Có một vật ở phía trước thấu kính và dựng ảnh. Tròng kính mỏng. Xây dựng hình ảnh


Vật AB nằm sau tiêu điểm của một thấu kính phân kì.

Ta lại sử dụng các tia "tiện lợi": tia thứ nhất đi song song với trục chính và bị thấu kính khúc xạ sao cho tia tiếp của nó đi qua tiêu điểm (đường chấm trong hình vẽ); chùm thứ hai, không bị khúc xạ, đi qua quang tâm của thấu kính.

Tại giao điểm của tia thứ hai và tia tiếp theo của tia thứ nhất, ta có ảnh của một điểm - điểm B1. Ta hạ phương vuông góc với quang trục chính từ điểm B1 thì được điểm A1 - ảnh của điểm A.

Do đó, A1 B1 là ảnh ảo thu gọn, trực tiếp, nằm giữa tiêu điểm ảo và thấu kính.

Hãy xem xét một số trường hợp xây dựng hình ảnh tùy thuộc vào vị trí của đối tượng.

Hình 2.9 cho thấy trường hợp vật nằm chính xác giữa thấu kính và tiêu điểm của thấu kính, có nghĩa là hình ảnh phóng đại sẽ quay ra đúng tiêu điểm.

Trong hình 2.10, vật cách thấu kính một khoảng tiêu cự, ta thu được ảnh của vật ở chính giữa tiêu điểm và thấu kính.

Bài giảng 3. Các thiết bị quang học đơn giản.

3.2 Kính hiển vi.

3.3 Kính thiên văn.

3.4 Máy ảnh.

kính lúp

Một trong những thiết bị quang học đơn giản nhất là kính lúp - một thấu kính hội tụ được thiết kế để xem ảnh phóng đại của các vật thể nhỏ. Thấu kính được đưa lại gần mắt và vật được đặt giữa thấu kính và tiêu điểm chính. Mắt sẽ thấy ảnh ảo và phóng to của vật. Thuận tiện nhất để xem xét một vật qua kính lúp với một mắt hoàn toàn thư giãn, có khả năng thích nghi đến vô cùng. Để làm được điều này, người ta đặt vật vào tiêu diện chính của thấu kính sao cho các tia ló ra khỏi mỗi điểm của vật tạo thành chùm tia song song phía sau thấu kính. Hình bên cho thấy hai chùm tia như vậy đến từ các cạnh của vật thể. Khi chiếu vào mắt có độ sáng đến vô cực, chùm tia song song được hội tụ vào võng mạc và tại đây cho ảnh rõ nét của vật.

Dụng cụ đơn giản nhất để quan sát bằng mắt thường là kính lúp. Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. Kính lúp đặt sát mắt và vật đang xét nằm trong tiêu diện của nó. Vật được nhìn qua kính lúp ở một góc.

trong đó h là kích thước của mặt hàng. Khi quan sát cùng một vật bằng mắt thường, nên đặt vật đó ở khoảng cách xa tầm nhìn tốt nhất mắt bình thường. Đối tượng sẽ được nhìn thấy ở một góc

Sau đó độ phóng đại của kính lúp là

Một thấu kính có tiêu cự 10 cm cho độ phóng đại 2,5 lần.


Hình 3. 1 Tác dụng của kính lúp: a - vật được nhìn bằng mắt thường từ khoảng cách có tầm nhìn tốt nhất; b - vật được nhìn qua kính lúp có tiêu cự F.

Phóng đại góc

Mắt ở rất gần thấu kính nên góc trông có thể nhận được là góc 2β tạo thành bởi tia ló ra khỏi các mép của vật qua quang tâm của thấu kính. Nếu không có kính lúp, ta phải đặt vật ở điểm nhìn rõ nhất là mắt (25 cm) và góc trông rõ nhất là 2γ. Đang cân nhắc tam giác vuông với các chân 25 cm và F cm và ký hiệu là một nửa của vật thể Z, chúng ta có thể viết:

(3.4)

2β - góc trông vật, khi quan sát qua kính lúp;

2γ - góc nhìn, khi nhìn bằng mắt thường;

F - khoảng cách từ vật đến kính lúp;

Z là một nửa chiều dài của đối tượng được đề cập.

Do các chi tiết nhỏ thường được xem qua kính lúp (và do đó, các góc γ và β nhỏ), các tiếp tuyến có thể được thay thế bằng các góc. Do đó, chúng ta nhận được biểu thức sau để phóng đại kính lúp:

Do đó, độ phóng đại của kính lúp tỷ lệ thuận với công suất quang học của nó.

3.2 Kính hiển vi .

Kính hiển vi được sử dụng để thu được độ phóng đại lớn khi quan sát các vật nhỏ. Hình ảnh phóng to của một vật thể trong kính hiển vi thu được bằng cách sử dụng hệ thống quang học, bao gồm hai thấu kính tiêu cự ngắn - một vật kính O1 và một thị kính O2 (Hình 3.2). Ống kính sẽ cho hình ảnh phóng đại ngược thực của đối tượng. Hình ảnh trung gian này được mắt quan sát thông qua thị kính, hoạt động tương tự như hoạt động của kính lúp. Thị kính có vị trí sao cho ảnh trung gian nằm trong tiêu diện của nó; trong trường hợp này, các tia từ mỗi điểm của vật truyền sau thị kính thành một chùm song song.

Ảnh ảo của vật nhìn qua thị kính luôn luôn ngược chiều. Nếu điều này trở nên bất tiện (ví dụ: khi đọc chữ in nhỏ), bạn có thể xoay vật thể trước ống kính. Do đó, độ phóng đại góc của kính hiển vi được coi là một giá trị dương.

Như sau từ Hình. 3.2, góc trông φ của một vật nhìn qua thị kính với giá trị xấp xỉ góc nhỏ

Một cách gần đúng, chúng ta có thể đặt d ≈ F1 và f ≈ l, trong đó l là khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính hiển vi (“chiều dài ống”). Khi xem cùng một đối tượng bằng mắt thường

Kết quả là, công thức cho độ phóng đại góc γ của kính hiển vi trở thành

Một kính hiển vi tốt có thể phóng đại vài trăm lần. Ở độ phóng đại lớn, hiện tượng nhiễu xạ bắt đầu xuất hiện.

Trong kính hiển vi thực, vật kính và thị kính là những hệ thống quang học phức tạp, trong đó các quang sai khác nhau được loại bỏ.

Kính thiên văn

Kính thiên văn (phạm vi đốm) được thiết kế để quan sát các vật thể ở xa. Chúng bao gồm hai thấu kính - một thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn hướng vào vật thể (vật kính) và một thấu kính có tiêu cự ngắn (thị kính) đối diện với người quan sát. Phạm vi của đốm có hai loại:

1) Kính viễn vọng của Keplerđược thiết kế để quan sát thiên văn. Nó cho hình ảnh đảo ngược phóng to của các vật thể ở xa và do đó không thuận tiện cho việc quan sát trên mặt đất.

2) Phạm vi đốm của Galileo, dành cho các quan sát trên mặt đất, cho hình ảnh trực tiếp được phóng to. Thị kính trong ống Galilean là thấu kính phân kì.

Trên hình. 15 cho thấy đường đi của tia trong kính thiên văn. Giả thiết rằng mắt người quan sát có độ tụ ở vô cực nên tia từ mỗi điểm của vật ở xa ra khỏi thị kính thành chùm song song. Quá trình này của tia được gọi là kính thiên văn. Trong một ống thiên văn, đường đi của tia thiên văn đạt được với điều kiện khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng tổng tiêu cự của chúng.


Một ống soi (kính thiên văn) thường được đặc trưng bởi độ phóng đại góc γ. Không giống như kính hiển vi, các vật thể được quan sát qua kính thiên văn luôn bị loại bỏ khỏi người quan sát. Nếu một vật ở xa có thể nhìn thấy bằng mắt thường ở một góc ψ và khi nhìn qua kính thiên văn ở một góc φ, thì độ phóng đại góc được gọi là tỉ số

Độ tăng góc γ, cũng như độ tăng tuyến tính Γ, có thể được gán các dấu cộng hoặc dấu trừ, tùy thuộc vào việc hình ảnh là thẳng đứng hay đảo ngược. Độ phóng đại góc của ống thiên văn Kepler là âm, trong khi độ phóng đại của ống trên cạn của Galileo là dương.

Phóng đại góc phạm vi đốmđược thể hiện theo độ dài tiêu cự:

Gương cầu không được dùng làm thấu kính trong các kính thiên văn lớn. Những kính thiên văn như vậy được gọi là kính phản xạ. gương tốt dễ chế tạo hơn và gương, không giống như thấu kính, không có quang sai màu.

Kính thiên văn lớn nhất thế giới có đường kính gương 6 m được chế tạo ở Nga. Cần lưu ý rằng kính thiên văn lớn được thiết kế không chỉ để tăng khoảng cách góc giữa các vật thể không gian quan sát mà còn để tăng luồng ánh sáng năng lượng từ các vật thể phát sáng mờ.

Chúng ta hãy phân tích sơ đồ và nguyên lý hoạt động của một số thiết bị quang học phổ biến.


Máy ảnh



Máy ảnh là một thiết bị, bộ phận quan trọng nhất trong đó là một hệ thống thấu kính tập thể - ống kính. Trong nhiếp ảnh nghiệp dư thông thường, đối tượng nằm ở phía sau tiêu cự gấp đôi, vì vậy hình ảnh sẽ nằm giữa tiêu điểm và gấp đôi tiêu cự, thực, giảm, ngược (Hình 16).

Hình 3. 4

Người ta đặt phim ảnh hoặc tấm ảnh (tráng một lớp nhũ tương nhạy sáng có chứa bạc bromua) vào chỗ ảnh này, một lúc mở thấu kính ra - phim lộ ra ngoài. Một hình ảnh ẩn xuất hiện trên đó. Khi đi vào một dung dịch đặc biệt - một nhà phát triển, các phân tử bạc bromua "tiếp xúc" sẽ bị phân hủy, brom được mang đi vào dung dịch, và bạc được giải phóng dưới dạng một lớp phủ tối trên các phần được chiếu sáng của đĩa hoặc phim; càng nhiều ánh sáng chiếu vào một vùng nhất định của phim trong quá trình phơi sáng, nó sẽ trở nên tối hơn. Sau khi phát triển và rửa, hình ảnh phải được cố định, sau đó nó được đặt trong một dung dịch cố định, trong đó bạc bromua chưa tiếp xúc sẽ hòa tan và được mang ra khỏi âm bản. Nó tạo ra hình ảnh của những gì ở trước ống kính, với sự sắp xếp lại các sắc thái - các phần sáng trở nên tối và ngược lại (âm).

Để có được một bức ảnh - một bức ảnh dương tính - cần phải chiếu vào giấy ảnh có tráng cùng một lớp bạc bromua qua bản âm bản một thời gian. Sau khi biểu hiện và hợp nhất, âm sẽ thu được từ âm, tức là dương, trong đó phần sáng và tối sẽ tương ứng với phần sáng và tối của vật thể.

Để có được hình ảnh chất lượng cao tầm quan trọng lớn có tiêu điểm - kết hợp hình ảnh và phim hoặc tấm. Để làm được điều này, các máy ảnh cũ có một bức tường sau có thể di chuyển được, thay vì một tấm cảm quang, người ta lắp một tấm kính mờ vào; bằng cách di chuyển cái sau, một hình ảnh sắc nét được thiết lập bằng mắt. Sau đó, tấm kính được thay thế bằng một tấm cảm quang và những bức ảnh đã được chụp.

Trong các máy ảnh hiện đại để lấy nét, một ống kính có thể thu vào được sử dụng, kết hợp với máy đo khoảng cách. Trong trường hợp này, tất cả các đại lượng có trong công thức thấu kính không thay đổi, khoảng cách giữa thấu kính và phim thay đổi cho đến khi nó trùng với f. Để tăng độ sâu trường ảnh - khoảng cách dọc theo trục quang học chính mà tại đó các đối tượng được khắc họa sắc nét - ống kính được điều chỉnh khẩu độ, tức là giảm khẩu độ của nó. Nhưng điều này làm giảm lượng ánh sáng đi vào thiết bị và tăng thời gian phơi sáng cần thiết.

Độ chiếu sáng của một hình ảnh mà thấu kính là nguồn sáng tỷ lệ thuận với diện tích khẩu độ của nó, đến lượt nó, tỷ lệ thuận với bình phương đường kính d2. Độ chiếu sáng cũng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn đến ảnh, trong trường hợp của chúng ta, gần như bình phương của tiêu cự F. Vì vậy, độ chiếu sáng tỷ lệ nghịch với phần nhỏ, được gọi là tỷ số khẩu độ của thấu kính. . Căn bậc hai của tỷ lệ khẩu độ được gọi là khẩu độ tương đối và thường được biểu thị trên ống kính dưới dạng dòng chữ:. Máy ảnh hiện đại được trang bị một số thiết bị tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của nhiếp ảnh gia và mở rộng khả năng của anh ta (tự động khởi động, một bộ ống kính có độ dài tiêu cự khác nhau, máy đo độ phơi sáng, bao gồm lấy nét tự động, tự động hoặc bán tự động, v.v.). Chụp ảnh màu được phổ biến rộng rãi. Trong quá trình làm chủ - một bức ảnh ba chiều.

Con mắt

mắt người từ quan điểm quang học, nó là cùng một máy ảnh. Hình ảnh giống nhau (thực, thu nhỏ, đảo ngược) được tạo trên bức tường phía sau mắt - trên cảm quang đốm vàng, trong đó các kết thúc đặc biệt tập trung dây thần kinh thị giác- hình nón và hình que. Sự kích thích của chúng với ánh sáng sẽ truyền đến các dây thần kinh trong não và gây ra cảm giác về thị giác. Mắt có thủy tinh thể - thủy tinh thể, màng ngăn - đồng tử, thậm chí có thể bao phủ thủy tinh thể - thể mi. Về nhiều mặt, con mắt ưu việt hơn các máy ảnh ngày nay. Nó được lấy nét tự động - bằng cách đo độ cong của thấu kính dưới tác động của cơ mắt, tức là bằng cách thay đổi độ dài tiêu cự. Tự động có màng ngăn - bằng cách co đồng tử khi di chuyển từ phòng tối sang phòng có ánh sáng. Mắt cho hình ảnh màu, "ghi nhớ" các hình ảnh trực quan. Nhìn chung, các nhà sinh vật học và bác sĩ đã đưa ra kết luận rằng mắt là một bộ phận của não được đặt ở ngoại vi.

Thị giác bằng hai mắt cho phép bạn nhìn một đối tượng từ các góc độ khác nhau, tức là thực hiện khả năng nhìn ba chiều. Thực nghiệm đã chứng minh rằng khi người ta nhìn bằng một mắt thì ảnh từ 10 m có vẻ phẳng (ở gốc, khoảng cách giữa các điểm cực viễn của đồng tử bằng đường kính của đồng tử). Nhìn bằng hai mắt ta thấy ảnh phẳng cách 500 m (gốc là khoảng cách giữa các quang tâm của thấu kính), tức là bằng mắt ta có thể xác định được kích thước của vật, vật nào gần hay xa hơn bao nhiêu.

Để tăng khả năng này, cần phải tăng chân đế, điều này được thực hiện trong ống nhòm hình lăng trụ và trong loại khác máy đo khoảng cách (Hình 3.5).

Nhưng, giống như mọi thứ trên đời, ngay cả sự sáng tạo hoàn hảo của thiên nhiên bằng mắt thường cũng không phải là không có sai sót. Thứ nhất, mắt chỉ phản ứng với ánh sáng nhìn thấy (đồng thời, với sự trợ giúp của thị giác, chúng ta nhận thức được tới 90% tất cả thông tin). Thứ hai, mắt là đối tượng của nhiều bệnh tật, trong đó phổ biến nhất là cận thị - tia hội tụ gần võng mạc hơn (Hình 3.6) và viễn thị - hình ảnh nét sau võng mạc (Hình 3.7).

    Sự khúc xạ ánh sáng tại các ranh giới phẳng (lăng kính tam giác, bản mặt phẳng song song) dẫn đến sự dịch chuyển của ảnh so với vật mà không làm thay đổi kích thước của chúng. Sự khúc xạ ánh sáng trên các vật thể đồng nhất về mặt quang học trong suốt được giới hạn bởi các bề mặt hình cầu dẫn đến sự hình thành các hình ảnh có kích thước khác với vật thể - phóng to, thu nhỏ (trong một số trường hợp bằng nhau).

  • Các vật thể trong suốt được giới hạn bởi hai mặt cầu được gọi là thấu kính.



  • Thấu kính là yếu tố quan trọng nhất của nhiều loại dụng cụ và hệ thống quang học, từ kính đơn giản nhất đến kính hiển vi và kính thiên văn khổng lồ, có thể mở rộng đáng kể trường nhìn.

  • Thấu kính cho ánh sáng nhìn thấy thường được làm bằng thủy tinh; đối với bức xạ tia cực tím - từ thạch anh, fluorit, lithi florua, v.v.; cho bức xạ hồng ngoại - từ silicon, germani, fluorit, liti florua, v.v.



Kế hoạch

1. Trình chiếu tài liệu giáo dục qua máy chiếu đa phương tiện.
  • Thấu kính. Điểm chính, đường thẳng, mặt phẳng.

  • Nhược điểm của ống kính.

  • Cấu tạo hình ảnh trong thấu kính mỏng.

2. Nhiệm vụ tự kiểm soát: giải quyết các nhiệm vụ tương tác để xây dựng hình ảnh trong ống kính với xác minh hiệu suất. Làm việc với CD "Vật lý, 7-11 ô. Thư viện hỗ trợ trực quan". 1C: Trường học.

3. Giải quyết các vấn đề xây dựng. Làm việc với bảng tương tác Interwrite Board.

4. Kiểm tra kiểm soát. Làm việc với hệ thống kiểm soát hoạt động của tri thức Viết xen kẽ PRS.

5. Tương tác bài tập về nhà. Làm việc với CD "Vật lý, 10-11 ô. Chuẩn bị cho kỳ thi. 1C: Trường học.

6. Kết quả



Ống kính Điểm chính, đường thẳng, mặt phẳng

Đặc điểm hình học của thấu kính.

Các loại ống kính.

Tiêu cự và công suất quang học của thấu kính.

Sự phụ thuộc của tiêu cự vào bán kính cong của các mặt cầu và chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính.




thấu kính hình cầu

  • Đoạn trục quang học nằm giữa các mặt cầu giới hạn thấu kính được gọi là bề dày của thấu kính. l. Thấu kính được gọi là gầy, nếu l R1 và l R2, ở đâu R1R2 là bán kính của mặt cầu giới hạn với thấu kính. Các bán kính này được gọi là bán kính cong các bề mặt thấu kính.



Đặc điểm hình học của thấu kính

  • Đối với một mặt cầu lồi so với mặt phẳng chính của thấu kính, bán kính cong được giả thiết là dương.

  • Đối với một mặt cầu lõm so với mặt phẳng chính của thấu kính, bán kính cong được coi là âm.



Các loại ống kính

Theo hình dạng của các mặt cầu giới hạn, sáu loại thấu kính được phân biệt:


Sự xuất hiện của các loại thấu kính chính



Nhiệm vụ 1: Dựng đường đi của tia trong lăng kính và rút ra kết luận về tính chất của tia ló.



Nhiệm vụ 2: Dựng đường đi của tia trong lăng kính và rút ra kết luận về tính chất của tia ló.



Thấu kính như một tập hợp các lăng kính

Khúc xạ bởi thấu kính phân kì (n21> 1) tia song song với trục chính: tiêu điểm chính của thấu kính phân kì


Sự khúc xạ của các tia sáng song song trên mặt cầu

  • Phương trình của chùm tia song song 1, 2, 3 sau khi đi qua hệ lăng kính ở một giá trị nào đó chiết suất tỉ đối của chất làm lăng kính phụ thuộc vào vị trí của lăng kính.

  • Các tia sau khi khúc xạ hoặc đi theo chùm hội tụ và đi qua trục quang chính tại điểm F, hoặc phân kỳ, và sau đó trục quang học chính bị cắt bởi các tia khúc xạ liên tục.

  • Điểm trên trục quang chính mà tại đó các tia khúc xạ (hoặc liên tục của chúng) cắt nhau, tới thấu kính song song với trục chính của nó, được gọi là tiêu điểm chính của thấu kính. Các tiêu điểm chính nằm đối xứng với mặt phẳng của thấu kính (trong môi trường đồng nhất)



Làm việc với mô hình "độ dài tiêu cự của ống kính"

  • Khái niệm tiêu điểm của thấu kính, cả chính và phụ, được minh họa.

  • Minh họa sự phụ thuộc của tiêu cự và công suất quang học của thấu kính vào bán kính cong của các bề mặt và tỉ số giữa các mật độ quang của chất làm thấu kính và chất trung gian.



Độ dài tiêu cự và công suất quang học của ống kính



Hệ thức giữa tiêu cự và bán kính cong của thấu kính hội tụ ( N 21 > 1)



Tiêu cự của ống kính

Thấu kính hội tụ


Về vấn đề độ dài tiêu cự

  • Tại n21 = 1 (khi thấu kính ở trong môi trường có chiết suất tuyệt đối n1 bằng chiết suất tuyệt đối của chất làm thấu kính n2) thì thấu kính loại nào không khúc xạ: (n21 - 1) = 0, do đó D = 0.

  • Nếu có các phương tiện khác nhau trên các mặt khác nhau của thấu kính, thì tiêu cự ở bên trái và bên phải không giống nhau.

  • Trong trường hợp chung, không thể đánh giá bản chất khúc xạ của tia song song bởi thấu kính chỉ dựa vào hình dáng (loại thấu kính), tỉ số giữa chiết suất của chất làm thấu kính và môi trường thu được. , do đó, tốt hơn là sử dụng các ký hiệu ống kính.



Phương trình của tia song song

Tia tới thấu kính hội tụ song song với trục chính, sau khi khúc xạ đi qua tiêu điểm phụ phía sau của thấu kính.


Điểm đặc trưng, ​​đường thẳng, mặt phẳng của thấu kính hội tụ và phân kỳ

điểm O 1 và O 2 - tâm của mặt cầu,

O 1O 2 - trục quang học chính,

O- trung tâm quang học,

F- trọng tâm chính F "- tiêu điểm bên

CỦA"- trục quang học thứ cấp,

F là tiêu diện.


Lỗi ống kính (quang sai)

Quang sai hình học

Cầu sai

Quang sai nhiễu xạ


Nhược điểm của ống kính

  • hình học (quang sai cầu, hôn mê, loạn thị, độ cong trường ảnh, biến dạng),

  • màu sắc,

  • quang sai nhiễu xạ.



Cầu sai

Quang sai cầu là hiện tượng biến dạng hình ảnh trong các hệ thống quang học do thấu kính hội tụ tập trung các tia sáng ở xa trục quang học chính gần thấu kính hơn các tia sáng gần trục quang học chính (paraxial) và ngược lại với thấu kính phân kỳ. Ảnh tạo bởi chùm tia khúc xạ rộng bằng thấu kính bị mờ.



Quang sai màu

Sự biến dạng của ảnh do thực tế là các tia sáng có bước sóng khác nhau được thu thập sau khi đi qua thấu kính ở những khoảng cách khác với nó được gọi là quang sai màu; kết quả là khi sử dụng ánh sáng không đơn sắc, ảnh bị mờ và viền của nó bị bay màu.


Nguyên nhân của quang sai màu

Quang sai màu xảy ra do sự phân tán của ánh sáng trắng trong vật liệu thấu kính. Các tia màu đỏ, bị khúc xạ yếu hơn, hội tụ ở xa thấu kính hơn. Blues và violets, bị khúc xạ mạnh hơn, được tập trung gần hơn.


Quang sai nhiễu xạ

  • Quang sai nhiễu xạ là do tính chất sóng của ánh sáng.

  • Hình ảnh của một điểm phát ra ánh sáng đơn sắc, được cho ngay cả bởi một thấu kính (thấu kính) lý tưởng (không tạo ra bất kỳ sự biến dạng nào), không được mắt nhìn nhận như một điểm, vì do nhiễu xạ ánh sáng, nó thực sự là hình tròn đốm sángđường kính cuối cùng d, được bao quanh bởi một số vòng sáng tối xen kẽ (cái gọi là điểm nhiễu xạ, điểm thoáng khí, đĩa thoáng khí).



Các dạng quang sai hình học khác

Loạn thị là sự biến dạng hình ảnh của hệ thống quang học liên quan đến tính không đồng nhất của một chất. Sự khúc xạ của các tia trong các mặt cắt khác nhau của chùm tia sáng đi qua là không giống nhau.

Độ cong của trường ảnh do ảnh sắc nét vật phẳng nằm trên một mặt cong.

Sự biến dạng là độ cong của hình ảnh trong hệ thống quang học do thấu kính có độ phóng đại không đồng đều từ giữa ra rìa. Trong trường hợp này, độ sắc nét của hình ảnh không bị vi phạm.

Hôn mê là hiện tượng quang sai trong đó hình ảnh của một điểm được cho bởi toàn bộ hệ thống có dạng một điểm tán xạ không đối xứng do thực tế là mỗi phần của hệ thống quang học, cách trục của nó một khoảng d (vùng hình khuyên) , cho hình ảnh của một điểm sáng ở dạng một vòng, bán kính của điểm sáng càng nhiều d.



Các cách để loại bỏ sự không hoàn hảo của ống kính

  • Trong các thiết bị quang học hiện đại, không phải thấu kính mỏng được sử dụng mà sử dụng các hệ thống đa thấu kính phức tạp gồm thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ, trong đó có thể loại bỏ gần đúng các quang sai khác nhau, cũng như ngăn chặn các chùm ánh sáng.



Chụp ảnh trong ống kính mỏng

Hình ảnh quang học

Quá trình của các tia đặc trưng

Các trường hợp cụ thể của cấu tạo trong thấu kính

Đặc điểm so sánh của ảnh trong thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì


Hình ảnh quang học

    Hình ảnh quang học - hình ảnh thu được do tác động của thấu kính hoặc hệ thống quang học lên các tia truyền từ một vật thể và tái tạo các đường nét và chi tiết của vật thể này. Vì một vật thể là một tập hợp các chấm phát sáng với ánh sáng riêng hoặc phản xạ của chúng, nên hình ảnh hoàn chỉnh của nó được tạo thành từ hình ảnh của tất cả các chấm này.

    Có hình ảnh thực và ảo. Nếu một chùm tia sáng phát ra từ một điểm A bất kỳ của vật, là kết quả của phản xạ hoặc khúc xạ, hội tụ tại một điểm A1 nào đó, thì A1 được gọi là ảnh thật của điểm A. Nếu tại điểm A1 đó không phải là ảnh của chính các tia đó. cắt nhau mà hệ thức liên tục của chúng hướng ra bên, ngược chiều với phương truyền ánh sáng thì A1 được gọi là ảnh ảo của điểm A.



Chụp ảnh trong ống kính

  • Thấu kính hội tụ biến mặt sóng hình cầu phân kỳ từ nguồn điểm thành mặt sóng hội tụ tại điểm sau thấu kính nếu d> F;

  • Tại d - mặt trước sóng hình cầu phân kỳ từ một nguồn điểm thành mặt trước sóng hình cầu phân kỳ, như thể lan truyền từ nguồn điểm tưởng tượng;

  • Tại d = F- sóng hình cầu phân kì do nguồn điểm phát ra thành sóng khúc xạ mặt phẳng.

  • Thấu kính phân kì biến chùm sáng chiếu vào nó thành chùm tia phân kì do hiện tượng khúc xạ.



Minh họa về sự biến đổi thấu kính mặt sóng



Để xác định vị trí ảnh A1 của điểm sáng A, cần lấy đủ hai tia là phương trình dễ dựng nhất. Có một số chùm như vậy.

thấu kính hội tụ


tia đặc trưng

Chùm chính cho thấu kính hội tụ


Đặc điểm của hình ảnh trong ống kính



1. Làm việc với các mô hình tương tác của khóa học "Vật lý, 7-11 ô. Thư viện đồ dùng trực quan. 1C: Trường học.

Bình luận về cách làm việc với các mô hình tương tác

"Dựng ảnh của một điểm trong thấu kính hội tụ"

Kiểm tra việc hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu

"Dựng ảnh của một điểm trong thấu kính phân kì"



2. Làm việc với các mô hình tương tác của khóa học "Vật lý, 7-11 ô. Thư viện đồ dùng trực quan. 1C: Trường học.

Kiểm tra việc hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu

"Dựng ảnh mũi tên trong thấu kính hội tụ"

Kiểm tra việc hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu

"Dựng hình mũi tên trong thấu kính phân kỳ"



3. Làm việc với các mô hình tương tác của khóa học "Vật lý, 7-11 ô. Thư viện đồ dùng trực quan. 1C: Trường học.

Dựng ảnh hình vuông trong thấu kính hội tụ

Kiểm tra việc hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu

"Dựng ảnh của một hình vuông trong thấu kính hội tụ"

Kiểm tra việc hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu

"Dựng ảnh của hình vuông trong thấu kính phân kì"


Ghi chú

  • Nếu một vật kéo dài đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính mỏng, chạm vào nó, thì ảnh của nó sẽ vuông góc với nó, vì tất cả các điểm của vật đều cách đều mặt phẳng của thấu kính; tìm bằng cách dựng vị trí ảnh của điểm trên của vật là đủ, rồi hạ xuống vuông góc với trục chính.

  • Thấu kính luôn vẽ đường thẳng là một đoạn thẳng, ảnh của các vật trong không gian bị biến dạng: góc trong không gian của vật và ảnh khác nhau.



Nhiệm vụ: theo dõi các đặc điểm của ảnh thay đổi như thế nào khi một vật tiến từ vô cực đến mặt phẳng của thấu kính hội tụ dọc theo trục quang học chính. Hãy phân tích những khoảng cách của vật cách thấu kính hội tụ mỏng mà ảnh của nó thu được: a) thật; b) tăng lên; c) đảo ngược. Điền vào bảng.



Nhiệm vụ: theo dõi các đặc điểm của ảnh thay đổi như thế nào khi một vật tiến từ vô cực đến mặt phẳng của thấu kính hội tụ dọc theo trục chính và điền vào bảng. Nêu điểm giống và khác nhau giữa ảnh của một vật trong thấu kính hội tụ và phân kì.



Nghiện f (d)

Sự phụ thuộc của khoảng cách đến ảnh vào khoảng cách giữa vật và thấu kính hội tụ


Sự phụ thuộc G (d) cho thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ

Sự phụ thuộc của độ phóng đại ngang vào khoảng cách giữa vật và thấu kính hội tụ


Các trường hợp cụ thể của cấu tạo trong thấu kính mỏng



Dựng ảnh của một vật thẳng nằm xiên với trục quang học chính



Dựng ảnh của một vật điểm nằm trên quang trục chính của thấu kính hội tụ



Cấu tạo đường đi của chùm khúc xạ

trong một thấu kính hội tụ


Cấu tạo đường đi của chùm tia tới

trong một thấu kính hội tụ


Định nghĩa đồ họa của tiêu điểm ống kính



tốt để nhớ

  • Nếu kích thước của vật thể lớn hơn kích thước của thấu kính, thì việc dựng hình có thể được thực hiện theo cách thông thường bằng cách kéo dài mặt phẳng của thấu kính. Ảnh của một điểm của vật được xác định bởi chùm tia ló ra khỏi điểm này và giới hạn bởi độ lớn của thấu kính.

  • Nếu vật bị màn mờ che khuất một phần thấu kính thì lúc đầu có thể tiến hành dựng theo cách thông thường mà không tính đến vật chắn, sau đó phải chọn chùm tia rơi trên thấu kính. và tạo thành một hình ảnh. Hãy nhớ rằng: ở một số vị trí của vật chắn, ảnh hoàn toàn không thu được hoặc chỉ thu được một phần của đối tượng.

  • "Số lượng" tia đi qua thấu kính quyết định độ sáng của ảnh: ảnh có cường độ nhiều hơn hay ít hơn, nhưng hình dạng và vị trí của nó đều không thay đổi.



Ghi chú

1. Bạn có thể phân biệt thấu kính hội tụ với thấu kính phân kì như sau:

a) thấu kính hội tụ cho trên màn hình ảnh thực tế, từ một thấu kính phân kỳ trên màn hình, bạn có thể nhận được một bóng tròn được bao quanh bởi một vòng ánh sáng.

b) Qua thấu kính hội tụ bằng mắt thường, bạn có thể nhìn thấy hình ảnh phóng to trực tiếp tưởng tượng của các vật, ví dụ, các chữ cái trong sách và qua thấu kính phân kỳ, ảnh thu nhỏ.

2. Cách đơn giản nhất để xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ là lấy ảnh của một vật ở xa trên màn:

a) lúc d = ∞ f = F.

b) Nếu trên màn ảnh thấu kính hội tụ cho ảnh có kích thước bằng vật thì d = f = 2F, ở đâu



Nhiệm vụ để tự kiểm soát

Hoàn thành nhiệm vụ "Bài toán tương tác để xây dựng trong thấu kính"


Các tác vụ chụp ảnh ống kính tương tác



Nhiệm vụ cho giải pháp độc lập

Nhiệm vụ 1

Nhiệm vụ 2

Nhiệm vụ số 3

Nhiệm vụ số 4

Nhiệm vụ số 5

Nhiệm vụ số 6

Tác vụ №7.1

Tác vụ №7.2

Nhiệm vụ №7.3

Nhiệm vụ số 8


Khi giải các bài toán về xây dựng trong tia song song, cần nhớ:

  • một vật điểm và ảnh của nó nằm trên cùng một trục quang học; điều này giúp bạn có thể tìm thấy bằng cách xây dựng vị trí của quang tâm của thấu kính;

  • trục chính vuông góc với mặt phẳng của thấu kính;

  • vật và ảnh ảo của nó cùng nằm về một phía của mặt phẳng thấu kính, vật và ảnh thật của nó ở hai phía đối nhau.

  • vật và ảnh trực tiếp của nó luôn nằm về cùng một phía đối với trục chính của thấu kính, vật và ảnh ngược chiều của nó ở hai phía đối nhau. Hình ảnh trực tiếp luôn là hình ảnh tưởng tượng.

  • Ảnh thật chỉ được tạo ra bởi thấu kính hội tụ, trong khi ảnh ảo được tạo ra bởi cả thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Ở thấu kính hội tụ, ảnh ảo luôn phóng to, ở thấu kính phân kì luôn thu nhỏ.



Nhiệm vụ №1 Dựng ảnh của một vật nằm trên trục chính của thấu kính hội tụ.



Nhiệm vụ №2 Dựng ảnh của một vật nằm giữa tiêu điểm và quang tâm của thấu kính hội tụ.



Nhiệm vụ №3 Dựng ảnh của một vật nằm phía trên trục quang học chính của thấu kính hội tụ phía trên tiêu điểm.



Nhiệm vụ №4 Dựng ảnh của một vật nghiêng trong thấu kính phân kì.



Bài toán №5 Đã biết đường đi của chùm 1 trong thấu kính hội tụ. Tìm đường đi của tia 2 bằng cách dựng.



Nhiệm vụ số 6 Đã biết phương trình của chùm tia 1 trong thấu kính phân kì. Tìm đường đi của tia 2 bằng cách dựng.



Nhiệm vụ số 7.1 Hình minh họa một nguồn sáng S và hình ảnh của anh ấy S O 1O



Nhiệm vụ số 7.2 Hình vẽ cho thấy một nguồn sáng S và hình ảnh của anh ấy S', cũng như trục quang học chính O 1O 2. Tìm bằng cách dựng quang tâm của thấu kính và vị trí của tiêu điểm chính của nó.



Nhiệm vụ số 7.3 Hình vẽ cho thấy một nguồn sáng S và hình ảnh của anh ấy S', cũng như trục quang học chính O 1O 2. Tìm bằng cách dựng quang tâm của thấu kính và vị trí của tiêu điểm chính của nó.



Nhiệm vụ số 8 AB là vật, A’B ’là ảnh của nó trong thấu kính. Tìm bằng cách dựng quang tâm của thấu kính, vị trí của trục chính và tiêu điểm chính.



Nhiệm vụ kiểm soát thử nghiệm

Bài tập 1

Nhiệm vụ 2

Nhiệm vụ 3

Nhiệm vụ 4

Nhiệm vụ 5

Nhiệm vụ 6

Nhiệm vụ 7


Bài tập 1

  • Cốc thủy tinh ( N= 1.51) một thấu kính lồi-lõm, trong đó độ dày ở tâm lớn hơn độ dày ở các cạnh, được đặt tuần tự trong các phương tiện khác nhau: trong không khí ( N= 1,0), vào nước ( N= 1,33), thành rượu etylic ( N= 1,36), thành cacbon đisulfua ( N= 1,63). Trong các phương tiện này thấu kính sẽ phân kì?

1. Không có

2. Trong rượu etylic

3. Chỉ trong nước

4. Chỉ trong carbon disulfide

5. Không đủ dữ liệu để trả lời


Nhiệm vụ 2

Một chùm sáng tới thấu kính hội tụ song song với trục chính. Sau khi đi qua thấu kính, chùm sáng sẽ truyền dọc theo đường thẳng:


Nhiệm vụ 3

thấu kính hội tụ L xây dựng hình ảnh của một đối tượng S


Nhiệm vụ 4

thấu kính phân kỳ L xây dựng hình ảnh của một đối tượng S. Chọn vị trí và kích thước chính xác cho hình ảnh.


Nhiệm vụ 5

Dùng một thấu kính, người ta thu được hình ảnh ngược của ngọn lửa nến trên màn. Kích thước của ảnh sẽ thay đổi như thế nào nếu một phần của thấu kính bị che khuất bởi một tờ giấy?


Nhiệm vụ 6

Hình bên cho biết vị trí của thấu kính hội tụ và ba vật ở trước nó. Ảnh của vật nào trong số các vật này sẽ là ảnh thật, phóng to và ảnh ngược?


Nhiệm vụ 7

Một vật được tiếp cận từ vô cực đến tiêu điểm phía trước F 1 thấu kính hội tụ. Kích thước của hình ảnh thay đổi như thế nào? H và khoảng cách từ thấu kính đến ảnh f? Tiêu cự của thấu kính là F.


Bài tập về nhà tương tác



Bài tập về nhà

    Làm việc với CD "Vật lý, 10-11 ô. Chuẩn bị cho kỳ thi ": phần" Quang hình học, nhiệm vụ 38 "Dựng ảnh của mũi tên vuông góc với quang trục trong thấu kính hội tụ và đặc điểm của ảnh", nhiệm vụ 39 "Dựng ảnh của mũi tên vuông góc với quang trục trong thấu kính phân kì và đặc điểm của ảnh ”, nhiệm vụ 48 (lập bảng vẽ nguyên công, chuyển bài vẽ vào vở).



Các kết quả

  • .

  • .



Nguồn thông tin đã sử dụng

  • Vật lý, 7-11 ô. Thư viện đồ dùng trực quan. 1C: Trường học

  • Vật lý, 10-11 ô. Chuẩn bị cho kỳ thi. 1C: Trường học

  • Vật lý mở 2.6. Physicon

  • Sách giáo khoa Vật lý lớp 11 do A. A. Pinsky, O. F. Kabardin và V. A. Kasyanov và những người khác chủ biên.



Làm việc với mô hình "độ dài tiêu cự của ống kính"(thấu kính hội tụ)

1. Minh họa sự phụ thuộc của tiêu cự và công suất quang học của thấu kính vào bán kính cong của các bề mặt và tỉ số giữa các mật độ quang của chất làm thấu kính và chất trung gian.


Làm việc với Mô hình tiêu cự ống kính (Ống kính phân kỳ)

1. Minh họa sự phụ thuộc của tiêu cự và công suất quang học của thấu kính vào bán kính cong của các bề mặt và tỉ số giữa các mật độ quang của các chất của thấu kính và chất của môi trường.


Tính chất và vị trí ảnh của một vật kéo dài phụ thuộc vào vị trí của vật này so với thấu kính hội tụ



Tính chất và vị trí ảnh của một vật kéo dài phụ thuộc vào vị trí của vật này so với thấu kính hội tụ

  • Thấu kính hội tụ tạo ra cả ảnh thật và ảnh ảo, cả ảnh thẳng đứng và ảnh ngược chiều, cả ảnh thu nhỏ và ảnh phóng to.

  • Khi vật đến gần thấu kính, độ lớn của ảnh tăng lên, ảnh di chuyển ra xa thấu kính đến vô cực tại d = F. Tại d khi bạn đến gần quang tâm, sẽ thu được một ảnh ảo có kích thước thay đổi.

  • Nở cho thấy các vùng tồn tại của hình ảnh: bên phải - thực, bên trái - tưởng tượng.



Tính chất và vị trí ảnh của một vật kéo dài phụ thuộc vào vị trí của vật này so với thấu kính phân kì



Tính chất và vị trí ảnh của một vật kéo dài phụ thuộc vào vị trí của vật này so với thấu kính phân kì

  • Thấu kính phân kỳ chỉ tạo ra ảnh giảm trực tiếp ảo.

  • Khi vật đến gần thấu kính phân kì, độ lớn của ảnh tăng lên, ảnh tiến gần đến quang tâm của thấu kính. Tại d = F có ảnh trong thấu kính phân kì.

  • Nở cho thấy vùng tồn tại của ảnh ảo trong thấu kính phân kì.



Dựng ảnh của một điểm trong thấu kính hội tụ



Dựng ảnh của một điểm trong thấu kính phân kỳ



Dựng hình ảnh mũi tên trong thấu kính hội tụ

  • Ảnh của một vật thể kéo dài được tạo thành từ ảnh của các điểm riêng lẻ của vật thể này.



Xây dựng hình ảnh một mũi tên trong thấu kính phân kỳ



Hình ảnh:

1. Thực - những hình ảnh mà chúng ta nhận được là kết quả của sự giao nhau giữa các tia đi qua thấu kính. Chúng thu được trong một thấu kính hội tụ;

2. Ảo ảnh - hình ảnh được tạo thành bởi chùm sáng phân kỳ, các tia của chúng không thực sự giao nhau, nhưng các tia liên tục của chúng được vẽ theo hướng ngược lại cắt nhau.

Thấu kính hội tụ có thể tạo ra cả thực và hình ảnh tưởng tượng.

Thấu kính phân kì chỉ tạo ảnh ảo.

thấu kính hội tụ

Để dựng ảnh của một vật, ta phải đúc được hai tia. Chùm sáng thứ nhất truyền từ điểm trên của vật song song với quang trục chính. Tại thấu kính, chùm tia khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Chùm sáng thứ hai phải hướng từ điểm trên của vật qua quang tâm của thấu kính thì nó mới đi qua mà không bị khúc xạ. Tại giao điểm của hai tia ta đặt điểm A '. Đây sẽ là hình ảnh của điểm trên cùng của đối tượng.

Kết quả của việc xây dựng, thu được một hình ảnh thực thu nhỏ, đảo ngược (xem Hình 1).

Cơm. 1. Nếu đối tượng nằm sau tiêu điểm kép

Để xây dựng, nó là cần thiết để sử dụng hai dầm. Chùm sáng thứ nhất truyền từ điểm trên của vật song song với quang trục chính. Tại thấu kính, chùm tia khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Chùm sáng thứ hai phải hướng từ điểm trên cùng của vật qua quang tâm của thấu kính; nó sẽ đi qua thấu kính mà không bị khúc xạ. Tại giao điểm của hai tia ta đặt điểm A '. Đây sẽ là hình ảnh của điểm trên cùng của đối tượng.

Ảnh của điểm dưới của vật được dựng theo cách tương tự.

Kết quả của việc xây dựng, một hình ảnh thu được, chiều cao của nó trùng với chiều cao của vật thể. Hình ảnh ngược và thật (Hình 2).

Cơm. 2. Nếu đối tượng nằm ở điểm lấy nét kép

Để xây dựng, nó là cần thiết để sử dụng hai dầm. Chùm sáng thứ nhất truyền từ điểm trên của vật song song với quang trục chính. Tại thấu kính, chùm tia khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Chùm tia thứ hai phải hướng từ đỉnh vật qua quang tâm của thấu kính. Nó đi qua thấu kính mà không bị khúc xạ. Tại giao điểm của hai tia ta đặt điểm A '. Đây sẽ là hình ảnh của điểm trên cùng của đối tượng.

Ảnh của điểm dưới của vật được dựng theo cách tương tự.

Kết quả của việc xây dựng, một hình ảnh thực được phóng to, đảo ngược, thu được (xem Hình 3).

Cơm. 3. Nếu đối tượng nằm trong khoảng trống giữa tiêu điểm và tiêu điểm kép

Đây là cách hoạt động của bộ máy chiếu. Khung của phim nằm gần tiêu điểm, do đó thu được một mức tăng lớn.

Kết luận: vật đến gần thấu kính thì độ lớn của ảnh thay đổi.

Khi đặt vật ra xa thấu kính thì ảnh giảm dần. Khi một đối tượng đến gần, hình ảnh sẽ được phóng to. Ảnh cực đại khi vật ở gần tiêu điểm của thấu kính.

Mục sẽ không tạo ra bất kỳ hình ảnh nào (hình ảnh ở vô cực). Vì các tia tới thấu kính bị khúc xạ và đi song song với nhau (xem Hình 4).

Cơm. 4. Nếu chủ thể nằm trong mặt phẳng tiêu cự

5. Nếu vật nằm giữa thấu kính và tiêu điểm

Để xây dựng, nó là cần thiết để sử dụng hai dầm. Chùm sáng thứ nhất truyền từ điểm trên của vật song song với quang trục chính. Tại thấu kính, chùm tia khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Khi các tia đi qua thấu kính, chúng phân kỳ. Do đó, hình ảnh sẽ được hình thành từ cùng một phía với chính đối tượng, tại giao điểm không phải của chính các đường, mà là sự liên tục của chúng.

Kết quả của việc xây dựng, một hình ảnh được phóng to, trực tiếp, ảo sẽ thu được (xem Hình 5).

Cơm. 5. Nếu vật nằm giữa thấu kính và tiêu điểm

Đây là cách hoạt động của kính hiển vi.

Kết luận (xem Hình 6):

Cơm. 6. Kết luận

Trên cơ sở bảng, có thể xây dựng đồ thị về sự phụ thuộc của ảnh vào vị trí của vật (xem Hình 7).

Cơm. 7. Đồ thị về sự phụ thuộc của ảnh vào vị trí của đối tượng

Đồ thị thu phóng (xem Hình 8).

Cơm. 8. Biểu đồ tăng

Dựng ảnh của điểm sáng nằm trên trục quang học chính.

Để dựng ảnh của một điểm, bạn cần chụp một tia và hướng nó tùy ý vào thấu kính. Dựng một quang trục chính song song với chùm tia đi qua quang tâm. Tại nơi xảy ra giao điểm của tiêu diện và quang trục chính sẽ có tiêu điểm thứ hai. Chùm tia khúc xạ sẽ đi tới điểm này sau thấu kính. Tại giao điểm của chùm tia với trục quang học chính, ta thu được hình ảnh của một điểm sáng (xem Hình 9).

Cơm. 9. Đồ thị hình ảnh chấm sáng

thấu kính phân kỳ

Vật đặt trước thấu kính phân kì.

Để xây dựng, nó là cần thiết để sử dụng hai dầm. Chùm sáng thứ nhất truyền từ điểm trên của vật song song với quang trục chính. Tại thấu kính, chùm tia khúc xạ theo cách mà phần tiếp theo của chùm tia này sẽ đi vào tiêu điểm. Và tia thứ hai, đi qua quang tâm, giao điểm tiếp tục của tia thứ nhất tại điểm A ', - đây sẽ là hình ảnh của điểm trên của vật thể.

Theo cách tương tự, một hình ảnh của điểm dưới của đối tượng được xây dựng.

Kết quả là một hình ảnh thẳng, thu nhỏ, ảo (xem Hình 10).

Cơm. 10. Đồ thị thấu kính phân kì

Khi dịch chuyển một vật so với thấu kính phân kì thì luôn thu được ảnh ảo trực tiếp, giảm dần.

    Trên hình. 22 cho thấy các cấu hình đơn giản nhất của thấu kính thủy tinh: lồi lõm, hai mặt lồi (Hình 22, b), phẳng-lõm (Hình 22, trong) và hai mặt lõm (Hình 22, G). Hai người đầu tiên trong số họ là thu thậpống kính và hai ống kính thứ hai - phân tán. Những cái tên này gắn liền với thực tế là trong thấu kính hội tụ, chùm tia khúc xạ, bị lệch về phía trục quang học và ngược lại trong thấu kính phân kỳ.

    Các chùm tia chạy song song với trục quang học chính bị lệch về phía sau thấu kính hội tụ (Hình 23, một) để chúng tập hợp tại một điểm được gọi là tập trung. Trong thấu kính phân kì, các tia đi song song với trục chính bị lệch đi sao cho liên tục của chúng được thu lại tại tiêu điểm nằm ở phía đối với tia tới (Hình 23, b). Khoảng cách lấy nét ở bên này và bên kia thấu kính mỏng giống nhau và không phụ thuộc vào biên dạng của bề mặt bên phải và bên trái của thấu kính.

Cơm. 22. Plano-lồi ( một), hai mặt lồi ( b), plano-lõm ( trong) và hai mặt lõm ( G) thấu kính.

Cơm. 23. Đường đi của các tia chạy song song với trục chính trong thấu kính thu (a) và thấu kính phân kì (b).

    Chùm tia đi qua tâm thấu kính (Hình 24, một- thấu kính hội tụ, hình vẽ. 24, b- thấu kính phân kỳ), không bị khúc xạ.

Cơm. 24. Phương trình tia đi qua quang tâm O , ở thấu kính hội tụ (a) và thấu kính phân kì (b).

    Các tia truyền song song với nhau, nhưng không song song với trục chính, cắt nhau tại một điểm (tiêu điểm bên) trên mặt phẳng tiêu điểm, đi qua tiêu điểm của thấu kính vuông góc với trục quang học chính (Hình 25, một- thấu kính hội tụ, hình vẽ. 25, b- thấu kính phân kỳ).


Cơm. 25. Phương trình của chùm tia song song trong thấu kính thu (a) và thấu kính tán xạ (b).


.

Khi dựng (Hình 26) ảnh của một điểm (ví dụ, đầu mũi tên) bằng thấu kính hội tụ, hai chùm tia được phát ra từ điểm này: song song với trục quang học chính và qua tâm O thấu kính.


Cơm. 26. Dựng ảnh trong thấu kính hội tụ

Tùy thuộc vào khoảng cách từ mũi tên đến thấu kính, có thể thu được bốn loại ảnh, đặc điểm của chúng được mô tả trong Bảng 2. Khi dựng ảnh của một đoạn thẳng vuông góc với trục chính, ảnh của nó cũng biến thành một đoạn vuông góc với quang trục chính.

Khi nào thấu kính phân kỳ hình ảnh của một đối tượng chỉ có thể thuộc một loại - tưởng tượng, giảm, trực tiếp. Có thể dễ dàng nhận thấy điều này bằng cách thực hiện các cấu tạo tương tự ở phần cuối của mũi tên với sự trợ giúp của hai tia (Hình 27).

ban 2

Khoảng cách

từ chủ đề

vào ống kính

Đặc tính

Hình ảnh

0 <<

Tưởng tượng, phóng to, trực tiếp

<< 2

"Ống kính. Xây dựng hình ảnh trong ống kính"

Mục tiêu bài học:

    Giáo dục: chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu về tia sáng và sự lan truyền của chúng, giới thiệu khái niệm thấu kính, nghiên cứu hoạt động của thấu kính hội tụ và tán xạ; học cách dựng ảnh do thấu kính đưa ra.

    Đang phát triển: góp phần phát triển tư duy logic, khả năng nhìn, nghe, thu thập và lĩnh hội thông tin, độc lập đưa ra kết luận.

    Giáo dục: trau dồi tính chu đáo, kiên trì và chính xác trong công việc; học cách sử dụng kiến ​​thức thu được để giải quyết các vấn đề thực tiễn và nhận thức.

Loại bài học: kết hợp, bao gồm phát triển kiến ​​thức, kỹ năng mới, củng cố và hệ thống hóa những kiến ​​thức đã tiếp thu trước đó.

Trong các lớp học

Tổ chức thời gian(2 phút):

    chào học sinh;

    kiểm tra sự sẵn sàng làm bài của học sinh;

    làm quen với mục tiêu bài học (mục tiêu giáo dục được đặt ra chung chung, không nêu chủ đề của bài học);

    tạo ra tâm trạng tâm lý:

Vũ trụ, lĩnh hội,
Biết mọi thứ mà không cần lấy đi
Những gì bên trong - bên ngoài bạn sẽ tìm thấy,
Những gì bên ngoài, bạn sẽ tìm thấy bên trong
Vì vậy, hãy chấp nhận nó mà không cần nhìn lại
Những câu đố vui trên thế giới ...

I. Goethe

Sự lặp lại của tài liệu đã nghiên cứu trước đây xảy ra trong một số giai đoạn.(26 phút):

1. Blitz - thăm dò ý kiến(đáp án của câu hỏi chỉ có thể là có hoặc không, để có cái nhìn tổng quan hơn về câu trả lời của học sinh, bạn có thể sử dụng các thẻ tín hiệu, "có" - màu đỏ, "không" - màu xanh lá cây, cần ghi rõ câu trả lời đúng) :

    Ánh sáng có truyền theo đường thẳng trong môi trường đồng chất không? (Đúng)

    Góc phản xạ được biểu thị bằng chữ cái Latinh betta? (Không)

    Sự phản xạ là đặc trưng hay khuếch tán? (Đúng)

    Góc tới luôn lớn hơn góc phản xạ? (Không)

    Tại ranh giới của hai môi trường trong suốt, chùm sáng có đổi hướng không? (Đúng)

    Góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới? (Không)

    Tốc độ ánh sáng trong môi trường nào giống nhau và bằng 3 * 10 8 m / s? (Không)

    Tốc độ ánh sáng trong nước nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong chân không? (Đúng)

Hãy xem xét slide 9: “Dựng ảnh trong thấu kính hội tụ” ( ), sử dụng phần tóm tắt tham chiếu để xem xét các tia được sử dụng.

Thực hiện dựng ảnh trong thấu kính hội tụ lên bảng, nêu đặc điểm của nó (do giáo viên hoặc học sinh thực hiện).

Hãy xem xét trang trình bày 10: “Xây dựng hình ảnh trong một thấu kính phân kỳ” ( ).

Thực hiện dựng ảnh trong thấu kính phân kì lên bảng, nêu đặc điểm của ảnh (do giáo viên hoặc học sinh thực hiện).

5. Kiểm tra sự hiểu biết về vật liệu mới, sự củng cố của nó(19 phút):

Bài làm của học sinh trên bảng đen:

Dựng ảnh của một vật trong thấu kính hội tụ:

Nhiệm vụ trước:

Làm việc độc lập với sự lựa chọn của các nhiệm vụ.

6. Tổng kết bài học(5 phút):

    Em học được gì trong bài, em cần chú ý điều gì?

    Tại sao không nên tưới cây từ trên cao vào ngày hè nóng nực?

    Điểm cho công việc trong lớp học.

7. Bài tập về nhà(2 phút):

Dựng ảnh của một vật trong thấu kính phân kì:

    Nếu vật nằm ngoài tiêu điểm của thấu kính.

    Nếu vật nằm giữa tiêu điểm và thấu kính.

Đính kèm bài , , .