Học TậpLớp 9

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

Vật lí 9 Bài 51 giúp các em học sinh lớp 9 nhanh chóng giải được các bài tập Vật lí 9 về quang hình học trang 135, 136.

Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 51 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Bài tập quang hình học

Câu 1

Một bình hình trụ tròn có chiều cao 8cm và đường kính 20 cm. Một học sinh đặt mắt nhìn vào trong bình sao cho thành bình vừa vặn che khuất hết đáy (hình 51.1 SGK trang 135). Khi đổ nước vào khoảng xấp xỉ 2/4 bình thì bạn đó vừa văn nhìn thấy tâm O của đáy. Hãy vẽ tia sáng từ tâm O của đáy bình truyền tới mắt.

Gợi ý đáp án

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

– Vẽ đường thẳng PQ biểu diễn mặt nước sau khi đổ nước vào đường PQ này cắt tia sáng BD đi từ mép của đáy bình đến mắt tại điểm I.

Vậy I là điểm tới.

– Nối OI: OI là tia tới, tia OI bị khúc xạ tại I theo phương IM.

– IM: tia khúc xạ đến mắt.

* Kết quả đo: AB =0,5cm; A’B’ = 1,5cm ⇒ A’B’ = 3AB

Câu 2

Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16 cm, A nằm trên trục chính. Thấu kính có tiêu cự 12 cm.

a. Hãy vẽ ảnh của vât AB theo đúng tỉ lệ.

b. Hãy đo chiều cao của ảnh và của vật trên hình vẽ và tính xem ánh cao gấp bao nhiêu lần vật.

Gợi ý đáp án

a) Vẽ ảnh theo đúng tỷ lệ

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

b) Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔABO và ΔA’B’O; ΔA’B’F’ và ΔOIF’.

Từ hệ thức đồng dạng được:

frac{mathrm{AB}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}}=frac{mathrm{AO}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}(*) ; frac{mathrm{OI}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{F}^{prime} mathrm{A}^{prime}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{OA}^{prime}-mathrm{OF}^{prime}}

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

rightarrow frac{mathrm{AO}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{OA}^{prime}-mathrm{OF}^{prime}} leftrightarrow frac{mathrm{d}}{mathrm{d}^{prime}}=frac{mathrm{f}}{mathrm{d}^{prime}-mathrm{f}}
leftrightarrow mathrm{dd}^{prime}-mathrm{df}=mathrm{d}^{prime} mathrm{f}(1)

Chia cả hai vế của (1) cho tích d.d’.f ta được:

frac{mathrm{dd}^{prime}-mathrm{df}}{mathrm{d} mathrm{d}^{prime} cdot mathrm{f}}=frac{mathrm{d}^{prime} mathrm{f}}{mathrm{d} cdot mathrm{d}^{prime} cdot mathrm{f}} leftrightarrow frac{1}{mathrm{f}}-frac{1}{mathrm{~d}^{prime}}=frac{1}{mathrm{~d}} leftrightarrow frac{1}{mathrm{f}}=frac{1}{mathrm{~d}}+frac{1}{mathrm{~d}^{prime}}

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh thật)

Thay mathrm{d}=16 mathrm{~cm}, mathrm{f}=12 mathrm{~cm} ta tính được: mathrm{OA}^{prime}=mathrm{d}^{prime}=48 mathrm{~cm}

Thay vào ( left.^{star}right) ta được:

mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}=mathrm{AB} cdot frac{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}{mathrm{AO}}=mathrm{AB} cdot frac{mathrm{d}^{prime}}{mathrm{d}}=1 cdot frac{48}{16}=3 . mathrm{AB}

Ảnh cao gấp 3 lần vật.

Câu 3

Hòa bị cận thị có điểm cực viễn Cv nằm cách mắt 40 cm. Bình cũng bị cận thị có điểm cực viễn Cv nằm cách mắt 60 cm.

a. Ai bị cận thị nặng hơn?

b. Hòa và bình đều phải đeo kính để khắc phục tật cận thị. Kính được đeo sát mắt. Đó là thấu kính loại gì? Kính của ai có tiêu cự ngắn hơn?

Gợi ý đáp án

a) Ta có: (OCv)Hòa = 40 cm; (OCv)Bình = 60 cm

Do: (OCv)Hòa < (OCv)Bình nên bạn Hòa nhìn xa kém hơn → Hòa cận nặng hơn Bình.

b) + Để sửa tật cận thị, cần phải đeo kính sao cho:

Vật AB cần quan sát ở rất xa (coi như vô cực, khoảng cách từ vật đến kính là d1 = ∞ ) qua kính sẽ tạo ảnh ảo A’B’ nằm tại điểm cực viễn của mắt người đó. Khi đó mắt sẽ nhìn thấy ảnh A’B này mà không cần điều tiết và qua thể thủy tinh của mắt cho ảnh A”B” trên màng lưới như hình vẽ:

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

Tức là: B’ ≡ CV (1)

Khi d1 = ∞ → d’ = f → B’ ≡ F (2)

Từ (1) và (2) → F ≡ Cv

Vậy kính cận là kính phân kỳ. Muốn nhìn rõ các vật ở xa thì người cận phải đeo kính có tiêu cụ thỏa mãn điều kiện tiêu điểm F của kính trùng với điểm cực viễn của mắt: F ≡ Cv

Do kính cận thích hợp có tiêu cự thỏa mãn: fk = OCv

nên (fk)Bình = (OCv)Bình = 60 cm > (fk)Hòa = (OCv)Hòa = 40 cm.

Vậy kính của Hòa có tiêu cự ngắn hơn

Vật lí 9 Bài 51 giúp các em học sinh lớp 9 nhanh chóng giải được các bài tập Vật lí 9 về quang hình học trang 135, 136.

Việc giải bài tập Vật lí 9 bài 51 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Bài tập quang hình học

Câu 1

Một bình hình trụ tròn có chiều cao 8cm và đường kính 20 cm. Một học sinh đặt mắt nhìn vào trong bình sao cho thành bình vừa vặn che khuất hết đáy (hình 51.1 SGK trang 135). Khi đổ nước vào khoảng xấp xỉ 2/4 bình thì bạn đó vừa văn nhìn thấy tâm O của đáy. Hãy vẽ tia sáng từ tâm O của đáy bình truyền tới mắt.

Gợi ý đáp án

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

– Vẽ đường thẳng PQ biểu diễn mặt nước sau khi đổ nước vào đường PQ này cắt tia sáng BD đi từ mép của đáy bình đến mắt tại điểm I.

Vậy I là điểm tới.

– Nối OI: OI là tia tới, tia OI bị khúc xạ tại I theo phương IM.

– IM: tia khúc xạ đến mắt.

* Kết quả đo: AB =0,5cm; A’B’ = 1,5cm ⇒ A’B’ = 3AB

Câu 2

Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính 16 cm, A nằm trên trục chính. Thấu kính có tiêu cự 12 cm.

a. Hãy vẽ ảnh của vât AB theo đúng tỉ lệ.

b. Hãy đo chiều cao của ảnh và của vật trên hình vẽ và tính xem ánh cao gấp bao nhiêu lần vật.

Gợi ý đáp án

a) Vẽ ảnh theo đúng tỷ lệ

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

b) Trên hình vẽ, xét hai cặp tam giác đồng dạng:

ΔABO và ΔA’B’O; ΔA’B’F’ và ΔOIF’.

Từ hệ thức đồng dạng được:

frac{mathrm{AB}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}}=frac{mathrm{AO}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}(*) ; frac{mathrm{OI}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{F}^{prime} mathrm{A}^{prime}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{OA}^{prime}-mathrm{OF}^{prime}}

Vì AB = OI (tứ giác BIOA là hình chữ nhật)

rightarrow frac{mathrm{AO}}{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}=frac{mathrm{OF}^{prime}}{mathrm{OA}^{prime}-mathrm{OF}^{prime}} leftrightarrow frac{mathrm{d}}{mathrm{d}^{prime}}=frac{mathrm{f}}{mathrm{d}^{prime}-mathrm{f}}
leftrightarrow mathrm{dd}^{prime}-mathrm{df}=mathrm{d}^{prime} mathrm{f}(1)

Chia cả hai vế của (1) cho tích d.d’.f ta được:

frac{mathrm{dd}^{prime}-mathrm{df}}{mathrm{d} mathrm{d}^{prime} cdot mathrm{f}}=frac{mathrm{d}^{prime} mathrm{f}}{mathrm{d} cdot mathrm{d}^{prime} cdot mathrm{f}} leftrightarrow frac{1}{mathrm{f}}-frac{1}{mathrm{~d}^{prime}}=frac{1}{mathrm{~d}} leftrightarrow frac{1}{mathrm{f}}=frac{1}{mathrm{~d}}+frac{1}{mathrm{~d}^{prime}}

(đây được gọi là công thức thấu kính cho trường hợp ảnh thật)

Thay mathrm{d}=16 mathrm{~cm}, mathrm{f}=12 mathrm{~cm} ta tính được: mathrm{OA}^{prime}=mathrm{d}^{prime}=48 mathrm{~cm}

Thay vào ( left.^{star}right) ta được:

mathrm{A}^{prime} mathrm{B}^{prime}=mathrm{AB} cdot frac{mathrm{A}^{prime} mathrm{O}}{mathrm{AO}}=mathrm{AB} cdot frac{mathrm{d}^{prime}}{mathrm{d}}=1 cdot frac{48}{16}=3 . mathrm{AB}

Ảnh cao gấp 3 lần vật.

Câu 3

Hòa bị cận thị có điểm cực viễn Cv nằm cách mắt 40 cm. Bình cũng bị cận thị có điểm cực viễn Cv nằm cách mắt 60 cm.

a. Ai bị cận thị nặng hơn?

b. Hòa và bình đều phải đeo kính để khắc phục tật cận thị. Kính được đeo sát mắt. Đó là thấu kính loại gì? Kính của ai có tiêu cự ngắn hơn?

Gợi ý đáp án

a) Ta có: (OCv)Hòa = 40 cm; (OCv)Bình = 60 cm

Do: (OCv)Hòa < (OCv)Bình nên bạn Hòa nhìn xa kém hơn → Hòa cận nặng hơn Bình.

b) + Để sửa tật cận thị, cần phải đeo kính sao cho:

Vật AB cần quan sát ở rất xa (coi như vô cực, khoảng cách từ vật đến kính là d1 = ∞ ) qua kính sẽ tạo ảnh ảo A’B’ nằm tại điểm cực viễn của mắt người đó. Khi đó mắt sẽ nhìn thấy ảnh A’B này mà không cần điều tiết và qua thể thủy tinh của mắt cho ảnh A”B” trên màng lưới như hình vẽ:

Vật lí 9 Bài 51: Bài tập quang hình học

Tức là: B’ ≡ CV (1)

Khi d1 = ∞ → d’ = f → B’ ≡ F (2)

Từ (1) và (2) → F ≡ Cv

Vậy kính cận là kính phân kỳ. Muốn nhìn rõ các vật ở xa thì người cận phải đeo kính có tiêu cụ thỏa mãn điều kiện tiêu điểm F của kính trùng với điểm cực viễn của mắt: F ≡ Cv

Do kính cận thích hợp có tiêu cự thỏa mãn: fk = OCv

nên (fk)Bình = (OCv)Bình = 60 cm > (fk)Hòa = (OCv)Hòa = 40 cm.

Vậy kính của Hòa có tiêu cự ngắn hơn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button