Nội Dung
Hướng dẫn giải Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì Vật Lí 11 để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.
LÍ THUYẾT
I – Mục đích thí nghiệm
1. Biết được phương pháp xác định tiêu cự của thấu kính phân kỳ bằng cách ghép nó đồng trục với thấu kính hội tụ để tạo ảnh thật của vật qua hệ hai thấu kính.
2. Rèn luyện kỹ năng sử dụng giá quang học để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.
II – Dụng cụ thí nghiệm
Bộ thiết bị thí nghiệm Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì được bố trí như Hình 35.1a.
1. Giá quang học G, có thước dài 75cm
2. Đèn chiếu Đ, loại 12 V- 21 W
3. Bản chắn sáng C, màu đen, trên mặt có một lỗ tròn mang hình số 1 dùng làm vật AB.
4. Thấu kính phân kỳ L.
5. Thấu kính hội tụ L0.
6. Bản màn ảnh M
7. Nguồn điện U (AC-DC: 0-3-9-12V/3A)
8. Bộ hai dây dẫn có đầu phích căm.
III – Cơ sở lý thuyết
– Sử dụng công thức tính vị trí ảnh tạo bởi thấu kính \(\frac{1}{f}\) = \(\frac{1}{d}\) + \(\frac{1}{d’}\) (1)
⇒ f = \(\frac{d.d’}{d+d’}\) (2)
– Lập mối quan hệ giữa vị trí ảnh và tiêu cự của thấu kính qua hệ gồm thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Trả lời câu hỏi C1 trang 219 Vật Lý 11
Hãy nêu rõ:
– tính chất của ảnh ảo A’B’ tạo bởi thấu kính phân kì đối với vật thật AB
– quy ước về dấu đại số của các đại lượng d, d’, f’ trong công thức (35.1)
Trả lời:
– Ảnh ảo A’B’ tạo bởi vật thật AB là ảnh có kích thước nhỏ hơn vật, và cùng chiều so với vật.
– Quy ước về dấu đại số của các đại lượng f, d, d’ trong công thức 35.1
+ Ảnh là ảnh ảo nên d’ < 0, thấu kính phân kỳ: f < 0
+ Vật thật nên d lấy giá trị dương.
IV – Giới thiệu dụng cụ đo
V – Tiến hành thí nghiệm
– Điều chỉnh khoảng cách vật, thấu kính, màn chắn phù hợp để thu được ảnh thật từ một màn chắn.
– Đo các khoảng cách d, d’ và ghi chép các số liệu.
– Tính tiêu cự của thấu kính trong mỗi lần đo theo công thức (1).
– Tính giá trị trung bình của tiêu cự.
– Tính được sai số của phép đo.
– Trình bày được kết quả và nhận xét được nguyên nhân gây ra sai số.
1. Trả lời câu hỏi C2 trang 221 Vật Lý 11
Muốn thấu kính hội tụ L0 tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB (Hình 35.2a), ta cần phải chọn khoảng cách từ vật AB và từ màn ảnh M đến thấu kính hội tụ L0 thỏa mãn điều kiện gì so với tiêu cự của thấu kính này?
Trả lời:
Muốn thấu kính hội tụ L0 tạo ra ảnh thật A’B’ lớn hơn vật thật AB thì vật AB phải nằm trong khoảng từ f đến 2f, tức là f < d < 2.f.
Khi đó khoảng cách từ màn M đến thấu kính hội tụ L0 được tính theo công thức:
$d’=\frac{d.f}{d-f}$
2. Trả lời câu hỏi C3 trang 221 Vật Lý 11
Muốn ảnh cuối cùng của vật AB tạo bởi hệ thấu kính (L, L0) bố trí như hình 35.2 là ảnh thật, thì khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ L0 phải lớn hơn hay nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính hội tụ L0 ? Giải thích tại sao.
Trả lời:
Khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ L0 phải lớn hơn tiêu cự của thấu kính hội tụ L0:
Vì ảnh cuối cùng của vật AB là ảnh thật, nên ảnh sẽ ngược chiều với vật, do đó số phóng đại của ảnh sau cùng phải nhỏ hơn 0 (k < 0).
Mà k = k1 . k2 = $(-\frac{d’_{1}}{d_{1}}).(-\frac{-d’_{2}}{d_{2}})$
Vì d’1 < 0, d1 > 0 nên $\frac{d’_{2}}{d_{2}}$ > 0 $\Leftrightarrow$ d2 > f2
Gọi L là khoảng cách hai thấu kính ⇒ d2 = L – d’1 ⇔ L – d’1 > f2
Vì d’1 < 0 nên để đảm bảo L – d’1 > f2 thì L > f2
Vậy muốn ảnh cuối cùng của vật AB tạo bởi hệ thấu kính (L, L0) bố trí như hình 35.2 là ảnh thật, thì khoảng cách giữa thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ Lo phải lớn hơn tiêu cự của thấu kính hội tụ L0.
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Họ và tên: …. Lớp: …. Tổ: ….
1. Tên bài thực hành
Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
2. Bảng thực hành 35.1
| Vị trí (1) vật AB: 150 (mm) | ||||
| Lần đo | d (mm) | |d′| (mm) | f (mm) | Δf (mm) |
| 1 | 68 | 30 | -53,68 | 1,31 |
| 2 | 67 | 30 | – 54,32 | 0,67 |
| 3 | 68 | 31 | – 56,97 | 1,98 |
| 4 | 68 | 30 | – 53,68 | 1,31 |
| 5 | 69 | 31 | – 56,29 | 1,3 |
| Trung bình | $\bar{f}$ = – 54,99 (mm) | $\overline{\Delta f}$ = 1,314 (mm) | ||
3. Tính kết quả của phép đo trong Bảng thực hành 35.1
– Tính giá trị tiêu cự f của thấu kính phân kì L trong mỗi lần đo: Kết quả ghi trong bảng
– Tính giá trị trung bình $\bar{f}$ của các lần đo: $\bar{f} = – 54,99 (mm)$
– Tính sai số tuyệt đối trong mỗi lần đo: $\Delta f$ = $\left | \bar{f} -f\right |$
– Tính sai số tuyệt đối trung bình $\overline{\Delta f}$ của các lần đo:
$\overline{\Delta f} = \frac{\overline{\Delta f_{1}}+\overline{\Delta f_{2}}+\overline{\Delta f_{3}}+\overline{\Delta f_{4}}+\overline{\Delta f_{5}}}{5} = 1,314 (mm)$
– Tính sai số tỉ đối trung bình:
$\delta = \frac{\overline{\Delta f}}{\left | \bar{f} \right |} = \left | \frac{1,314}{-54,99} \right | = 0,024$
4. Viết kết quả phép đo
$f=\bar{f}\pm \overline{\Delta f}=-54,99\pm 1,314 (mm)$
Với $δ = 0,024$
CÂU HỎI
❓
1. Giải bài 1 trang 223 Vật Lý 11
Viết công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức này.
Trả lời:
Công thức về thấu kính:
${1 \over f} = {1 \over d} + {1 \over {d’}}$
+ f là tiêu cự của thấu kính: f > 0: thấu kính hội tụ, f < 0: thấu kính phân kì
+ d là khoảng cách từ vật đến thấu kính: d > 0: vật thật ; d < 0 vật ảo
+ d’ là khoảng cách từ ảnh đến ảnh thấu kính: d’ > 0: ảnh thật; d’ < 0: ảnh ảo
$k = {{ – d’} \over d}$
d’ > 0 và d > 0 : vật thật, ảnh thật
⇒ k < 0 : vật và ảnh ngược chiều
d’ < 0 và d > 0 : vật thật, ảnh ảo
⇒ k > 0: vật và ảnh cùng chiều.
2. Giải bài 2 trang 223 Vật Lý 11
Trình bày phương pháp đo tiêu cự của thấu kính phân kì L đã được thực hiện trong thí nghiệm này.
Vẽ ảnh thật của một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một hệ hai thấu kính đồng trục L, L0. Cho biết thấu kính phân kì L đặt gần vật AB hơn so với thấu kính hội tụ L0 và ảnh cuối cùng tạo bởi hệ thấu kính này là ảnh thật.
Trả lời:
– Điều chỉnh khoảng cách vật, thấu kính, màn chắn phù hợp để thu được ảnh thật từ một màn chắn.
– Đo các khoảng cách d, d’ và ghi chép các số liệu.
3. Giải bài 3 trang 223 Vật Lý 11
Có thể xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ L0 khi tiến hành thí nghiệm này được không ? Nếu biết, em hãy nói rõ nội dung này thuộc phần nào của bài thí nghiệm.
Trả lời:
Có thể xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ L0 trong mục V.2, Bài 35 SGK Vật Lý 11. Sau khi thu được ảnh thật A’B’ lớn hơn vật AB hiện rõ trên màn ảnh M, ta phải đo các khoảng cách d0 từ vật AB và khoảng cách d’0 từ ảnh thật A’B’ đến thấu kính hội tụ L0 để tính tiêu cự f0 của thấu kính này theo công thức (35.1).
4. Giải bài 4 trang 223 Vật Lý 11
Hãy nói rõ cách xác định đúng vị trí ảnh rõ nét của một vật hiện trên màn ảnh đặt ở phía sau của một thấu kính hoặc của một hệ thấu kính.
Trả lời:
Có thể xác định đúng vị trí ảnh rõ nét của một vật trên màn ảnh M đặt ở phía sau một thấu kính hoặc hệ thấu kính bằng cách vừa quan sát mép các đường viền của ảnh, vừa phối hợp dịch chuyển về cả hai phía đối với một trong ba đối tượng: hoặc vật, hoặc màn ảnh, hoặc các thấu kính, sao cho mép các đường viền ảnh thay đổi dần từ không rõ nét (bị nhòe) chuyển sang sắc nét, rồi lại không rõ nét. Sau vài lần so sánh mức độ sắc nét của mép các đường viền ảnh, ta có thể xác định được vị trí ảnh hiện rõ nét nhất trên màn ảnh M.
5. Giải bài 5 trang 223 Vật Lý 11
Hãy cho biết những nguyên nhân nào có thể gây nên sai số ngẫu nhiên của phép đo tiêu cự f thấu kính phân kì L trong thí nghiệm này.
Trả lời:
Nguyên nhân chủ yếu gây nên sai số ngẫu nhiên của phép đo tiêu cự thấu kính phân kỳ trong thí nghiệm này có thể do:
– Không xác định được đúng vị trí ảnh hiện rõ nét nhất trên màn ảnh M;
– Các quang trục của thấu kính phân kì L và thấu kính hội tụ L0 chưa trúng nhau;
– Đèn Đ không đủ công suất để chiếu sáng hoặc dây tóc đèn chưa được điều chỉnh nằm ở tiêu diện của kính tụ quang (lắp ở đầu đèn Đ).
6. Giải bài 6 trang 223 Vật Lý 11
Có thể thực hiện phép đo tiêu cự f của thấu kính phân kì L bằng cách ghép nó đồng trục với một thấu kính hội tụ L0, nhưng vật thật được đặt gần thấu kính hội tụ hơn so với thấu kính phân kì được không?
Nếu biết, em hãy trình bày rõ các bước tiến hành thí nghiệm và vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật.
Trả lời:
Có thể thực hiện phép đo tiêu cự của thấu kính phân kỳ L bằng cách ghép nó đồng trục với một thấu kính hội tụ L0, nhưng vật thật AB được đặt gần thấu kính hội tụ L0 hơn so với thấu kính phân kỳ L.
Phương án này sẽ cho kết quả chính xác hơn. Nguyên nhân là do chùm sáng từ vật AB, sau khi truyền qua thấu kính hội tụ L0, được tụ lại gần trục chính hơn. Vì thế toàn bộ thông lượng ánh sáng phía sau thấu kính hội tụ L0 đều truyền qua thấu kính phân kỳ L, nên ảnh A2B2 hiện trên màn ảnh M sẽ rõ nét hơn rất nhiều và độ tương phản sáng tối cũng rõ rệt hơn.
Bài trước:
Xem thêm:
- Để học tốt môn Toán 11
- Để học tốt môn Vật Lí 11
- Để học tốt môn Hóa Học 11
- Để học tốt môn Sinh Học 11
- Để học tốt môn Ngữ Văn 11
- Để học tốt môn Lịch Sử 11
- Để học tốt môn Địa Lí 11
- Để học tốt môn Tiếng Anh 11
- Để học tốt môn Tiếng Anh 11 (Sách Học Sinh)
- Để học tốt môn Tin Học 11
- Để học tốt môn GDCD 11
Trên đây là phần Hướng dẫn Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì Vật Lí 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 11 tốt nhất!
“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“