Vật Lí 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 9 Bài 45
Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
– Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
– Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.
Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính phân kì
a) Cách dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính phân kì
Từ S ta dựng hai tia (trong ba tia đặc biệt) đến thấu kính, sau đó vẽ hai tia ló ra khỏi thấu kính. Hai tia ló không cắt nhau thực sự mà có đường kéo dài của chúng cắt nhau, giao điểm cắt nhau đó chính là ảnh ảo S’ của S.
b) Cách dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính phân kì
Muốn dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính (AB vuông góc với thấu kính, A nằm trên trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ hạ vuông góc xuống trục chính.
Cách xác định vị trí của ảnh
Cách xác định vị trí của ảnh khi biết vị trí của vật và tiêu cự hay xác định vị trí của vật khi biết vị trí của ảnh và tiêu cự hay xác định tiêu cự khi biết vị trí của ảnh và vị trí của vật.
Cách 1: Vẽ ảnh của một vật theo phương pháp nêu trên. Sử dụng tính chất của tam giác đồng dạng để suy ra đại lượng cần xác định.
Cách 2: Áp dụng công thức để xác định.
Trong đó: vật là vật thật.
f là tiêu cự của thấu kính phân kì (f < 0).
d là khoảng cách từ vị trí của vật đến thấu kính.
d’ là khoảng cách từ vị trí của ảnh đến thấu kính (ảnh ảo nên d’ < 0).
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 45
Bài C1 (trang 122 SGK Vật Lý 9)
Hãy làm thí nghiệm để chứng tỏ rằng không thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi vị trí của vật.
Lời giải:
+ Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì.
+ Đặt màn hứng ở trước thấu kính. Từ từ đưa màn ra xa thấu kính và quan sát xem có ảnh trên màn hay không.
+ Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự, ta vẫn được kết quả là không có vị trí nào của vật để thu được ảnh trên màn quan sát.
Bài C2 (trang 122 SGK Vật Lý 9)
Làm thế nào để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì? Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật?
Lời giải:
+ Muốn quan sát được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì, ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló.
+ Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì là ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật
Bài C3 (trang 122 SGK Vật Lý 9)
Dựa vào kiến thức đã học ở bài trước, hãy nêu cách dựng ảnh của vật AB qua thấu kính phân kì, biết AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính.
Lời giải:
Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:
Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.
+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F
+ Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng
+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của B qua thấu kính.
+ Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kỳ.
Nhận xét: Khi tịnh tiến AB luôn vuông góc với trục chính thì tại mọi vị trí, tia BI là không đổi, cho tia ló IK cũng không đổi. Do đó tia BO luôn cắt IK kéo dài tại B’ nằm trên đoạn FI. Chính vì vậy A’B’ luôn ở trong khoảng tiêu cự, cùng chiều và nhỏ hơn AB.
Bài C4 (trang 122 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 45.2 cho biết vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA = 24cm.
+ Hãy dưng ảnh A’B’ của vật AB tạo bởi thấu kính đã cho
+ Dựa vào hình vẽ, hãy lập luận để chứng tỏ rằng ảnh này luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
Lời giải:
** Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:
Dùng hai trong ba tia sáng đã học để dựng ảnh B’ của điểm B.
+ Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F
+ Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng
+ Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại B’, ta thu được ảnh ảo B’ của B qua thấu kính.
+ Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh ảo của AB tạo bởi thấu kính phân kỳ. (Hình 45.2a)
** Ta dựa vào tia đi song song trục chính và tia đi qua quang tâm để dựng ảnh A’B’ của AB. Khi tịnh tiến AB luôn vuông góc với trục chính thì tại mọi vị trí, tia BI luôn không đổi, cho tia ló IK cũng không đổi. Do đó tia BO luôn cắt tia IK kéo dài tại B’ nằm trong đoạn FI → Hình chiếu A’ của B’ lên trục chính nằm trong đoạn OF. Chính vì vậy, ảnh A’B’ luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
Bài C5 (trang 123 SGK Vật Lý 9)
Đặt vật AB trước một thấu kính có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính 1 khoảng d = 8cm, A nằm trên trục chính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB. Dựa vào hình vẽ để nêu nhận xét về độ lớn của ảnh so với vật trong 2 trường hợp:
– Thấu kính là hội tụ.
– Thấu kính là phân kì.
Lời giải:
– Đặt vật AB trong khoảng tiêu cự ở thấu kính hội tụ.
=> Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính hội tụ lớn hơn vật (H.45.3a).
– Đặt vật AB trong khoảng tiêu cự của thấu kính phân kì (H.45.3b).
=> Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì nhỏ hơn vậ
Bài C6 (trang 123 SGK Vật Lý 9)
Từ bài toán trên, hãy cho biết ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì có đặc điểm gì giống nhau, khác nhau. Từ đó hãy nêu cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính là hội tụ hay phân kì.
Lời giải:
*) So sánh ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì:
– Giống nhau: Cùng chiều với vật.
– Khác nhau:
+ Đối với thấu kính hội tụ thì ảnh lớn hơn vật và ở xa thấu kính hơn vật.
+ Đốì với thâu kính phân kì thì ảnh nhỏ hơn vật và ở gần thấu kính hơn vật.
*) Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính hội tụ hay phân kì: Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, to hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ. Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với nhìn trực tiếp thì đó là thẩu kính phân kì.
Bài C7 (trang 123 SGK Vật Lý 9)
Vận dụng kiến thức hình học, tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong hai trường hợp ở C5 khi vật có chiều cao h = 6mm.
Lời giải:
Tóm tắt:
OF = OF’ = f = 12cm; OA = d = 8cm; AB = h = 6mm
OA’ = d’ = ?; A’B’ = h’ = ?
TH1: TKHT TH2: TKPK
TH1: Thấu kính là hội tụ.
Trên hình 45.3a, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
ΔA’B’F’ ∼ ΔOIF’ =>
ΔOAB ∼ ΔOA’B’ =>
Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)
↔ dd’ + df = d’f (2)
Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được:
(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo)
Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 24cm
Thay vào (*) ta được:
TH2: Thấu kính là phân kỳ.
Trên hình 45.3b, xét hai cặp tam giác đồng dạng:
ΔA’B’F ∼ ΔOIF; =>
ΔOAB ∼ ΔOA’B’ =>
Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)
↔ df’ – dd’ = d’f (2)
Chia cả hai vế của (2) cho tích d.d’.f ta được
(đây được gọi là công thức thấu kính phân kỳ)
Thay d = 8cm, f = 12cm ta tính được: OA’ = d’ = 4,8cm
Thay vào (**) ta được: 
= 3,6mm = 0,36cm
Bài C8 (trang 123 SGK Vật Lý 9)
Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài.
Lời giải:
Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn khi nhìn mắt lúc bạn đang đeo kính, vì kính của bạn là thấu kính phân kì. Khi ta nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì, ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 45 có đáp án
Bài 1: Ảnh của một ngọn nến qua một thấu kính phân kì:
A. Có thể là ảnh thật, có thể là ảnh ảo
B. Chỉ có thể là ảnh ảo, nhỏ hơn ngọn nến
C. Chỉ có thể là ảnh ảo, lớn hơn ngọn nến
D. Chỉ có thể là ảnh ảo, có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn ngọn nến
Lời giải
Ta có ảnh của một vật qua thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật.
Đáp án: B
Bài 2: Đặt một vật sáng AB trước thấu kính phân kỳ thu được ảnh A’B’ là:
A. ảnh ảo, ngược chiều với vật, luôn nhỏ hơn vật.
B. ảnh ảo, cùng chiều với vật, luôn nhỏ hơn vật.
C. ảnh ảo, ngược chiều với vật, luôn lớn hơn vật.
D. ảnh thật, cùng chiều, và lớn hơn vật.
Lời giải
Ta có ảnh của một vật qua thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật.
Đáp án: B
Bài 3: Đối với thấu kính phân kỳ, khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh ảo của vật tạo bởi thấu kính:
A. ở tại quang tâm.
B. ở cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.
C. ở khác phía so với vật.
D. ở rất xa so với tiêu điểm.
Lời giải
Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.
Đáp án: B
Bài 4: Ảnh ảo của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ và thấu kính hội tụ giống nhau ở chỗ
A. đều cùng chiều với vật.
B. đều ngược chiều với vật.
C. đều lớn hơn vật.
D. đều nhỏ hơn vật.
Lời giải
A – đúng
B – sai vì ảnh ảo của vật qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì đều cùng chiều với vật
C – sai vì ảnh ảo của vật qua thấu kính hội tụ lớn hơn vật còn ảnh ảo của vật qua thấu kính phân kì luôn nhỏ hơn vật.
D – sai vì ảnh ảo của vật qua thấu kính hội tụ lớn hơn vật còn ảnh ảo của vật qua thấu kính phân kì luôn nhỏ hơn vật.
Đáp án: A
Bài 5: Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính tại tiêu điểm của một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f. Nếu dịch chuyển vật lại gần thấu kính thì ảnh ảo của vật sẽ
A. càng lớn và càng gần thấu kính.
B. càng nhỏ và càng gần thấu kính.
C. càng lớn và càng xa thấu kính.
D. càng nhỏ và càng xa thấu kính.
Lời giải
Sử dụng đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
Nếu dịch chuyển vật lại gần thấu kính thì ảnh ảo của vật sẽ càng lớn và càng gần thấu kính.
Đáp án: A
Bài 6: Vật đặt ở vị trí nào trước thấu kính phân kì cho ảnh trùng vị trí tiêu điểm:
A. Đặt trong khoảng tiêu cự.
B. Đặt ngoài khoảng tiêu cự.
C. Đặt tại tiêu điểm.
D. Đặt rất xa.
Lời giải
Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.
Đáp án: D
Bài 7: Chọn phương án đúng về cách vẽ ảnh (A’B’ ) của vật sáng (AB ) trong các trường hợp sau:
A.
B.
C.
D.
Lời giải
A – sai vì: ảnh A′B′ là ảnh ảo
B – sai vì: tia đi qua quang tâm thì truyền thẳng
D – sai vì: ảnh A′B′ là ảnh ảo
Đáp án: C
Bài 8: Vật AB có độ cao h được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì. Điểm A nằm trên trục chính và có vị trí tại tiêu điểm F. Ảnh A’B’ có độ cao là h’ thì:
A. h = h′
B. h = 2h′
C. h′ = 2h
D. h < h′
Lời giải
+ Ta có:
+ Ta suy ra:
Đáp án: B
Bài 9: Lần lượt đặt vật AB trước thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ. Thấu kính phân kì cho ảnh ảo A1B1, thấu kính hội tụ cho ảnh ảo A2B2 thì:
A. A1B1 < A2B2
B. A1B1 = A2B2
C. A1B1 > A2B2
D. A1B1 ≥ A2B2
Lời giải
Ta có:
+ Vật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo thì ảnh ảo luôn lớn hơn vật
+ Vật qua thấu kính phân kì luông cho ảnh ảo nhỏ hơn vật
→ → A1B1 < A2B2
Đáp án: A
Bài 10: Vật AB đặt trước thấu kính phân kỳ có tiêu cự f , có A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng OA cho ảnh A’B’ cao bằng nửa vật AB khi:
A. OA<f
B. OA=f
C. OA>f
D. OA=2f
Lời giải
Vật AB đặt trước thấu kính phân kỳ có tiêu cự f, có A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng OA cho ảnh A′B′ cao bằng nửa vật AB khi OA=OF′=f
Đáp án: B
Bài 11: Một vật sáng được đặt tại tiêu điểm của thấu kính phân kỳ. Khoảng cách giữa ảnh và thấu kính là:
Lời giải
Ta có:
Đáp án: A
Bài 12: Một người quan sát vật AB qua một thấu kính phân kì, đặt cách mắt 8cm thì thấy ảnh của mọi vật ở xa, gần đều hiện lên cách mắt trong khoảng 64cm trở lại. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì:
A. 40cm
B. 64cm
C. 56cm
D. 72cm
Lời giải
Vì ảnh của tất cả các vật nằm trước thấu kính phân kì đều là ảnh ảo nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính, nên tiêu cự của thấu kính phân kì này là: 64cm−8cm=56cm
Đáp án: C
Bài 13: Đặt ngón tay trước một thấu kính, rồi đặt mắt sau thấu kính ta thấy một ảnh lớn hơn chính ngón tay đó cùng chiều với ngón tay đó. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Thấu kính là hội tụ hay phân kì?
A. Ảnh đó là ảnh thật, thấu kính đó là thấu kính hội tụ.
B. Ảnh đó là ảnh ảo, thấu kính đó là thấu kính hội tụ.
C. Ảnh đó là ảnh thật, thấu kính đó là thấu kính phân kì.
D. Ảnh đó là ảnh ảo, thấu kính đó là thấu kính phân kì.
Lời giải
– Ta thấy thấu kính hội tụ cho:
+ ảnh ảo lớn hơn vật cùng chiều với vật
+ ảnh thật lớn hơn vật ngược chiều với vật
– Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật
Theo dữ kiện bài toán thì ảnh lớn hơn vật và cùng chiều với vật nên thấu kính đó là thấu kính hội tụ và ảnh đó là ảnh ảo
Đáp án: B
Bài 14: Đặt vật AB trước một thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm. Vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm, A nằm trên trục chính. Biết vật AB = 6mm
A. 4,8cm
B. 4cm
C. 24cm
D. cm
Lời giải
– Cách 1:
+ Ta có, ảnh của vật qua thấu kính phân kì
+ Từ hình, ta có:
ΔFB′O đồng dạng với ΔIB′B
Ta suy ra:
ΔOAB đồng dạng với ΔOA′B′
Ta suy ra:
– Cách 2: Sử dụng công thức thấu kính phân kì:
Ta có:
Đáp án: A
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
