Bài giảng Vật lí 9 - Tiết 45: Thấu kính hội tụ

Trong cuốn tiểu thuyết “ Cuộc du lịch của thuyền trưởng Hát-tê - rát ” của GiuynVéc - nơ , khi đoàn du lịch bị mất bật lửa , cả đoàn lâm vào cảnh thiếu lửa trong những ngày cực lạnh ở - 48 0 C. Một thành viên trong đoàn chỉ với chiếc rìu , một con dao nhỏ và đôi bàn tay đã lấy một tảng băng nước ngọt , đường kính khoảng 30 cm, chê ́ tạo một thấu kính hội tụ trong suốt chẳng khác gì thấu kính pha lê . Dưới ánh nắng mặt trời , ông đưa thấu kính đó ra hứng các tia nắng lên bùi nhùi , chỉ vài phút sau bùi nhùi bốc cháy . Năm 1763, lần đầu tiên ở Anh người ta đã tiến hành thành công thí nghiệm dùng thấu kính hội tụ làm từ băng đốt cháy gô ̃. Như vậy,thấu kính hội tụ là gì ? * Kính chào quý thầy,cô giáo và các em học sinh Lớp 9/2 ! PHÒNG GD & ĐT VẠN NINH TRƯỜNG THCS NGUYỄN HUỆ Giáo viên : Nguyễn Thi ̣ Mỹ châu Ngày 17 t háng 2 năm 20 12 . Câu hỏi Hãy vẽ tiếp đường truyền của tia sáng trong 2 trường hợp sau ? Nhận xét quan hệ giữa r và i? Q P S I không khí nước Q P N ’ N S I không khí nước i i r Ánh sáng truyền từ không khí sang nước r < i Ánh sáng truyền từ nước sang không khí r > i N ’ N r KIỂM TRA BÀI CŨ TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : C1 Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có đặc điểm gì mà người ta gọi nó là thấu kính hội tụ ? 1.Thí nghiệm . Bố trí thí nghiệm như hình 42.2, trong đó chiếu chùm sáng tới song song theo phương vuông góc với mặt một thấu kính hội tụ . Quan sát chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính + Dụng cụ : 1 nguồn sáng phát ra các tia sáng song song , 1 thấu kính hội tụ , 2 màn chắn , 1 giá quang học . + Mục tiêu thí nghiệm : Tìm hiểu đặc điểm của chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính khi chiếu chùm sáng tới song song theo phương vuông góc với mặt thấu kính + Đối tượng cần quan sát : + Tiến hành thí nghiệm : + Nhiện vụ cần hoàn thành Trả lời câu C1. Chiếu chùm sáng tới song song theo phương vuông góc với thấu mặt thấu kính hội tụ . TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1. Thi ́ nghiệm Đáp án Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính là chùm hội tụ . C1 Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính có đặc điểm gì mà người ta gọi nó là thấu kính hội tụ ? C1 Mô tả kết quả thí nghiệm Hình 42.2 Thấu kính Nguồn sáng I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1. Thi ́ nghiệm TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính là chùm hội tụ . I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : C2 Hãy chỉ ra tia tới , tia ló trong thí nghiệm ở hình 42.2. Tia tới Tia ló TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Chùm tia khúc xạ ra khỏi thấu kính là chùm hội tụ . Tia sáng đi tới thấu kính gọi là tia tới . Tia khúc xạ ra khỏi thấu kính gọi là tia ló . Thấu kính Nguồn sáng Mô tả kết quả thí nghiệm Hình 42.2 Tra ̉ lời : C3 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ Tìm hiểu và so sánh độ dày phần rìa so với phần giữa của thấu kính hội tụ làm trong thí nghiệm . Phần rìa của thấu kính hội tụ mỏng hơn phần giữa I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Hoạt động nhóm (1phút ) I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô - Phần rìa của thấu kính hội tụ mỏng hơn phần giữa . - Thấu kính được làm bằng vật liệu trong suốt ( thường là thủy tinh hoặc nhựa ) I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1. Thi ́ nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : - Ký hiệu của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô - Phần rìa của thấu kính hội tụ mỏng hơn phần giữa Tiết diện mặt cắt ngang của một thấu kính hội tụ được mô tả trên hình vẽ sau : - Thấu kính được làm bằng vật liệu trong suốt ( thường là thủy tinh hoặc nhựa ) Thấu kính Nguồn sáng II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : Tra ̉ lời C4 Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 và cho biết , trong ba tia sáng tới thấu kính , tia nào qua thấu kính truyền thẳng không bị đổi hướng ? Trong ba tia sáng tới thấu kính tia ở giữa truyền thẳng , không bị đổi hướng . I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính :( ) I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng Trong các tia vuông góc với mặt TKHT, có một tia ló truyền thẳng không đổi hướng . Tia này trùng với đường thẳng được gọi là trục chính (  ) của thấu kính  ( ) là trục chính của thấu kính Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1. Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô   là trục chính của thấu kính O 2. Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính Trục chính của TKHT đi qua một điểm O trong thấu kính mà mọi tia sáng tới điểm này đều truyền thẳng , không đổi hướng.Điểm O gọi là quang tâm của thấu kính Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 Thấu kính Nguồn sáng O  Tia đặc biệt thư ́ 1 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2. Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : O Hình 42.4 C5 Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia tới nào ? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này trên hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1. Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia tới nào ? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này trên hình 42.2 C5 Điểm hội tụ F nằm trên trục chính . Đáp án Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : C5 Điểm hội tụ F nằm trên trục chính . Đáp án Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia tới nào ? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này trên hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1. Thi ́ nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : C5 F Mô tả kết quả thí nghiệm hình 42.2 Quan sát lại thí nghiệm ở hình 42.2 và cho biết điểm hội tụ F của chùm tia ló nằm trên đường thẳng chứa tia tới nào ? Hãy biểu diễn chùm tia tới và chùm tia ló trong thí nghiệm này trên hình 42.2 Điểm hội tụ F nằm trên trục chính . Đáp án II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1. Thi ́ nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F Vẫn thí nghiệm trên nếu chiếu chùm tia tới vào mặt bên kia của thấu kính thì chùm tia ló có đặc điểm gì ? C6 Khi đó chùn tia ló cũng hội tụ tại một điểm trên trục chính ( điểm F') Đáp án Kết quả thí nghiệm Hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F Kết quả thí nghiệm Hình 42.2 Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F nằm trên trục chính . Điểm đó gọi là tiêu điểm của thấu kính hội tụ và nằm khác phía với chùm tia tới .  O F  O F’ Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F' nằm trên trục chính ở hai phía của thấu kính và cách đều quang tâm .  Tia đặc biệt thư ́ 2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F' nằm trên trục chính ở hai phía của thấu kính và cách đều quang tâm . F' Kết quả thí nghiệm Hình 42.2 II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F F' 4.Tiêu cư ̣: Ta có : OF = OF ' = f gọi là tiêu cự của thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F' nằm trên trục chính ở hai phía của thấu kính và cách đều quang tâm . Khoảng cách từ quang tâm đến mỗi tiêu điểm OF = OF ' = f gọi là tiêu cự của thấu kính  O F F' f f II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F F' 4.Tiêu cư ̣: Ta có : OF = OF ' = f gọi là tiêu cự của thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F' nằm trên trục chính ở hai phía của thấu kính và cách đều quang tâm . Nếu cho tia tới đi qua tiêu điểm của thấu kính thì thấy tia ló song song với trục chính  Tia đặc biệt thư ́ 3 . II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô   là trục chính của thấu kính O 2.Quang tâm : O là quang tâm của thấu kính 3.Tiêu điểm : F F' 4.Tiêu cư ̣: Ta có : OF = OF ' = f gọi là tiêu cự của thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F' nằm trên trục chính ở hai phía của thấu kính và cách đều quang tâm . . Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua 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 đi qua tiêu điểm . + Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính .  O F F'  O F F'  O F F' II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô Thấu kính Nguồn sáng 2.Quang tâm : 3.Tiêu điểm : 4. Tiêu cư ̣: III. VËn dông C7 (1) (2) (3) S O F’ Hình 42.6 F Trên hình 42.6 có vẽ thấu kính hội tụ , quang tâm O, trục chính , hai tiêu điểm F và F', các tia tới 1, 2, 3. Hãy vẽ tia nó của các tia tới này ? II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô 2.Quang tâm : 3.Tiêu điểm : 4.Tiêu cư ̣: III. VËn dông C7 (1) (2) (3) S O F’ Hình 42.6 F S' . II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô 2.Quang tâm : 3.Tiêu điểm : 4.Tiêu cư ̣: III. VËn dông (1) (2) (3) S O F’ Hình 42.6 F C8 Hãy trả lời câu hỏi bạn Kiên nêu ra ở phân mở bài . Đáp án Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa . C7 S' II. Trôc chÝnh , Quang t©m , tiªu ® iÓm , tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô 1.Trục chính : I. § Æc ® iÓm cña thÊu kÝnh HéI Tô 1.Thí nghiệm : 2. Hình dạng của thấu kính hội tụ : TiÕt 45: thÊu kÝnh héi tô 2.Quang tâm : 3.Tiêu điểm : 4.Tiêu cư ̣: III. VËn dông Qua bài này các em cần nhớ - Biết vẽ đường truyền của 3 tia sáng đặc biệt . - Đặc điểm của thấu kính hội tụ , kí hiệu . - Thế nào là tia tới , tia ló . - Biết được đâu là truc chính , đâu là quang tâm , tiêu điểm , tiêu cự của thấu kính hội tụ . (1) (2) (3) S O F’ F S' (1) (2) (3) S O F’ Hình 42.6 F C7 30 Học thuộc kỹ bài Làm bài 42-43.3SBT Đọc phần có thể em chưa biết Đọc tr ước b ài 43: Ảnh của một vât tạo bởi thấu kính hội tụ . Xem lại phần toán hai tam giác đồng dạng đa ̃ học đê ̉ học tốt bài tiếp theo . HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ * XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! khoẻ mạnh, hạnh phúc...! Kính chúc Quý thầy, cô cùng các em học sinh