Bài 10: Kính lúp. Bài tập thấu kính

1. Kiến thức trọng tâm

Kính lúp là dụng cụ quang học dùng để quan sát các vật nhỏ. Kính lúp thực chất là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, thường từ vài xăng-ti-mét đến vài chục xăng-ti-mét. Khi dùng kính lúp, ta đặt vật trong khoảng tiêu cự của thấu kính, sát phía trước kính. Ảnh thu được là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật nhiều lần, giúp mắt nhìn rõ chi tiết nhỏ.

Số bội giác của kính lúp cho biết ảnh qua kính lớn gấp bao nhiêu lần khi mắt ngắm chừng ở điểm cực cận. Kính lúp có số bội giác càng lớn thì quan sát càng rõ. Kính lúp được dùng để đọc chữ nhỏ, sửa đồng hồ, quan sát côn trùng và kiểm tra tem.

Khi giải bài tập thấu kính, cần nhớ ba tia sáng đặc biệt, công thức thấu kính $\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}$ và công thức độ phóng đại $k = \frac{d'}{d} = \frac{h'}{h}$, trong đó $h$ là chiều cao vật, $h'$ là chiều cao ảnh. Ảnh thật thì d' > 0, ảnh ảo thì d' < 0 theo quy ước dấu.

2. Ví dụ minh họa

Một kính lúp có tiêu cự $5$ cm. Đặt một con tem nhỏ cách kính $4$ cm. Vì vật nằm trong tiêu cự nên ảnh là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật. Áp dụng công thức: $\frac{1}{5} = \frac{1}{4} + \frac{1}{d'}$, suy ra $\frac{1}{d'} = \frac{1}{5} - \frac{1}{4} = -\frac{1}{20}$, vậy $d' = -20$ cm. Dấu âm cho biết ảnh ảo, nằm cùng phía với vật, cách kính $20$ cm. Độ phóng đại là $k = \frac{20}{4} = 5$ lần.

Một vật AB cao $1$ cm đặt cách thấu kính hội tụ tiêu cự $10$ cm một khoảng $30$ cm. Tính được $d' = 15$ cm, ảnh thật, ngược chiều, cao $0,5$ cm.

3. Ghi nhớ

• Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn; vật đặt trong tiêu cự cho ảnh ảo lớn hơn vật.
• Công thức thấu kính: $\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}$.
• Độ phóng đại: $k = \frac{d'}{d} = \frac{h'}{h}$.