Bài toán về độ dời của vật và ảnh qua Gương và thấu kính

Bài toán về độ dời của vật và ảnh qua gương cầu và thấu kính là bài toán hay trong chương trình vật lý phổ thông. Đây là bài toán mà khi giải học sinh thường vướng mắc, lúng túng trong phương pháp; các em thường giải dài, mất nhiều thời gian và hay sai sót. Bởi vậy, việc phân loại, tìm phương pháp giải cho mỗi loại là những vấn đề mà trong khi giảng dạy giáo viên cần truyền thụ cho học sinh. Đó cũng chính là nội dung mà tôi trình bày trong đề tài này....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài toán về độ dời của vật và ảnh qua Gương và thấu kính Bài toán về độ dời của vật và ảnh qua Gương và thấu kính I. ĐẶT VẤN ĐỀ Bài toán về độ dời của vật và ảnh qua gương cầu và thấu kính là bài toán haytrong chương trình vật lý phổ thông. Đây là bài toán mà khi giải học sinh thường vướngmắc, lúng túng trong phương pháp; các em thường giải dài, mất nhiều thời gian và hay saisót. Bởi vậy, việc phân loại, tìm phương pháp giải cho mỗi loại là những vấn đề mà trongkhi giảng dạy giáo viên cần truyền thụ cho học sinh. Đó cũng chính là nội dung mà tôitrình bày trong đề tài này. II. NỘI DUNG A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Vật dịch chuyển theo phương trục chính Đặt: d = d2- d1 là độ dời của vật đối với thấu kính hoặc gương; d / = d /2- d/1 là độ dời của ảnh đối với thấu kính hoặc gương. Thì đối vớigương cầu và thấu kính ta luôn có: d2 f d f d d1 f 2 d d / =  1  f( 2  )   d .k1.k2 d 2  f d1  f d 2  f d1  f (d 2  f )( d1  f ) d / Hay :  k1.k2 (1.1) d 1.1. Đối với gương cầu: Chọn chiều dương là chiều của ánh sáng phản xạ trên gương. Đặt: d = 0 A để xác định vị trí vật; d /  0A / để xác định vị trí ảnh. - Nếu hai ảnh cùng tính chất (vật chưa dịch chuyển qua tiêu điểm chính) thì khi đó: d /k1. k2 > 0  0 d - Nếu hai ảnh khác tính chất (vật đã dịch chuyển qua tiêu điểm chính) thì khi đó: d /k1. k2 < 0  0 d 1.2. Đối với thấu kính: Chọn chiều dương là chiều truyền của ánh sáng tới thấu kính. Đặt: d = A0 để xác định vị trí vật; d/ = 0A/ để xác định vị trí ảnh. - Nếu hai ảnh cùng tính chất (vật chưa dịch chuyển qua tiêu điểm vật) thì khi đó: d /k1. k2 > 0  0 d - Nếu hai ảnh khác tính chất ( vật đã dịch chuyển qua tiêu điểm vật) thì khi đó: k1. d /k2 < 0  0 d 1.3. Phương pháp giải bài toán dịch vật, dịch ảnh: Phải sử dụng thành thạo và linhhoạt công thức (1.1). Căn cứ vào chiều dịch chuyển của vật hoặc ảnh, tính chất của haiảnh; căn cứ vào các dự kiện của bài toán để xác định những đại lượng đã biết, từ đó suy ranhững đại lượng cần tìm. 2. Vật dịch chuyển theo phương vuông góc với trục chính Do d không đổi nên d/ cũng không đổi, do đó ảnh của vật cũng di chuyển theophương vuông góc trục chính. Gọi: y là độ dịch chuyển của vật đối với trục chính của gương hoặc thấu kính, y/ là độ dịch chuyển của ảnh đối với trục chính của gương hoặc thấu kính. Vì d, d / không đổi nên: y d  k y d y  - Nếu K y  - Nếu K >0:  0  ảnh và vật luôn di chuyển cùng chiều. y 3. Vật dịch chuyển bất kỳ Đối với dạng này ta đưa về hai dạng trên để giải. Cụ thể: - Xác định độ dời của vật, suy ra độ dời của vật theo hai phương: vuông góc vớitrục chính và phương trục chính. - Tính độ dời của ảnh theo 2 phương: vuông góc trục chính và theo phương trụcchính.Từ đó suy ra độ dời của ảnh. B. MỘT SỐ BÀI TOÁN MINH HOẠ Bài toán 1: Avà B là hai điểm trên trục chính của một thấu kính hội tụ, ở ngoài OF. Lần lượtđặt tại A và B một vật phẳng, nhỏ vuông góc với trục chính.Ta nhận thấy: - Khi vật ở A, độ phóng đại của ảnh là kA; - Khi vật ở B, độ phóng đại của ảnh là kB. Tính độ phóng đại của ảnh khi vật đặt ở M là trung điểm của AB. Giải: Chọn chiều dương là chiều truyền của ánh sáng tới thấu kính. Do A, B ở ngoài tiêuđiểm nên ảnh của vật ở A, B, M đều là ảnh thật. Đặt AB =2a thì: d  / - Nếu dịch chuyển vật từ A đến B, ta có:  k A .k B  d =2a kAKB  2a d1 / - Nếu dịch chuyển vật từ A đến M, ta có:   k A .k M   d 1 = akAKM a  d 2 - Nếu dịch chuyển vật từ M đến B , ta có:   kB K M  d 2  akB K M a 2k A .K B Dễ thấy  d 1/ + d2/ =  d /. Suy ra: kM ...