Bài tập cuối chương VII
Bài VII.1 trang 94 Sách bài tập Vật Lí 11: Ga-li-lê là người đầu tiên chế tạo kính thiên văn để quan sát bầu trời. Nhà bác học này có sáng kiến dùng thấu kính hội tụ làm vật kính và thấu kính phân kì làm thị kính. Có hai phiên bản:
Phiên bản đầu gồm thấu kính hội tụ tiêu cự f1 = 1,33m và thấu kính phân kì tiêu cự f2 =
−94mm.
Phiên bản thứ hai gồm thấu kính hội tụ tiêu cự f1 = 980mm và thấu kính phân kì tiêu cự f2
= −47,5mm.
Bằng cách lập công thức tính số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực, hãy cho biết thông số này của kính thiên văn ở phiên bản thứ hai lớn gấp bao nhiêu lần phiên bản đầu?
A. 3 lần.
B. 2,5 lần.
C. 2 lần.
D. 1,5 lần.
Lời giải:
3 1
1 2
f 1,33.10
G 14,14
f 94
1 2
2
f 980
G 20,63
f 47,5
2 1
G 1,5G
Đáp án D
Bài VII.2 trang 95 Sách bài tập Vật Lí 11: Một người nhìn trong không khí thì không thấy rõ các vật ở xa. Lặn xuống nước hồ bơi lặng yên thì người này lại nhìn thấy các vật ở xa. Có thể kết luận ra sao về mắt người này?
A. Mắt cận.
B. Mắt viễn.
C. Mắt bình thường (không tật).
D. Mắt bình thường nhưng lớn tuổi (mắt lão).
Lời giải:
Một người nhìn trong không khí thì không thấy rõ các vật ở xa. Lặn xuống nước hồ bơi lặng yên thì người này lại nhìn thấy các vật ở xa. Có thể kết luận mắt bị cận.
Đáp án A
Bài VII.3 trang 95 Sách bài tập Vật Lí 11: Kính "hai tròng" phần trên có độ tụ D1 > 0 và phần dưới có độ tụ D2 > D1. Kính này dùng cho người có mắt thuộc loại nào sau đây ? A. Mắt lão.
B. Mắt viễn.
C. Mắt lão và viễn.
D. Mắt lão và cận.
Lời giải:
Kính "hai tròng" phần trên có độ tụ D1 > 0 và phần dưới có độ tụ D2 > D1. Kính này dùng cho người có mắt lão và viễn.
Đáp án C
Bài VII.4 trang 95 Sách bài tập Vật Lí 11: Bộ phận có cấu tạo giống nhau ở kính thiên văn và kính hiển vi là gì ?
A. Vật kính.
B. Thị kính.
C. Vật kính của kính hiển vi và thị kính của kính thiên văn.
D. Không có.
Lời giải:
Bộ phận có cấu tạo giống nhau ở kính thiên văn và kính hiển vi là thị kính vì đều là kính lúp.
Đáp án B
Bài VII.5 trang 95 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong công thức về số bội giác của kính hiển vi ngắm chừng ở vô cực
1 2
G D
f f
thì đại lượng δ là gì?
A. Chiều dài của kính.
B. Khoảng cách F1’F2.
C. Khoảng cực cận của mắt người quan sát.
D. Một đại lượng khác A, B, C.
Lời giải:
Sử dụng biểu thức tính độ bội giác:
1 2
G D
f f
Trong đó: F 'F1 2 được gọi là độ dài quang học.
Đáp án B
Bài VII.6 trang 96 Sách bài tập Vật Lí 11: Công thức về số bội giác 1
2
G f
f của kính thiên văn khúc xạ áp dụng được cho trường hợp ngắm chừng nào?
A. Ở điểm cực cận.
B. Ở điểm cực viễn.
C. Ở vô cực (hệ vô tiêu).
D. Ở mọi trường hợp ngắm chừng vì vật luôn ở vô cực.
Lời giải:
Công thức về số bội giác 1
2
G f
f của kính thiên văn khúc xạ áp dụng được cho trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
Đáp án C
Bài VII.7 trang 96 Sách bài tập Vật Lí 11: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Đặt thấu kính này giữa vật AB và màn (song song với vật) sao cho ảnh của AB hiện rõ trên màn và gấp hai lần vật. Để ảnh rõ nét của vật trên màn gấp ba lần vật, phải tăng khoảng cách vật - màn thêm 10 cm. Tính tiêu cự f của thấu kính.
Lời giải:
Theo đề bài:
1
1 1 1
1
k 2 d ' 2 d ' 2d
d
Ta cũng có: 1 1
1
f 3f
k 2 d
f d 2
Vậy 1 1 1 9f
L d d '
2 Xem Hình VII.1G.
Tương tự: 2 2 2 2 16f
k 3 L d d '
3
Do đó: 2 1 5f
L L 10cm 10cm
6 f 12cm. Vậy tiêu cự f của thấu kính là: 12cm
Bài VII.8 trang 96 Sách bài tập Vật Lí 11: Một thấu kính phân kì L1 có tiêu cự f = - 20 cm. S là điểm sáng ở vô cực trên trục chính.
a) Xác định ảnh S1’ tạo bởi Ll.
b) Ghép thêm thấu kính hội tụ L2 sau L1 đồng trục. Sau L2 đặt một màn vuông góc với trục chính chung và cách L1 một đoạn 100 cm.
Khi tịnh tiến L2, chỉ có một vị trí duy nhất của L2 tạo ảnh sau cùng rõ nét trên màn. Tính f2.
Lời giải:
a) d1 ∞; d1’ = f1 = - 20cm
b) Khi S2’ hiện trên màn (Hình VII.2G) ta có:
d2 + d2’ = l + |f1| = L = const
2 2 2
2 2
d d f L
d f
2
2 2 2
d Ld Lf 0
Vì chỉ có một vị trí của L2 nên phương trình trên có nghiệm kép.
2
L 4Lf2 0
2 L 120
f 30cm
4 4
Bài VII.9 trang 96 Sách bài tập Vật Lí 11: Một mắt cận có điểm Cv cách mắt 50 cm.
a) Xác định loại và độ tụ của thấu kính mà người cận thị phải đeo lần lượt để có thể nhìn rõ không điều tiết một vật:
- Ở vô cực.
- Cách mắt 10 cm.
b) Khi đeo cả hai kính trên đây ghép sát nhau, người cận thị này đọc được một trang sách đặt cách mắt ít nhất 10 cm. Tính khoảng cực cận của mắt cận này. Khi đeo cả hai kính thì người này đọc được sách đặt cách mắt xa nhất là bao nhiêu? ( Quang tâm của mắt và kính trùng nhau).
Lời giải:
a)
- Vật ở vô cực:
k v
f OC 50cm
k k
1 1
D 2dp
f 0,5
- Vật ở cách xa 10 cm.
k v
1 1 1 1 1
f ' d OC 10 50 f ' 12,5cmk
k k
1 1
D ' 8dp
f ' 0,125
b)
Tiêu cự của thấu kính tương đương:
k k
1 1 1
f f f ' k 50
f cm
3 Khoảng cực cận:
min c
1 1 1
d f OC OCc 25cm Sách đặt xa nhất:
max v
1 1 1
d f OC dmax 12,5cm
Bài VII.10* trang 97 Sách bài tập Vật Lí 11: Vật kính của một kính hiển vi có tiêu cự f1
= 1cm; thị kính có tiêu cự f2 = 4cm. Độ dài quang học của kính là 16 cm. Người quan sát có mắt không bị tật và có khoảng cực cận là 20 cm.
a) Phải đặt vật trong khoảng nào trước vật kính để người quan sát có thể nhìn thấy ảnh của vật qua kính?
b) Tính số bội giác của ảnh trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
c) Năng suất phân li của mắt người quan sát là 2'. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà người quan sát còn phân biệt được ảnh qua kính khi ngắm chừng ở vô cực.
Lời giải:
a)
Khoảng có thể xê dịch vật MN tương ứng với khoảng CV CC có thể sẽ dịch ảnh.
1 2
1 1 2 2
L L
1 v
d ;d ' d ;d '
MM M 'C
2 v
d ' OC
2 2
d f 4cm
1 2
d ' l d 21 4 17cm
1
d 17,1 10,625mm
17
1 2
1 1 2 2
L L
1 c
d ;d ' d ;d '
NN N 'C
2 2 c
d ' O C 20cm
2
20.4 10
d cm
24 3
1 2
10 53
d ' d 21 cm
3 3
l
1
d 100 10,6mm
100
Suy ra: Δd = 25.10−6m
b) Ta có: số bội giác của ảnh trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực là:
c 1 2
G .OC 80
f f
c)
Khi ngắm chừng ở vô cực, ảnh A1’B1’ của vật tạo bởi vật kính ở tại tiêu diện vật của thị kính (Hình 33.1G).
Khoảng ngắn nhất trên A1’B1’ mà mắt phân biệt được:
Δy1’ = f2tanε = f2ε
Suy ra khoảng ngắn nhất trên vật:
4 2 6
1
f 4,6.10
y 1,5.10 m
k 16
