Chào các bạn! Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về thấu kính hội tụ trong môn Vật lý. Thấu kính hội tụ là một dụng cụ quang học đặc biệt được sử dụng để hội tụ ánh sáng.
Thấu kính hội tụ là gì?
Trong quang học, thấu kính là một công cụ sử dụng để hội tụ hoặc phân kỳ ánh sáng. Nó giúp tập trung các chùm tia sáng khác nhau lại với nhau.
Bạn đang xem: Thấu kính hội tụ là gì? Tìm hiểu đặc điểm và công thức tính (Vật lý 9)
Thấu kính hội tụ là một loại thấu kính có màu trong suốt, với phần rìa mỏng hơn phần giữa. Chúng thường được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Thấu kính hội tụ sẽ làm cho chùm tia sáng sau khi đi qua kính hội tụ tập trung lại tại một điểm.
Đặc điểm của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ có một số đặc điểm quan trọng như sau:
Tia sáng qua thấu kính
- Tia sáng đi tới thấu kính được gọi là tia tới, còn tia ló là tia khúc xạ khỏi thấu kính.
- Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.
- Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm.
- Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
Hình dạng của thấu kính hội tụ
Thấu kính hội tụ được giới hạn bởi hai mặt cầu (một trong hai mặt có thể là mặt phẳng). Phần rìa phía bên ngoài sẽ mỏng hơn ở giữa.
Chất liệu dùng để làm thấu kính hội tụ
Có nhiều chất liệu có thể được sử dụng để làm thấu kính hội tụ. Thông thường, thấu kính được làm từ những vật liệu trong suốt như nhựa hoặc thủy tinh.
- Thấu kính bằng nhựa: Đây là vật liệu tốt nhất để tạo nên một chiếc thấu kính hội tụ. Loại thấu kính này dễ sử dụng cho mọi đối tượng. Thường được sử dụng cho trẻ nhỏ hoặc khi chơi thể thao vì sự nhẹ nhàng và an toàn.
- Thấu kính bằng thủy tinh: Loại thấu kính này có chất lượng tốt và được sử dụng rộng rãi. Thường ít tốn kém hơn so với thấu kính bằng nhựa. Nó có khả năng chống xước cực cao và phù hợp với những trường hợp bị loạn dưỡng nặng.
Cách nhận biết thấu kính hội tụ
Để nhận biết thấu kính hội tụ, có thể áp dụng các cách sau:
- Dùng tay để nhận biết: Qua độ dày của phần trung tâm và phần rìa. Nếu phần rìa mỏng hơn so với phần trung tâm, đó chính là thấu kính hội tụ.
- Đưa thấu kính gần vào dòng chữ trên sách: Nếu thấu kính làm cho dòng chữ nhìn qua thấu kính lớn hơn so với nhìn trực tiếp trên sách, đó là thấu kính hội tụ.
- Dùng thấu kính hứng ánh sáng: Đặt ngọn đèn xuất phát từ xa và sử dụng thấu kính để hứng ánh sáng. Nếu chùm sáng đó hội tụ trên màn hình, đó chính là thấu kính hội tụ.
Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính hội tụ
Dưới đây là những khái niệm liên quan đến thấu kính hội tụ:
Trục chính của thấu kính hội tụ
Trục chính của thấu kính hội tụ chính là tia ló, có thể truyền thẳng qua vật và không bị đổi hướng khi đi qua thấu kính.
Quang tâm của thấu kính hội tụ
Quang tâm là điểm mà mọi tia sáng đi tới điểm này đều có thể truyền thẳng và không bị đổi hướng. Quang tâm được ký hiệu là O.
Tiêu điểm của thấu kính hội tụ
Tiêu điểm được ký hiệu là F. Chúng là nơi mà chùm tia ló hội tụ tại một điểm và có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính.
Hệ thống đường truyền của ba tia sáng đặc biệt như sau:
- Tia tới khi đi qua quang tâm O sẽ cho tia ló truyền thẳng.
- Tia tới sẽ song song với trục chính, sau đó cho tia ló đi qua tiêu điểm F’.
- Tia tới khi qua tiêu điểm F có đặc điểm song song với trục chính.
Tiêu cự của thấu kính hội tụ
Tiêu cự của thấu kính hội tụ là khoảng cách từ tiêu điểm F của thấu kính, đi tới quang tâm O của thấu kính. Nó được ký hiệu là f và có đơn vị đo là cm.
Cách vẽ thấu kính hội tụ
Để vẽ thấu kính hội tụ, chúng ta có thể làm theo các bước sau:
- Vẽ trục chính nằm ngang.
- Dựng thấu kính vuông góc với trục chính và đi qua quang tâm O.
- Có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ. Tiêu điểm chính là chùm tia ló hội tụ tại một điểm trên trục chính.
- Tiêu điểm chính là hai điểm nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng và đối xứng với tiêu điểm F bên này ta có tiêu điểm F’ bên kia của thấu kính.
Ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
Muốn dựng ảnh A’B’ của đoạn AB qua thấu kính hội tụ, chỉ cần dựng ảnh B’ của B bằng hai trong ba tia sáng đặc biệt, từ đó hạ B’ vuông góc với trục chính thì ta sẽ có được ảnh A’ của A.
Công thức tính tiêu cự của thấu kính hội tụ
Công thức tính tiêu cự của thấu kính hội tụ như sau:
- Với tiêu cự f (m)
- Và bán kính cong R1, R2 (R = ∞ cho trường hợp mặt phẳng)
- Độ tụ của thấu kính được tính bằng công thức D = n / f
Ứng dụng của thấu kính hội tụ trong đời sống
Thấu kính hội tụ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Thay đổi chùm tia từ song song thành chùm tia sáng hội tụ.
- Dùng làm vật kính và thị kính trong kính hiển vi hoặc kính thiên văn.
- Sử dụng trong máy ảnh.
- Dùng làm kính lúp.
- Chữa trị các vấn đề về thị lực như viễn thị, lão thị.
- Có thể được sử dụng để tạo lửa trong trường hợp khẩn cấp.
Đây là những kiến thức về thấu kính hội tụ mà chúng ta đã tìm hiểu hôm nay. Hy vọng rằng nội dung này sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về thấu kính hội tụ và áp dụng vào cuộc sống hàng ngày. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm kiến thức mới về các môn học khác, hãy ghé thăm Izumi.Edu.VN nhé!
Izumi.Edu.VN
Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Kiến thức chung
