng đứng và nhỏ hơn vật, nằm cùng phía với thấu kính. Mặt khác, 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 hơn tiêu điểm).
4. Tại sao ảnh được tạo bởi thấu kính phân kỳ luôn là ảnh ảo khi quan sát sơ đồ tia sáng?
Trong giản đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ, các tia khúc xạ phân kỳ và thực tế không gặp nhau ở phía bên kia thấu kính. Thay vào đó, chúng dường như xuất phát từ một điểm nằm cùng phía với vật thể so với thấu kính, dẫn đến ảnh ảo.
5. Làm thế nào có thể xác định độ phóng đại của ảnh từ giản đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ?
Độ phóng đại của ảnh có thể được xác định từ giản đồ tia sáng bằng cách so sánh chiều cao của ảnh (tính từ trục chính đến đỉnh ảnh) với chiều cao của vật. Trong trường hợp thấu kính phân kỳ, ảnh sẽ luôn nhỏ hơn vật, cho thấy độ phóng đại nhỏ hơn 1.
6. Trục chính đóng vai trò gì trong giản đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ?
Trục chính trong giản đồ tia sáng là đường thẳng đi qua tâm thấu kính và vuông góc với thấu kính. Nó đóng vai trò là đường tham chiếu để theo dõi đường đi của các tia sáng và xác định vị trí vật thể, ảnh và tiêu điểm.
7. Tiêu điểm được biểu diễn như thế nào trong sơ đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ?
Trong sơ đồ tia sáng, tiêu điểm của thấu kính phân kỳ được biểu diễn là điểm mà từ đó các tia sáng song song với trục chính phân kỳ sau khi đi qua thấu kính. Điểm này nằm cùng phía với tia sáng chiếu vào thấu kính.
8. Trong giản đồ tia sáng của thấu kính phân kỳ, khoảng cách từ thấu kính đến ảnh có liên quan như thế nào đến khoảng cách vật và tiêu cự?
Mối quan hệ này được biểu thị bằng công thức thấu kính: 1/f = 1/v – 1/u, trong đó f là tiêu cự, v là khoảng cách ảnh và u là khoảng cách vật. Vì thấu kính phân kỳ có tiêu cự âm, nên khoảng cách ảnh cũng âm, cho thấy ảnh được tạo thành ở cùng phía với vật so với thấu kính.
9. Làm thế nào có thể dự đoán vị trí của ảnh bằng cách sử dụng giản đồ tia sáng cho thấu kính phân kỳ?
Vị trí ảnh có thể được dự đoán bằng cách kéo dài các tia khúc xạ ngược về phía cạnh của vật cho đến khi chúng gặp nhau. Điểm giao nhau của các đường kéo dài này chính là vị trí của ảnh.
10. Điều gì xảy ra với ảnh trong sơ đồ tia sáng khi vật thể tiến lại gần thấu kính phân kỳ?
Khi vật thể tiến lại gần thấu kính phân kỳ, ảnh cũng tiến lại gần thấu kính hơn nhưng vẫn nằm ở cùng một phía. Hơn nữa, kích thước ảnh càng nhỏ khi vật thể càng tiến gần thấu kính.
