Bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Lý thuyết

Báo cáo thí nghiệm trang 222 SGK Vật lý 11

Báo cáo thí nghiệm: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Hướng dẫn giải

BÁO CÁO THỰC HÀNH

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

 

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 f của các lần đo: \(f = - 54,99 (mm)\)

- Tính sai số tuyệt đối trong mỗi lần đo: \(Δf = |ftb - f|\)

- Tính sai số tuyệt đối trung bình Δftb của các lần đo:

- Tính sai số tỉ đối trung bình:

4. Viết kết quả phép đo.

Bài 1 trang 223 SGK Vật lí 11

Viết công thức thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức này.

Hướng dẫn giải

Công thức về thấu kính:

$${1 \over f} = {1 \over d} + {1 \over {d'}}$$ 

f  > 0: thấu kính hội tụ

f < 0: thấu kính phân kì

d > 0: vật thật ; d < 0 vật ảo

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

Bài 2 trang 223 SGK Vật lí 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.

Hướng dẫn giải

- 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.

Bài 3 trang 223 SGK Vật lí 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.

Hướng dẫn giải

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).

Bài 4 trang 223 SGK Vật lí 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.

Hướng dẫn giải

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. 

Bài 5 trang 223 SGK Vật lí 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.

Hướng dẫn giải

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).

Bài 6 trang 223 SGK Vật lí 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.

Hướng dẫn giải

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 (xem mục III.1b, nêu trên).

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.