Một bình hình trụ tròn có chiều cao 8cm và đường kính 20cm. Một học sinh đặt mắt nhìn vào trong bình sao cho thành bình vừa vặn che khuất hết đáy (hình 51.1 SGK). Khi đổ nước vào khoảng xấp xỉ 3/4 bình thì bạn đó vừa vặn nhìn thấy tâm O của đáy. Hãy vẽ tia sáng từ tâm O của đáy bình truyền tới mắt.

Phương pháp giải:

a. Vẽ mặt cắt dọc của bình theo đúng tỉ lệ. Sau đó vẽ tia sáng từ mép của đáy bình đến mắt.

b. Vẽ đường thẳng biểu diễn mặt nước sau khi đổ nước vào bình. Xác định vị trí của điểm tới trên mặt nước, biết rằng tia ló ra ngoài không khí vẫn truyền theo hướng cũ. Cuối cùng, vẽ tia sáng truyền từ tâm O của đáy bình đến mặt nước, và từ mặt nước đến mắt. 

Lời giải:

- Bước 1: Vẽ đường thẳng PQ biểu diễn mặt nước sau khi đổ nước vào . Đường PQ này cắt tia sáng BM đi từ mép của đáy bình đến mắt tại I.

- Bước 2: Nối OI : OI là tia tới, tia OI bị khúc xạ tại I theo phương IM. 

=> Đường đi của tia sáng từ O đến mắt là OIM

- Tia sáng từ tâm O của đáy bình truyền tới mắt:

Phần A - Bài 2, Trang 141,142 VBT Vật lí 9:

Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của 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 vật AB theo đúng tỉ lệ.

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

Phương pháp giải:

a. Chọn một tỉ lệ xích thích hợp trên trục chính.

b. Dùng 2 trong 3 tia đặc biệt để dựng ảnh.

- Đường truyền của ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ:

 + Tia tới đến quang tâm O thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.

 + Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm.

 + Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.

Lời giải:

a) Vẽ ảnh của AB. 

b)

- Với hình vẽ trên ta đo được chiều cao của vật $AB=10mm$, chiều cao của ảnh $A^{\prime }{B}^{\prime }=30mm$

=> A'B' = 3AB.

- Dựa vào hình để tính xem chiều cao của vật gấp mấy lần chiều cao của ảnh.

$OA=16cm$.

$OF=O{F}^{\prime }=12cm$.

Ta có:$$\begin{gathered} \mathrm{\Delta }OAB\sim \mathrm{\Delta }O{A}^{\prime }{B}^{\prime } \\ \Rightarrow {\displaystyle \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}} \end{gathered}$$ (1)

Lại có:$$\begin{gathered} \mathrm{\Delta }\mathrm{O}\mathrm{I}\mathrm{F}\sim \mathrm{\Delta }{A}^{\prime }{B}^{\prime }{F}^{\prime } \\ \Rightarrow {\displaystyle \frac{OI}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{O{F}^{\prime }}{A^{\prime }{F}^{\prime }}} \end{gathered}$$ (2)

Mà: OI = AB (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra: 

$$\begin{gathered} {\displaystyle \frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{{\mathrm{O}\mathrm{F}}^{\prime }}{A^{\prime }{F}^{\prime }}} \\ \iff {\displaystyle \frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{{\mathrm{O}\mathrm{F}}^{\prime }}{O{A}^{\prime }-O^{\prime }{F}^{\prime }}} \\ \iff {\displaystyle \frac{16}{O{A}^{\prime }}=\frac{12}{O{A}^{\prime }-12}} \end{gathered}$$

$\Rightarrow O{A}^{\prime }=48cm$

Thay vào (1) ta có : ${\displaystyle \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{16}{48}=\frac{1}{3}\Rightarrow A^{\prime }{B}^{\prime }=3AB}$

Vậy ảnh cao gấp 3 lần vật.

Phần A - Bài 3, Trang 141,142 VBT Vật lí 9:

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

a) Ai 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 ?

Phương pháp giải:

Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa.

Kính cận là thấu kính phân kì. Người cận thị phải đeo kính để có thể nhìn rõ những vật ở xa mắt. Kính cận thích hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn Cv của mắt.

Lời giải:

a) Ta có: C_v1 = 40cm; C_v2 = 60cm

Do C_v1 < C_v2 => Hòa bị cận thị nặng hơn.

b) Đó là các thấu kính phân kì.

Do kính cận thích hợp có tiêu cự f = Cv nên Hoà đeo kính có tiêu cự $f_1=40cm$, Bình đeo kính có tiêu cự $f_2=60cm$.

Vậy kính của Hòa có tiêu cự ngắn hơn.

Câu 51.1 bài tập SBT, Trang 142,143 VBT Vật lí 9:

Một người nhìn vào bể nước theo phương IM (hình 51.1) thì thấy ảnh của một điểm O trên đáy bể. Điểm O có thể nằm ở đâu?

A. Trên đoạn AN.

B. Trên đoạn NH.

C. Tại điểm N.

D. Tại điểm H.

Phương pháp giải:

khúc xạ ánh sáng khi chiếu từ nước ra không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới

Lời giải:

Ta có: 

+ Khúc xạ ánh sáng khi chiếu từ nước ra không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới

+ Tia IM là tia khúc xạ, tia OI là tia tới

Ta có góc khúc xạ lớn hơn góc tới nên suy ra O nằm trên đoạn NH

Chọn B

Quan sát một vật nhỏ qua một kính lúp ta sẽ thấy:

A. một ảnh cùng chiều, nhỏ hơn vật.

B. một ảnh cùng chiều, lớn hơn vật.

C. một ảnh ngược chiều, nhỏ hơn vật.

D. một ảnh ngược chiều, lớn hơn vật.

Phương pháp giải:

ảnh tạo bởi kính lúp là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật

Lời giải:

Ta có: ảnh tạo bởi kính lúp là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật

Chọn B

Câu 51.3 bài tập SBT, Trang 142,143 VBT Vật lí 9:

Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d với một phần thích hợp 1, 2, 3, 4 để được câu có nội dung đúng.

Phương pháp giải:

Vận dụng định nghĩa về các dụng cụ quang

Lời giải:

a - 3; b - 4; c - 1; d - 2

Câu 51.4 bài tập SBT, Trang 142,143 VBT Vật lí 9:

Đặt một vật AB có dạng đoạn thẳng nhỏ, cao 2 cm, vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính 5 cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.

a. Dựng ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ.

b. Ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo ?

c. Ảnh nằm cách thấu kính bao nhiêu xentimet ? Ảnh cao bao nhiêu xentimet ?

Phương pháp giải:

vẽ hình (vẽ 2 trong 3 tia sáng đặc biệt), dựa vào hình vẽ tính toán

Lời giải:

a) Dựng ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ như hình sau.

b) Ảnh ảo

c)

+) Xét tam giác ∆AOB ~ ∆A’OB’ có ${\displaystyle \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}}$ 

+) Xét tam giác ∆AOB ~ ∆A’OB’ có: ${\displaystyle \frac{OI}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{O{F}^{\prime }}{A^{\prime }{F}^{\prime }}}$ 

Mà: OI = AB; A’F’ = OF’ + OA’

Từ (1) và (2) $\Rightarrow {\displaystyle \frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{O{F}^{\prime }}{O{F}^{\prime }+O{A}^{\prime }}\iff \frac{5}{O{A}^{\prime }}=\frac{10}{10+O{A}^{\prime }}}$ 

⇒ OA’ = 10cm.

Từ (1) $\Rightarrow {\displaystyle \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}\iff \frac{2}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{5}{10}\Rightarrow A^{\prime }{B}^{\prime }=4cm}$  

Vậy: Ảnh cách thấu kính 10cm và cao 4cm

Câu 51.5 bài tập SBT, Trang 142,143 VBT Vật lí 9:

Một người quan sát các vật qua một thấu kính phân kì, đặt cách mắt 10 cm thì thấy ảnh của mọi vật xa, gần đều hiện lên cách mắt trong khỏang 50 cm trở lại. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.

Phương pháp giải:

Vận dụng tính chất ảnh của vật qua thấu kính phân kì

Lời giải chi tiết:

Vì ảnh của tất cả các vật nằm trước thấu kính phân kì đều là ảnh ảo nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính, nên tiêu cự của thấu kính phân kì này là: 50cm - 10cm = 40cm.

Câu 51.6 bài tập SBT, Trang 142,143 VBT Vật lí 9:

Người ta muốn chụp ảnh một bức tranh có kích thước 0,48 m x 0,72 m trên một phim có kích thước 24 mm x 36 mm, sao cho ảnh thu được có kích thước càng lớn càng tốt. Tiêu cự của vật kính máy ảnh là 6 cm.

a. Ảnh cao bằng bao nhiêu lần vật ?

b. Hãy dựng ảnh (không cần đúng tỉ lệ) và dựa vào hình vẽ để xác định khoảng cách từ vật kính đến bức tranh.

Phương pháp giải:

Vẽ hình, sử dụng các tính chất trong tam giác

Lời giải:

a) Phải ngắm sao cho chiều cao và chiều ngang của ảnh phù hợp tối đa với chiều cao và chiều ngang của phim. Do đó, ta có:

 ${\displaystyle \frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=\frac{36}{720}=\frac{1}{20}}$

Vậy ảnh cao bằng ${\displaystyle \frac{1}{20}}$ lần vật

b) Hình vẽ như sau:

Căn cứ hình vẽ trên, ta có:

${\displaystyle \frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{OI}=\frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=\frac{F{\mathrm{A}}^{\prime }}{F\mathrm{O}}=\frac{O{A}^{\prime }-OF}{OF}}$

Từ OF = 6cm và ${\displaystyle \frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=\frac{1}{20}}$ suy ra $\frac{O{A}^{\prime }-6}{6}=\frac{1}{20}$ 

Giải phương trình ta có OA’ = 6,3cm

Mặt khác: ${\displaystyle \frac{A^{\prime }{B}^{\prime }}{AB}=\frac{O{A}^{\prime }}{OA}=\frac{1}{20}}$ 

suy ra OA = 20.OA’ = 20.6,3 = 126cm.

Vậy khoảng cách từ vật kính đến bức tranh 126cm.

Câu 51.a bài tập bổ sung, Trang 143 VBT Vật lí 9:

Trên hình 51.5 cho Δ là trục chính của một thấu kính, AB là vật, A’B’ là ảnh của AB cho bởi thấu kính.

a) Bằng phép vẽ tia sáng hãy tìm vị trí của quang tâm và tiêu điểm của thấu kính

b) Thấu kính là thấu kính gì?

Phương pháp giải:

Sử dụng các tia sáng đặc biệt qua các thấu kính, vẽ hình => các đại lượng cần tìm

Lời giải:

a) Vì A’B’ cùng chiều với vật và nằm cùng phía với vật đối với trục chính nên nó là ảnh ảo.

Xác định quang tâm O, hai tiêu điểm F và F’ bằng cách vẽ như hình 51.5

- B’ là ảnh của điểm B nên ta nối B’ với B cắt trục chính của thấu kính tại quang tâm O.

- Từ O dựng vuông góc với trục chính, ta có vị trí đặt thấu kính.

- Từ B dựng tia BI song song với trục chính của thấu kính. Nối IB’ kéo dài cắt trục chính tại F’. Lấy F đối xứng với F’ ta được tiêu điểm vật F.

b) Vì ảnh A’B’ là ảnh ảo lớn hơn vật nên thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ.

Câu 51.b bài tập bổ sung, Trang 143 VBT Vật lí 9:

Một người chụp ảnh của một cột điện. Người ấy đứng cách cột điện 40m ảnh trên phim cao 1cm.Vật kính cách phim 5cm. Tính chiều cao của cột điện.

Phương pháp giải:

Vẽ hình, sử dụng các hệ thức trong tam giác.

Lời giải:

$d=40m;d^{\prime }=5cm,h^{\prime }=1cm$

$h=?$

Lời giải:

Ta có tam giác OAB đồng dạng với tam giác O'A'B' 

$\to {\displaystyle \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}}={\displaystyle \frac{OA}{O{A}^{\prime }}}\to {\displaystyle \frac{h}{h^{\prime }}}={\displaystyle \frac{d}{d^{\prime }}}$ 

Suy ra ${\displaystyle \frac{d}{d^{\prime }}}={\displaystyle \frac{h}{h^{\prime }}}\to h=(40.1)/5=8m$