Bài 3 trang 195 SGK Vật lí 11

Bình chọn:
3.4 trên 10 phiếu

Giải bài 3 trang 195 SGK Vật lí 11. Hai thấu kính, một hội tụ, một phân kỳ có cùng trục chính.

Đề bài

Hai thấu kính, một hội tụ (f1 = 20 cm), một phân kỳ (f2 = -10 cm), có cùng trục chính. Khoảng cách hai quang tâm là l = 30 cm. Vật AB vuông góc với trục chính được đặt bên trái L1 và cách L1 một đoạn d1

a) Cho d= 20 cm, hãy xác định vị trí và tính số phóng đại ảnh cuối cùng cho bởi hệ hai thấu kính. Vẽ ảnh.

b) Tính d1 để ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng hai lần vật.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Áp dụng công thức thấu kính: \(\displaystyle{1 \over d} + {1 \over {d'}} = {1 \over f}\)

Lời giải chi tiết

Sơ đồ tạo ảnh:

\(AB\buildrel {{L_1}} \over
\longrightarrow {A_1}{B_1}\buildrel {{L_2}} \over
\longrightarrow {A_2}{B_2}\)

a) Ta có: \(\displaystyle{d_1}' = {{{d_1}{f_1}} \over {{d_1} - {f_1}}} = {{20.20} \over {20 - 20}} = \infty\)

\({d_2} = 1 - {d_1}' = 30 - \infty  =  - \infty \)

\(\displaystyle{1 \over {{f_2}}} = {1 \over {{d_2}}} + {1 \over {{d_2}'}} = {1 \over \infty } + {1 \over {{d_2}'}} = {1 \over {{d_2}'}}\)

\(\Rightarrow {d_2}' = {f_2} =  - 10cm\)

\(k = \displaystyle{{{d_1}'{d_2}'} \over {{d_1}{d_2}}} = {\displaystyle{{d_2}'} \over {{d_1}}}.{{{d_1}'} \over {l - {d_1}'}} = {{{d_2}'} \over {{d_1}}}.{1 \over \displaystyle{{l \over {{d_1}'}} - 1}} = 0,5\)

b) Ta có: \({d_1}' = \displaystyle{{{d_1}{f_1}} \over {{d_1} - {f_1}}} = {{20{d_1}} \over {{d_1} - 20}}\)

\(\displaystyle{d_2} = 1 - {d_1}' = 30 - {{20{{\rm{d}}_1}} \over {{d_1} - 20}} = {{10{{\rm{d}}_1} - 600} \over {{d_1} - 20}}\)

\(\displaystyle{d_2}' = \displaystyle{{{d_2}{f_2}} \over {{d_2} - {f_2}}} = {\displaystyle{{{10{d_1} - 600} \over {{d_1} - 20}}.( - 10)} \over {\displaystyle{{10{d_1} - 600} \over {{d_1} - 20}} + 10}} = {{600 - 10{{\rm{d}}_1}} \over {2{{\rm{d}}_1} - 80}} < 0\)

Ta suy ra điều kiện của \(d_1\):

\(\left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}600 - 10{d_1} < 0\\2{d_1} - 80 > 0\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}600 - 10{d_1} > 0\\2{d_1} - 80 < 0\end{array} \right.\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}{d_1} > 60cm\\{d_1} < 40cm\end{array} \right.\)

+ Theo đầu bài, ta có hệ số phóng đại: 

\(k = \displaystyle{{{d_1}'{d_2}'} \over {{d_1}{d_2}}}.{\displaystyle{{{20{{\rm{d}}_1}} \over {{d_1} - 20}}.{{600 - 10{{\rm{d}}_1}} \over {2{{\rm{d}}_1} - 90}}} \over \displaystyle{{d_1}.{{10{{\rm{d}}_1} - 600} \over {{d_1} - 20}}}} = {{10} \over {40 - {d_1}}} =  \pm 2\)

Giải ra ta có \(d_1= 35cm\) (thỏa mãn) hoặc \(d_1=45cm\) (loại)

Vậy \(d_1=35cm\) thì ảnh sau cùng là ảnh ảo và bằng hai lần vật

Loigiaihay.com

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 11 - Xem ngay

>>Học trực tuyến Lớp 11 trên Tuyensinh247.com, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn. Các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu