Dạng bài tập về kính lúp
1. Lý thuyết
- Kính lúp là một thấu kinh hội tu có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ.
- Mỗi kính lúp có một số bội giác, kí hiệu là G, được ghi bằng các số (như 2x, 3x, 5x,…) trên vành kính. Số bội giác càng lớn thì khi quan sát vật sẽ thấy ảnh càng lớn.
- Giữa số bội giác và tiêu cự f (cm) của một kính lúp có công thức: 25 G f . - Độ bội giác của kính lúp từ 1,5x đến 40x.
- Cách quan sát vật bằng kính lúp
- Đặt vật nằm trong khoảng tiêu cự của kính, sao cho thu được ảnh ảo lớn hơn vật.
- Ảnh ảo tạo bởi kính lúp phải nằm trong khoảng nhìn thấy của mắt.
2. Phương pháp giải
- Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh và xác định các đại lượng đề bài đã cho và cần tính.
- Sử dụng các kiến thức hình học để tính các đại lượng đề bài yêu cầu.
+ áp dụng công thức thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo 1 1 1 f d d'. + công thức tính bội giác 25
G f Chú ý:
- Đối với những bài tập chỉ đề cập đến các dữ kiện liên quan đến kính lúp thì ta giải bài tập đó giống với những bài tập về thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo.
- Đối với những bài tập có thêm các dữ kiện liên quan đến mắt, như khoảng cách từ mắt đến kính thì ta có thể chia bài toán thành hai giai đoạn:
+ Giai đoạn tạo ảnh ảo của vật bằng kính lúp (TKHT) Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo: 1 1 1
f d d'
+ Giai đoạn mắt “nhìn” ảnh ảo tạo bởi kính lúp. Ở giai đoạn này, các câu hỏi thường chỉ xoay quanh về khoảng cách giữa mắt với vật, với ảnh và áp dụng thêm một số lý thuyết của mắt. Vì vậy ta cần ghi nhớ và vận dụng các lý thuyết đã học để giải quyết được yêu cầu mà đề bài cho.
3. Ví dụ
Ví dụ 1: Thấu kính hội tụ có tiêu cự nào sau đây có thể dùng làm kính lúp?
A. 10 cm B. 20 cm C. 30 cm D. 40 cm
Lời giải: Độ bội giác của kính lúp nhỏ nhất là 1,5x => Tiêu cự tối đa của kính lúp
là max
min
25 50
f cm
G 3
=> chọn A
Ví dụ 2: Một người dùng kính lúp có tiêu cự 5 cm để quan sát vật nhỏ. Vật được đặt cách kính 3 cm. Dựng ảnh của vật qua kính và tính tỉ lệ giữa ảnh và vật.
Lời giải:
Ta có: ABO∽A'B'O => A'B' OA' AB OA (1) Dễ thấy OI = AB
Ta có: OIF'∽A'B'F' => A'B' A'B' A'F' A'O OF'
OI AB OF' OF'
(2)
Từ (1) và (2) => OA' A'O OF'
OA OF'
=> OA' A'O 5
3 5
=> OA'7,5 cm
=> A'B' OA' 7,5 2,5 AB OA 3 Vậy ảnh lớn gấp 2,5 lần vật.
4. Bài tập
Bài 1: Trên giá đỡ của một thấu kính có ghi 2,5x. Đó là:
A. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 2,5 cm.
B. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 2,5 cm.
C. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm.
D. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm.
Đáp án: Chọn C
Bài 2: Có thể dùng kính lúp để quan sát:
A. Một ngôi sao.
B. Quả bóng đá.
C. Một con kiến.
D. Các nguyên tử.
Đáp án: Chọn C
Bài 3: Thấu kính nào dưới đây có thể dùng làm kính lúp?
A. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm.
B. Thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm.
C. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm.
D. Thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm.
Đáp án: Chọn A
Bài 4: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật hay nhìn trực tiếp thấy vật? Có thể làm thí nghiệm đơn giản nào để để chứng minh câu trả lời đó không?
Đáp án: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật.
Để kiếm tra, có thể dùng kính để quan sát một phần chiếc bút chì, phần còn lại nằm ngoài kính. Khi đó phần nhìn qua kính lớn hơn, còn phần nằm ngoài kính thì nhỏ hơn. => đpcm.
Bài 5: Độ bội giác của kính lúp từ 1,5x đến 40x. Tìm khoảng tiêu cự của kính lúp.
Đáp án: 0,625(cm) f 50 3 (cm)
Bài 6: Dùng kính lúp có số bội giác G = 2,5x để quan sát một vật nhỏ cao 1mm.
Muốn có ảnh ảo cao 5 mm thì phải đặt vật cách kính bao nhiêu? Lúc đó ảnh cách kính bao nhiêu?
Đáp án: d = 8 mm; d' = 40 mm.
Bài 7: Một người có điểm cực cận cách mắt 25cm. Người này quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ bội giác G = 5x. Mắt đặt cách kính 10cm. Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính để người này có thể quan sát được vật đúng cách?
Hướng dẫn:
- C = 25 cm, mà mắt cách kính 10 cm => khoảng cách tối thiểu giữa ảnh với kính c là 15 cm => tìm được vị trí đặt vật tối thiểu để mắt nhìn thấy.
- Mặt khác, để kính lúp tạo ảnh ảo thì vật phải nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
Đáp án: Vật phải đặt cách kính lúp trong khoảng từ 3,75cm đến 5cm.
Bài 8: Trên vành của một chiếc kính lúp có ghi G = 5x. Vật nhỏ S có chiều cao 0,1cm được đặt trước kính lúp sao cho tạo được ảnh S' cao gấp 5 lần vật. Để quan sát được vật nhỏ này bằng kính lúp thì cần đặt mắt ở vị trí nào? Biết điểm cực cận cách mắt 25 cm.
Hướng dẫn:
- Tìm khoảng cách giữa ảnh và thấu kính.
- Lấy cực cận của mắt trừ đi khoảng cách vừa tìm được là ra vị trí đặt mắt tối thiểu để có thể quan sát được vật.
Đáp án: d' = 12 cm => Mắt đặt cách kính lúp ít nhất 13 cm để có thể quan sát được vật bằng kính lúp.
Bài 9: Dùng kính lúp có số bội giác 2x và kính lúp có số bội giác 3x để quan sát cùng một vật và với cùng điều kiện thì trong trường hợp nào ta sẽ thấy ảnh lớn hơn?
Đáp án: Kính lúp có G = 3x cho ảnh lớn hơn trong cùng điều kiện.
Bài 10: Cho một hệ gồm 2 kính lúp có độ bội giác lần lượt là G1 2x, G2 5x. Đặt 2 kính lúp trên sát nhau, với kính lúp G sẽ tạo ảnh từ vật trước. Đặt một vật có kích 2 thước 1 mm trước hệ thấu kính rồi quan sát thì ta thấy ảnh thu được qua hệ thấu kính có kích thước 1,5 cm. Tìm khoảng cách ban đầu giữa vật và hệ thấu kính.
Hướng dẫn:
- Đặt ẩn là hệ số phóng đại k của kính lúp G và khoảng cách d từ vật đến hệ thấu 2 kính.
- Áp dụng công thức thấu kính cho G2, tìm mối liên hệ giữa d và k.
- Áp dụng công thức thấu kinh cho G để tìm được d và k => đáp án cần tìm. 1
Đáp án: d = 10 3 cm.
