BÀI 9. THỰC HÀNH ĐO TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ. (Tr47, 48, 49 SGK KHTN9 KNTT)
LÝ THUYẾT
Ta có thể đo được tiêu cự của thấu kính hội tụ qua các phương pháp:
+ Silbermann.
+ Đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F.
+ Bessel.
Ta đã biết, khi chiếu chùm sáng song song với trục chính của một thấu kính hội tụ thì chùm tia ló sẽ đi qua tiêu điểm chính của thấu kính. Vậy đê đo tiêu cự của thấu kính hội tụ có thể dùng phương án đo trực tiếp khoảng cách tù quang tâm o tới tiêu điểm chính F hay không? Cách đo này có nhược điểm gì?
– Có thể dùng phương án đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F.
– Nhược điểm: Khó xác định quang tâm một cách chính xác.
I - Chuẩn bị
Hoạt động trang 47 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Dựng ảnh của một vật AB có độ cao h, đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng d = 2f (f là tiêu cự của thấu kính).
1. Dựa vào hình vẽ để chứng minh rằng trong trường hợp này, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và khoảng cách từ vật đến thấu kính bằng nhau.
2. Ảnh này có kích thước như thế nào so với vật?
3. Chứng minh công thức tính tiêu cự trong trường hợp này: f = (d + d’)/4
Trong đó, d’ là khoảng cách từ ảnh của vật đến thấu kính.
1. Dựng ảnh:
2. Ta có: BI =AO = 2f = 2OF’, nên OF’ là đường trung bình của tam giác B’BI.
Từ đó suy ra OB = OB’.
Xét hai tam giác vuông: và có:
+ OB = OB’
+ góc BOA= góc B’OA’ (đối đỉnh)
Vậy ∆BAO = ∆B’A’O (cạnh huyền – góc nhọn)
Suy ra, OA’ = OA = 2f
(khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và khoảng cách từ vật đến thấu kính bằng nhau).
3.
Gọi OA’ là d’ khoảng cách từ ảnh tới thấu kính.
Gọi OA là d khoảng cách từ vật tới thấu kính.
Ta có OA = OA’ =2f
=> d = d’ = 2f
=> d + d’ = 4f
=> f = (d + d’)/4
II - Cách tiến hành
Hoạt động trang 48 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Bước 1: Đo chiều cao h của vật hình chữ F
Bước 2: Bố trí thí nghiệm như Hình 9.1.
Đặt vật và màn chắn sát thấu kính, dịch đồng thời vật và màn chắn ra xa dần thấu kính những khoảng bằng nhau cho đến khi quan sát được ảnh rõ nét trên màn chắn thì ghi lại giá trị d và d’ vào vở theo mẫu Bảng 9.1.
Bước 3: Đo chiều cao h’ của ảnh.
Lặp lại thí nghiêm hai lần nữa, ghi kết quả vào vở theo mẫu Bảng 9.1. Tính giá trị trung bình của d và d’, rồi tính giá trị trung bình của tiêu cự:
_ _ _
f = (d + d’) : 4
III - Kết quả
Hoạt động trang 48 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Họ và tên:… Lớp:…
Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ bằng dụng cụ thực hành.
2. Chuẩn bị
Dụng cụ thí nghiệm:…
Mô tả các bước tiến hành:…
Hoàn thành bảng ghi kết quả thí nghiệm đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo mẫu Bảng 9.1.
Lần đo | Khoảng cách từ vật đến màn (mm) | Khoảng cách từ ảnh đến màn (mm) | Chiều cao của vật (mm) | Chiều cao của ảnh (mm) |
1 | d1 = ? | d’1 = ? | h1 =? | h’1 =? |
2 | d2 = ? | d’2 = ? | h2 =? | h’2 = ? |
3 | d3 = ? | d’3 = ? | h3 = ? | h’3 = ? |
Trung bình | __ d = (d1+d2+d3):3=? | __ d = (d’1+d’2+d’3):3=? | __ h = (h1+h2+h3):3=? | __ h = (h’1+h’2+h’3):3=? |
Giá trị trung bình của tiêu cự:
_ _ _
f = (d + d’) : 4
Thực hiện các yêu cẩu và trả lời các câu hỏi sau:
1. Nhận xét về chiều cao h của vật và chiều cao h’ của ảnh.
2. So sánh giá trị f với số liệu tiêu cự ghi trên thấu kính.
3. So sánh ưu điểm và nhược điểm khi đo tiêu cự thấu kính hội tụ bằng phương pháp Silbermann với phương án đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F như phần mở đầu.
1. Chiều cao của vật và chiều cao của ảnh gần xấp xỉ nhau.
2. Giá trị f¯ bằng số liệu tiêu cự ghi trên thấu kính.
3.
Đo tiêu cự thấu kính hội tụ bằng phương pháp Silbermann | Đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F | |
Ưu điểm | + Đo đạc gián tiếp thông qua các đại lượng dễ lấy thông số, từ đó dựa vào mối quan hệ của các đại lượng để tính cái cần đo. + Số liệu chính xác hơn. | Nhanh, gọn. |
Nhược điểm | Cần lấy nhiều giá trị của nhiều đại lượng. | Số liệu không chính xác. |
