Giải bài tập Vật lí 9 Bài 58: Tổng kết chương III: Quang học

Bài tập trang 151,152 SGK Vật lí 9

Bài 1 trang 151 SGK Vật lí 9: Chiếu một tia sáng từ không khí vào nước, chếch 30⁰ so với mặt nước.

   a. Có hiện tượng gì xảy ra đối với tia sáng khi truyền qua mặt nước? Hiện tượng đó gọi là hiện tượng gì?

   b. Góc tới bằng bao nhiêu độ? Góc khúc xạ lớn hơn hay nhỏ hơn 60⁰ ?

Lời giải 

   a. Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa nước và không khí. Đó là hiện tượng khúc xạ ánh sáng

   b. Góc tới bằng 60⁰.

      Khi truyền từ không khí vào nước (từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiếu suất lớn hơn) thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

      => Góc khúc xạ nhỏ hơn 60⁰.

Bài 2 trang 151 SGK Vật lí 9: Nêu hai đặc điểm của thấu kính để có thể nhận biết đó là thấu kính hội tụ.

Lời giải 

   - Thấu kính hội tụ thường dùng có phần rìa mỏng hơn phần giữa.

   - Thấu kính hội tụ có tác dụng hội tụ chùm tia tới song song tại một điểm hoặc thấu kính hội tụ cho ảnh thật của một vật ở rất xa tại tiêu điểm của nó.

Bài 3 trang 151 SGK Vật lí 9: Chiếu vào thấu kính hội tụ một tia sáng song song với trục chính. Hãy vẽ tia sáng ló ra sau thấu kính.

Phương pháp giải

   - Tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ thì tia ló qua tiêu điểm.

Lời giải 

Bài 4 trang 151 SGK Vật lí 9: Hãy dựng ảnh của vật AB qua thấu kính hội tụ cho trên hình 58.1 (SGK trang 150).

Phương pháp giải

Sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh.

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

   - 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 qua tiêu điểm.

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

Lời giải 

   - Tia BI đi song song với trục chính nên cho tia ló đi qua F’

   - Tia tới BO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

   - Hai tia ló trên giao nhau tại B’, ta thu được ảnh thật B’ của B qua thấu kính.

   - Từ B’ hạ vuông góc với trục của thấu kính, cắt trục chính tại điểm A’. A’ là ảnh của điểm A. A’B’ là ảnh của AB tạo bởi thấu kính hội tụ.

Bài 5 trang 151 SGK Vật lí 9: Thấu kính có phần giữa mỏng hơn phần rìa là thấu kính gì?

Lời giải 

   - Thấu kính có phần giữa mỏng hơn phần rìa là thấu kính phân kì.

Bài 6 trang 151 SGK Vật lí 9: Nếu ảnh của tất cả các vật đặt trước một thấu kính đều là ảnh ảo thì thấu kính đó là thấu kính gì?

Phương pháp giải

   - Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.

Lời giải 

   - Nếu ảnh của tất cả các vật đặt trước một thấu kính đều là ảnh ảo thì thấu kính đó là thấu kính phân kì

Bài 7 trang 151 SGK Vật lí 9: Vật kính của máy ảnh là loại thấu kính gì? Ảnh của vật cần chụp hiện lên ở đâu? Ở máy ảnh thông thường thì ảnh nhỏ hơn hay lớn hơn vật? Cùng chiều hay ngược chiều so với vật?

Lời giải

   - Vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ.

   - Ảnh của vật cần chụp hiện lên ở chỗ đặt màn hứng ảnh.

   - Ở máy ảnh thông thường thì ảnh nhỏ hơn vật, ngược chiều so với vật.

Bài 8 trang 151 SGK Vật lí 9: Xét về mặt quang học, hai bộ phận quan trọng nhất của mắt là gì? Hai bộ phận đó tương tự những bộ phận nào trong máy ảnh?

Lời giải

   - Xét về mặt quang học, hai bộ phận quan trọng nhất của mắt là: thể thủy tinh và màng lưới.

   - Thể thủy tinh tương tự như vật kính trong máy ảnh, còn màng lưới tương tự như màn hứng ảnh.

Bài 9 trang 151 SGK Vật lí 9: Giới hạn xa nhất và gần nhất trên khoảng nhìn rõ của mắt mỗi người gọi là những điểm gì?

Lời giải 

   - Giới hạn xa nhất trên khoảng nhìn rõ của mắt mỗi người gọi là điểm cực viễn (Cv)

   - Giới hạn gần nhất trên khoảng nhìn rõ của mắt mỗi người gọi là điểm cực cận (Cc).

Bài 10 trang 151 SGK Vật lí 9: Nêu hai biểu hiện thường thấy của tật cận thị. Khắc phục tật cận thị là làm cho mắt cận có thể nhìn rõ những vật ở gần hay ở xa nhất? Kính cận là loại thấu kính gì?

Lời giải 

   - Hai biểu hiện thường thấy của tật cận thị:

      + Không nhìn được các vật ở xa.

      + Khi đọc sách, phải đặt sách gần mắt hơn bình thường

   - Khắc phục tật cận thị là làm cho mắt nhìn rõ được các vật ở xa.

   - Kính cận là loại thấu kính phân kì.

Bài 11 trang 151 SGK Vật lí 9: Kính lúp là dụng cụ dùng để làm gì? Kính lúp là loại thấu kính gì? Tiêu cự của kính lúp có đặc điểm gì?

Lời giải 

   - Kính lúp là dụng cụ dùng để quan sát các vật nhỏ.

   - Kính lúp là loại thấu kính hội tụ.

   - Tiêu cự của kính lúp không được dài hơn 25cm.

Bài 12 trang 151 SGK Vật lí 9: Hãy nêu một ví dụ về nguồn phát ánh sáng trắng và hai ví dụ về cách tạo ra ánh sáng đỏ.

Lời giải 

   - Nguồn phát ra ánh sáng trắng: Mặt Trời, đèn điện, đèn ống,...

   - Cách tạo ra ánh sáng đỏ: Đèn led đỏ, chiếu ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ, bút laze phát ra ánh sáng đỏ,...

Bài 13 trang 151 SGK Vật lí 9: Làm thế nào để biết trong chùm sáng do một đèn ống phát ra có những ánh sáng màu nào?

Phương pháp giải

   - Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau bằng cách cho chùm sáng trắng đi qua một lăng kính hoặc phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.

Lời giải 

   - Chiếu chùm sáng phát ra từ đèn ống đến một lăng kính hay mặt ghi của một đĩa CD. Lăng kính và đĩa CD lúc này sẽ làm nhiệm vụ phân tích chùm ánh sáng tới thành các thành phần màu khác nhau.

Bài 14 trang 151 SGK Vật lí 9: Làm thế nào để trộn hai ánh sáng có màu khác nhau? Sau khi trộn, màu của ánh sáng thu được có phải là một trong hai màu ban đầu hay không?

Lời giải 

   - Ta chiếu hai chùm sáng màu vào cùng một chỗ trên mặt một màn ảnh trắng hoặc cho hai chùm sáng đó đi theo cùng một phương vào mắt.

   - Sau khi trộn, màu của ánh sáng thu được không phải là một trong hai màu ban đầu, kết quả ta thu được một ánh sáng có màu khác với màu của hai ánh sáng ban đầu.

Bài 15 trang 151 SGK Vật lí 9: Chiếu ánh sáng đỏ vào 1 tờ giấy trắng, ta sẽ thấy tờ giấy có màu gì? Nếu thay bằng tờ giấy xanh, ta sẽ thấy tờ giấy có màu gì?

Lời giải 

   - Chiếu ánh sáng đỏ vào một tờ giấy trắng, ta sẽ thấy tờ giấy có màu đỏ.

   - Chiếu ánh sáng đỏ vào một tờ giấy xanh, ta sẽ thấy tờ giấy gần như có màu đen.

Bài 16 trang 151 SGK Vật lí 9: Trong việc sản xuất muối, người ta lấy nước biển vào các ruộng muối rồi phơi nắng. Người ta đã sử dụng tác dụng gì của ánh sáng? Tác dụng này gây ra hiện tượng gì ở nước biển?

Lời giải 

   - Người làm muối đã sử dụng tác dụng nhiệt của ánh sáng Mặt Trời

   - Tác dụng này gây ra hiện tượng bay hơi ở nước biển.

Bài 17 trang 151 SGK Vật lí 9: Bạn Lan chiếu một tia sáng đi từ không khí vào nước rồi đo góc tới và góc khúc xạ. Hãy chỉ ra cặp số liệu nào có thể là kết quả mà bạn Lan thu được.

   A. Góc tới bằng 40⁰30'; góc khúc xạ bằng 60⁰.

   B. Góc tới bằng 60⁰; góc khúc xạ bằng 40⁰30'.

   C. Góc tới bằng 90⁰; góc khúc xạ bằng 0⁰.

   D. Góc tới bằng 0⁰; góc khúc xạ bằng 90⁰.

Phương pháp giải

   - Khi tia sáng truyền từ không khí vào nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

Lời giải 

   - Đáp án B. Góc tới bằng 60⁰; góc khúc xạ bằng 40⁰30'.

Bài 18 trang 152 SGK Vật lí 9: Đặt một vật sáng có dạng chữ L vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, song song với mặt thấu kính, cách thấu kính 30 cm. thấu kính có tiêu cự 15 cm. Ta sẽ thu được ảnh như thế nào?

   A. Ảnh thật, cách thấu kính 60 cm

   B. Ảnh thật, cách thấu kính 30 cm

   C. Ảnh ảo, cách thấu kính 60 cm

   D. Ảnh ảo, cách thấu kính 30 cm.

Phương pháp giải

Đối với thấu kính hội tụ:

   - Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật.

   - Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật.

Lời giải 

   Đáp án B. Ảnh thật, cách thấu kính 30 cm.

Bài 19 trang 152 SGK Vật lí 9: Vật kính của loại máy ảnh trên hình 47.2 (SGK trang 127) có tiêu cự cỡ bao nhiêu xentimét?

A. 1 cm                            B. 5 cm

C. 20 cm                          D. 40 cm

Lời giải 

   - Đáp án B. 5 cm.

Bài 20 trang 152 SGK Vật lí 9: Bác Hoàng, bác Liên và bác Sơn đi thử mắt. Bác Hoàng nhìn rõ được các vật cách mắt từ 25 cm trở ra; bác Liên nhìn rõ được các vật cách mắt từ 50 cm trở ra; còn bác Sơn chỉ nhìn rõ được các vật từ 50 cm trở lại. Mắt bác nào bị cận, mắt bác nào là mắt lão và mắt bác nào là bình thường?

   A. Mắt bác Hoàng là mắt cận, mắt bác Liên bình thường, mắt bác Sơn là mắt lão

   B. Mắt bác Hoàng là mắt lão mắt bác Liên bình thường, mắt bác Sơn là mắt cận

   C. Mắt bác Hoàng bình thường; mắt bác Liên là mắt cận; mắt bác Sơn là mắt lão.

   D. Mắt bác Hoàng bình thường, mắt bác Liên là mắt lão; mắt bác Sơn là mắt cận.

Phương pháp giải

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

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

Lời giải 

   - Đáp án D. Mắt bác Hoàng bình thường, mắt bác Liên là mắt lão; mắt bác Sơn là mắt cận.

Bài 21 trang 152 SGK Vật lí 9: Hãy ghép mỗi thành phần a, b, c, d với mỗi thành phần 1, 2, 3, 4 để thành câu có nội dung đúng:

   a. Chiếu ánh sáng trắng qua một tấm lọc màu đỏ ta sẽ được ánh sáng...

   b. Vật màu xanh có khả năng tán xạ mạnh ánh sáng...

   c. Trộn ánh sáng màu vàng với ánh sáng màu xanh da trời ta sẽ được ánh sáng...

   d. Mọi ánh sáng đều có...

   1. tác dụng nhiệt.

   2. màu lục.

   3. màu xanh.

   4. màu đỏ.

Lời giải 

   a - 4; b - 3; c- 2; d - 1.

Bài 22 trang 152 SGK Vật lí 9: Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 20 cm. Thấu kính có tiêu cự 20 cm.

   a. Hãy vẽ ảnh của vật AB cho bởi thấu kính.

   b. Đó là ảnh thật hay ảnh ảo?

   c. Ảnh cách thấu kính bao nhiêu centimet?

Phương pháp giải

   - Đường truyền của hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì.

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

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

   - Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.

Lời giải 

 a. Ảnh của vật AB cho bởi thấu kính.

 b. Đó là ảnh ảo.

 c. OA = OF = 20cm. OA’ = ?

   Do A ≡ F nên BO và AI là hai đường chéo của hình chữ nhật ABIO.

   B' là giao điểm của hai đường chéo BO và AI => BB’ = B’O  (1)

   Lại có: AB // A’B’ (cùng vuông góc với ∆)  (2)

   Từ (1) và (2) $\Rightarrow \mathrm{A}{\mathrm{A}}^{\prime }=\mathrm{O}{\mathrm{A}}^{\prime }\Rightarrow \mathrm{O}{\mathrm{A}}^{\prime }=\frac{1}{2}OA=\frac{1}{2}.20=10cm$

Bài 23 trang 152 SGK Vật lí 9: Vật kính của một máy ảnh là một thấu kính hội tụ có tiêu cự 8cm. Máy ảnh được hướng để chụp ảnh một vật cao 40cm, đặt cách máy l,2m.

   a. Hãy dựng ảnh của vật trên màn hứng ảnh (không cần đúng tỉ lệ)

   b. Dựa vào hình vẽ để tính độ cao của ảnh trên màn hứng ảnh.

Phương pháp giải

Sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh.

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

   - 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 qua tiêu điểm.

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

Lời giải 

   a) Ảnh của vật trên màn hứng ảnh.

   b) OF = OF’ = 8cm; AB = 40cm; OA = 1,2m = 120cm.

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

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

     Mặt khác: AB = OI (3)

     Từ (1), (2) và (3) $\Rightarrow \frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{{\mathrm{O}\mathrm{F}}^{\prime }}{A^{\prime }{F}^{\prime }}\iff \frac{OA}{O{A}^{\prime }}=\frac{{\mathrm{O}\mathrm{F}}^{\prime }}{O{A}^{\prime }-{\mathrm{O}\mathrm{F}}^{\prime }}\iff \frac{120}{O{A}^{\prime }}=\frac{8}{O{A}^{\prime }-8}$

                                $\Rightarrow O{A}^{\prime }=\frac{60}{7}cm$

     Thay vào (1) ta được: $\frac{40}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{120}{\frac{60}{7}}\Rightarrow A^{\prime }{B}^{\prime }=2,86cm$

Bài 24 trang 152 SGK Vật lí 9: Một người đứng ngắm một cái cửa cách xa 5m. Cửa cao 2m. Tính độ cao của ảnh cái cửa trên màng lưới của mắt. Coi thể thủy tinh như một thấu kính hội tụ, cách màng lưới 2cm.

Lời giải 

   Khoảng cách từ mắt đến cửa: OA = 5m = 500cm

   Khoảng cách từ thể thuỷ tinh đến màng lưới: OA’ = 2cm

   Chiều cao của cửa AB = 2m = 200cm

   A’B’ là ảnh của cái cửa trên màng lưới.

   Ta có: $\mathrm{\Delta }OAB\sim \mathrm{\Delta }O{A}^{\prime }{B}^{\prime }\Rightarrow \frac{AB}{A^{\prime }{B}^{\prime }}=\frac{OA}{O{A}^{\prime }}$

                                        $\Rightarrow A^{\prime }{B}^{\prime }=\frac{AB.O{A}^{\prime }}{OA}=\frac{200.2}{500}=0,8cm$

Bài 25 trang 152 SGK Vật lí 9:

   a. Nhìn một ngọn đèn dây tóc qua một kính lọc màu đỏ, ta thấy ánh sáng màu gì?

   b. Nhìn ngọn đèn đó qua kính lọc màu lam, ta thấy ánh sáng màu gì?

   c. Chập hai kính lọc nói trên với nhau và nhìn ngọn đèn, ta thấy ánh sáng màu đỏ sẫm. Đó có phải là trộn ánh sáng đỏ với ánh sáng lam hay không? Tại sao?

Lời giải

   a. Nhìn một ngọn đèn dây tóc qua một kính lọc màu đỏ ta thấy ánh sáng có màu đỏ.

   b. Nhìn ngọn đèn đó qua kính lọc màu lam ta thấy ánh sáng có màu lam.

   c. Đó không phải là trộn ánh sáng đỏ với ánh sáng lam mà là thu được phần còn lại của chùm sáng trắng sau khi đã cản lại tất cả những ánh sáng mà mỗi kính lọc đỏ hoặc lam có thể cản được.

Bài 26 trang 152 SGK Vật lí 9: Có một căn nhà trồng các chậu cây cảnh dưới một giàn hoa rậm rạp. Các cây cảnh bị còi cọc, rồi chết. Hiện tượng này cho thấy tầm quan trọng của tác dụng gì của ánh sáng Mặt Trời? Tại sao?

Lời giải 

   - Hiện tượng này cho thấy tầm quan trọng của tác dụng sinh học của ánh sáng.

   - Không có ánh sáng cây không thể quang hợp để tạo ra chất dinh dưỡng cần thiết để nuôi cây, chính vì vậy mà cây còi cọc và chết đi.