Khoa học tự nhiên 9 ( Cánh diều) Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Mở đầu trang 33 KHTN 9: Quan sát bông hoa qua thấu kính hội tụ, ta thấy bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp (hình 6.1). Vì sao lại như vậy?

Hình 6.1. Quan sát bông hoa qua thấu kính hội tụ

Lời giải:

Kính lúp được sử dụng để tạo ảnh ảo lớn hơn và cùng chiều với vật. Đặt mắt để đón chùm tia ló và quan sát ảnh này.

Mỗi kính lúp có các thông số khác nhau được ghi trên kính lúp: 2x, 3x,... Thông số này cho biết khả năng phóng to ảnh của vật qua kính lúp. Vì vậy, khi dùng kính lúp nhìn bông hoa thì bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp.

Câu hỏi 1 trang 33 KHTN 9: Lấy ví dụ về các trường hợp nhìn được ảnh của vật qua thấu kính trong thực tế.

Lời giải:

- Người bị cận, đeo thấu kính phân kì có thể nhìn vật ở xa.

- Ta nhìn thấy các vật ở xa qua ống nhòm (thấu kính hội tụ).

Luyện tập 1 trang 34 KHTN 9: Vẽ ảnh của điểm sáng S và vật sáng AB vào vở trong một số trường hợp sau:

Trong mỗi trường hợp, chỉ ra đâu là ảnh thật, đâu là ảnh ảo. Nhận xét về chiều và độ lớn của ảnh so với vật.

Lời giải:

Ảnh ảo, cùng chiều với vật. Ảnh lớn hơn vật.

Ảnh thật, ngược chiều với vật. Ảnh nhỏ hơn vật.

Ảnh ảo, cùng chiều với vật. Ảnh nhỏ hơn vật.

Luyện tập 2 trang 34 KHTN 9: Từ kết quả xác định ảnh trong mỗi trường hợp trên, nêu điều kiện về vị trí đặt vật trước thấu kính để có ảnh thật hoặc ảnh ảo.

Lời giải:

- Điều kiện về vị trí đặt vật trước thấu kính để có ảnh thật hoặc ảnh ảo.

Câu hỏi 2 trang 34 KHTN 9: Tìm hiểu cách vẽ ảnh của vật sáng AB không vuông góc với trục chính của thấu kính ở hình 6.4.

Hình 6.4.

Lời giải:

Thí nghiệm trang 35 KHTN 9:

Thí nghiệm 1. Thấu kính hội tụ

• Mô tả tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt.

Thí nghiệm 2. Thấu kính phân kì

• Mô tả tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt.

So sánh tính chất ảnh trong các trường hợp trên với kết quả ở bảng 6.1.

Lời giải:

Thí nghiệm 1. Thấu kính hội tụ

- Tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt: ảnh ngược chiều với vật, lúc nhỏ lúc lớn hơn vật.

Thí nghiệm 2. Thấu kính hội tụ

- Tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt: không nhìn thấy ảnh.

Giống tính chất ảnh trong các trường hợp trên với kết quả ở bảng 6.1.

Câu hỏi 3 trang 35 KHTN 9: Khi dịch chuyển màn chắn trong thí nghiệm trên, trường hợp nào không tìm được vị trí cho ảnh rõ nét trên màn chắn?

Lời giải:

- Thấu kính hội tụ: dịch chuyển thấu kính sao cho khoảng cách từ khe chữ F đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự được ghi trên thấu kính.

- Thấu kính phân kì: dịch chuyển thấu kính tại mọi vị trí khác nhau.

Câu hỏi 4 trang 36 KHTN 9: Với hình 6.3, chỉ ra các cặp tam giác đồng dạng. Viết các tỉ số đồng dạng của mỗi cặp tam giác đó.

Lời giải:

Luyện tập 3 trang 36 KHTN 9: Một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10 cm. Đặt vật ở đâu để thu được ảnh cao bằng vật? Nhận xét tính chất ảnh.

Lời giải:

Ta có: OF = 10 cm, A'B' = AB. Tìm OA và nhận xét tính chất ảnh

Vì ảnh bằng vật nên ảnh sẽ là ảnh thật (vì TKHT chỉ cho ảnh ảo lớn hơn vật)

Từ (1), (2) và (3) ta có:

$\begin{array}{l}\frac{OF}{O{A}^{\prime }-OF}=\frac{OI}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=>\frac{OF}{O{A}^{\prime }-OF}=\frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=>\frac{OF}{O{A}^{\prime }-OF}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}\\ =>OF.O{A}^{\prime }=OA.O{A}^{\prime }-OA.OF\\ =>OF(O{A}^{\prime }+OA)=OA.O{A}^{\prime }\\ =>\frac{1}{OF}=\frac{O{A}^{\prime }+OA}{O{A}^{\prime }.OA}=>\frac{1}{OA}+\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}\end{array}$

Ta có: $\frac{O{A}^{\prime }}{OA}=\frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=1=>OA=O{A}^{\prime }$

Thay số vào ta được:

$\frac{1}{OA}+\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}=>\frac{1}{OA}+\frac{1}{OA}=\frac{1}{OF}=>OA=2OF=2.10=20cm$

Luyện tập 4 trang 36 KHTN 9: Đặt một vật cao 8 mm trước thấu kính hội tụ. Ảnh hứng được trên màn cách thấu kính 12 cm, cao 3,2 cm, vuông góc trục chính.

a) Xác định khoảng cách từ vật tới thấu kính.

b) Tìm tiêu cự của thấu kính.

Lời giải:

Ta có: AB = 8 mm = 0,8 cm, OA' = 12 cm, A'B' = 3,2 cm. Tìm OA, OF.

Từ (1), (2) và (3) ta có:

$\frac{1}{OA}+\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}$

a) Tính OA.

$\begin{array}{l}\frac{O{A}^{\prime }}{OA}=\frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=\frac{3,2}{0,8}=4\\ =>\frac{O{A}^{\prime }}{OA}=4=>OA=\frac{O{A}^{\prime }}{4}=\frac{12}{4}=3cm\end{array}$

b) Tính OF.

Thay số vào ta được: $\frac{1}{OA}+\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}=>\frac{1}{3}+\frac{1}{12}=\frac{1}{OF}=>OF=2,4cm.$

Câu hỏi 5 trang 37 KHTN 9: Dựa vào hình vẽ, em chứng tỏ trong trường hợp vật cách thấu kính d = 2f thì ảnh cách thấu kính d' = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

Lời giải:

Quy ước: 1 ô = 1 cm

Ta có: OF = 3 cm; AB = 2 cm; OA = 6 cm = 2.OF hay d = 2f

Dựa vào hình vẽ, ta nhận thấy

OA' = 6 cm = 2.OF hay d' = 2f

A'B' = 2 cm = AB

=> Vật cách thấu kính d = 2f thì ảnh cách thấu kính d' = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

Câu hỏi 6 trang 38 KHTN 9: Nêu một số trường hợp dùng kính lúp.

Lời giải:

Các trường hợp dùng kính lúp: quan sát các mẫu vật nhỏ (sợi tóc, các vết nứt trên bề mặt,…)

Vận dụng trang 38 KHTN 9: Người già thường đeo kính là thấu kính hội tụ để đọc sách. Nếu thấu kính có tiêu cự f = 50 cm thì cần đặt sách cách thấu kính bao nhiêu để ảnh của các dòng chữ trên sách cách thấu kính 50 cm?

Lời giải:

Ta có: OF = 50 cm, OA' = 50 cm. Tìm OA.

Từ (1), (2) và (3) ta có:

$$\frac{1}{OA}-\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}$$

Thay số vào ta được:$$\frac{1}{OA}-\frac{1}{O{A}^{\prime }}=\frac{1}{OF}=>\frac{1}{OA}-\frac{1}{50}=\frac{1}{50}=>OA=25cm.$$

Thí nghiệm trang 38 KHTN 9:

• Trong môi trường hợp, đặt mắt ở vị trí thích hợp để nhìn rõ ảnh của vật. Mô tả tính chất hình ảnh quan sát được.

Lời giải:

Tính chất ảnh: ảnh ngược chiều với vật, ảnh lớn hơn vật.

Xem thêm các bài giải bài tập SGK KHTN 9 Cánh diều hay, chi tiết khác: