Lý thuyết môn thí nghiệm vật lý 1 về Đo tiêu cự cuả thấu kính hội tụ và phân kì | Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh

Câu hỏi và bài tập: 4.1 Viết công thức tổng quát xác định tiêu cự của thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của các đại lượng có trong công thức: Tiêu cự f cùa thấu kính liên hệ với khoảng cách d và d’ tính từ quang tâm của thấu kính đến vật AB và đến ảnh A’B’ được xác định theo công thức; 4.2 Trình bày 2 phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ trong phòng thí nghiệm này. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

13 7 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Thí nghiệm vật lý 1 (PHYS111202)

Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

4 trang 3 tuần trước

Tác giả:

Profile Lê Kim Dung
Bài 9: ĐO TIÊU CỰ CUẢ THẤU KÍNH HỘI
TỤ VÀ PHÂ N KÌ
Câu hỏi và bài tập:
4.1 Viết công thức tổng quát xác định tiêu cự của thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của
các đại lượng có trong công thức:
Tiêu cự f cùa thấu kính liên hệ với khoảng cách d và d’ tính từ quang tâm của thấu kính đến vật AB và
đến ảnh A’B’ được xác định theo công thức:
1
�
=
1
�
+
1
�'
Từ đó suy ra: � =
�.�'
�+�'
Quy ước về dấu:
d<0 : vật thật ; d>0 : vật ảo
d’<0 : ảnh thật ; d’>0 : ảnh ảo
f<0 : thấu kính phân kì ; f>0 : thấu kính hội tụ
4.2 Trình bày 2 phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ trong phòng thí nghiệm này.
Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật AB của mỗi phương pháp:
- Phương pháp thứ nhất: Phương pháp Silberman
a) Đặt vật AB ở sát màn Đ ở vạch 10cm điều chỉnh sao cho toàn bộ mặt vật AB được chiếu sáng. Đặt vật
AB và màn M cách vật một khoảng nhỏ hơn 4f và đặt tkht ở giữa.
Hình 2
b) Di chuyển tkht O
1
và màn ảnh M sao cho thấu kính này luôn cách đều vật AB và màn ảnh M. Khi đó
ảnh có độ dài bằng vật (di chuyển tk một đoạn cm rồi di chuyển màn M hai đoạn cm cho tới khi ảnh gần
rõ ta di chuyện mm để lấy chính xác). Ghi giá trị của khoảng cách L
0
giữa AB và M vào bảng thực hành 1.
c) Thực hiện lại 3 lần thao tác (b).
Tiêu cự f
1
cùa tkht O
1
được xác định theo công thức: f
1
=
�0
4
-Phương pháp: Phương pháp Bassel
a) Màn ảnh M cách AB một khoảng thích hợp L>4f
1
trên băng quang học ( nên chọn các giá trị khoảng
cách từ vật đến màn L=4,5f
1
; L=4,7f
1
; L=4,9f )
1
b) dịch chuyển tkht O
1
từ sát vật AB ra xa dần đến vị trí (I) thì ta thu được ảnh thật rõ nét A’B’ lớn Hơn
AB hiện trên M. Ghi tọa độ x
1
của tk O
1
tại vị trí (I) vào bàng thực hành 1.
Hình 3
c) Dịch tiếp tk O
1
ra xa vật AB đến vị trí (II) để thu lại được ảnh thật rõ nét A nhò hơn AB hiện trên
1
B
1
màn M. Ghi tọa độ x tại vị trí (II) vào bảng thực hành 1.
2
cùa tk O
1
d) thực hiện 3 lần thao tác (b),(c)
trong điều kiện trên, khoảng dịch chuyển a của tk O
1
từ (I) đến (II) bằng: a=x
2
-x
1
và tiêu cự f
1
cùa tk O
1
xác định theo công thức: f1=
�
2
−�
2
4�
4.3 Trình bày phương pháp đo tiêu cự của thấu kính phân kì trong phòng thí nghiệm này.
Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật AB theo phương án đã chọn:
Phương pháp điểm liên kết:
Tkpk chỉ cho ảnh thật của vật ảo. Vì thế muốn đo tiêu cự f
2
của tkpk O
2
, ta phải ghép nó với tkht O
1
để
thành hệ tk đồng trục sao cho ảnh thật A
1
B
1
của vật AB cho tkht O
1
nằm ở phía sau trong khoảng tiêu tự
/f
2
/ của tkpk O theo thứ tự sau:
2
để ảnh A1B1 trở thành ảnh ảo đối với tk O
2
a) giữ nguyên vị trí của thht O
1
và vật AB tại vị trí (II) cho ảnh thật rõ nét A
1
B
1
nhỏ hơn AB trên
màn ảnh M như hình 3b. Đặt tkpk O
2
trên đế trượt 4 nằm phía sau tkht O
1
và đồng trục với O ,
1
cách màn ảnh M một khoảng |d
2
|=O B <|f |=50mm,55mm,60mm)
2 1 2
| (nên chọn |d
2
b) Dịch dần màn ảnh M ra xa thpk O
2
tới vị trí M’ để thu được ảnh rõ nét A
2
B một
2
nằm cách tk O
2
đoạn d
2
’. Thực hành 3 lần động tác này. Ghi giá trị của khoảng cách d ’ trong mỗi lần đo với cùn
2
giá trị đã chọn của d
2
vào bảng thực hành 2.
Tiêu cự của tkph f
2
được xác định bằng công thức: f
2
=
�
2
.�
2
'
�
2
+� '
2
4.4 Chứng minh rằng nếu khoảng các L giữa vật sáng AB và ảnh thật của nó cho bởi thấu
kính hội tụ f1 được giữ không đổi thì:
- Nếu L=f1: chỉ có 1 vị trí của thấu kính hội tụ trong khoảng cách L này cho ảnh rõ nét của
vật trên màn ảnh M
- Nếu L>4f1: có 2 vị trí của thấu kính nằm trong khoảng cách L cho ảnh thật rõ nét trên
màn ảnh M
4.5 Sai số tỉ đối của phép đo tiêu cự tkht được tính theo công thức:
∆�
�
=
�
� − �
[ � − �� .
∆�
�
+ �.
∆�
�
]
Trong đó a là khoảng cách từ vật thật đến tkht và L là khoảng cách từ vật thật đến ảnh của
nó.
Dựa vào công thức trên và phép tính đạo hàm , chứng minh phép đo tiêu cự của tkht sẽ có
sai số nhỏ nhất khi thấu kính nằm cách đều vật và ảnh thật của nó.
Thấu kính cách đều vật và ảnh thật của nó → L=2a
→
4.6. Có thể thực hiện phép đo tiêu cự của tkpk theo phương án đặt nó trước tkht (tạo thành
1 hệ tk đồng trục) được hay không? Vẽ hình minh họa cho sự tạo ảnh của vật AB theo
phương pháp này.
Có thể đo được.
� =
�. �'
� + �'
| 1/4
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

Bài 9: ĐO TIÊU CỰ CUẢ THẤU KÍNH HỘI TỤ VÀ PHÂN KÌ Câu hỏi và bài tập:
4.1 Viết công thức tổng quát xác định tiêu cự của thấu kính và nói rõ quy ước về dấu của
các đại lượng có trong công thức:
Tiêu cự f cùa thấu kính liên hệ với khoảng cách d và d’ tính từ quang tâm của thấu kính đến vật AB và
đến ảnh A’B’ được xác định theo công thức:
1 = 1 + 1 Từ đó suy ra: � = �.�' � � �' �+�' Quy ước về dấu: 
d<0 : vật thật ; d>0 : vật ảo 
d’<0 : ảnh thật ; d’>0 : ảnh ảo 
f<0 : thấu kính phân kì ; f>0 : thấu kính hội tụ
4.2 Trình bày 2 phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ trong phòng thí nghiệm này.
Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật AB của mỗi phương pháp:
- Phương pháp thứ nhất: Phương pháp Silberman
a) Đặt vật AB ở sát màn Đ ở vạch 10cm điều chỉnh sao cho toàn bộ mặt vật AB được chiếu sáng. Đặt vật
AB và màn M cách vật một khoảng nhỏ hơn 4f và đặt tkht ở giữa. Hình 2
b) Di chuyển tkht O1 và màn ảnh M sao cho thấu kính này luôn cách đều vật AB và màn ảnh M. Khi đó
ảnh có độ dài bằng vật (di chuyển tk một đoạn cm rồi di chuyển màn M hai đoạn cm cho tới khi ảnh gần
rõ ta di chuyện mm để lấy chính xác). Ghi giá trị của khoảng cách L0 giữa AB và M vào bảng thực hành 1.
c) Thực hiện lại 3 lần thao tác (b).
Tiêu cự f1 cùa tkht O1 được xác định theo công thức: f1= �0 4
-Phương pháp: Phương pháp Bassel
a) Màn ảnh M cách AB một khoảng thích hợp L>4f1 trên băng quang học ( nên chọn các giá trị khoảng
cách từ vật đến màn L=4,5f1; L=4,7f1; L=4,9f1)
b) dịch chuyển tkht O1 từ sát vật AB ra xa dần đến vị trí (I) thì ta thu được ảnh thật rõ nét A’B’ lớn Hơn
AB hiện trên M. Ghi tọa độ x1 của tk O1 tại vị trí (I) vào bàng thực hành 1. Hình 3
c) Dịch tiếp tk O1 ra xa vật AB đến vị trí (II) để thu lại được ảnh thật rõ nét A1B1 nhò hơn AB hiện trên
màn M. Ghi tọa độ x2 cùa tk O1 tại vị trí (II) vào bảng thực hành 1.
d) thực hiện 3 lần thao tác (b),(c)
trong điều kiện trên, khoảng dịch chuyển a của tk O1 từ (I) đến (II) bằng: a=x2-x1
và tiêu cự f1 cùa tk O1 xác định theo công thức: f1= �2−�2 4�
4.3 Trình bày phương pháp đo tiêu cự của thấu kính phân kì trong phòng thí nghiệm này.
Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh của vật AB theo phương án đã chọn:
Phương pháp điểm liên kết:
Tkpk chỉ cho ảnh thật của vật ảo. Vì thế muốn đo tiêu cự f2 của tkpk O2, ta phải ghép nó với tkht O1 để
thành hệ tk đồng trục sao cho ảnh thật A1B1 của vật AB cho tkht O1 nằm ở phía sau trong khoảng tiêu tự
/f2/ của tkpk O2 để ảnh A1B1 trở thành ảnh ảo đối với tk O2 theo thứ tự sau:
a) giữ nguyên vị trí của thht O1 và vật AB tại vị trí (II) cho ảnh thật rõ nét A1B1 nhỏ hơn AB trên
màn ảnh M như hình 3b. Đặt tkpk O2 trên đế trượt 4 nằm phía sau tkht O1 và đồng trục với O1,
cách màn ảnh M một khoảng |d2|=O2B1<|f2| (nên chọn |d2|=50mm,55mm,60mm)
b) Dịch dần màn ảnh M ra xa thpk O2 tới vị trí M’ để thu được ảnh rõ nét A2B2 nằm cách tk O2 một
đoạn d2’. Thực hành 3 lần động tác này. Ghi giá trị của khoảng cách d2’ trong mỗi lần đo với cùn
giá trị đã chọn của d2 vào bảng thực hành 2.
Tiêu cự của tkph f2 được xác định bằng công thức: f2= �2.�2' �2+�2'
4.4 Chứng minh rằng nếu khoảng các L giữa vật sáng AB và ảnh thật của nó cho bởi thấu
kính hội tụ f1 được giữ không đổi thì:
- Nếu L=f1: chỉ có 1 vị trí của thấu kính hội tụ trong khoảng cách L này cho ảnh rõ nét của vật trên màn ảnh M
- Nếu L>4f1: có 2 vị trí của thấu kính nằm trong khoảng cách L cho ảnh thật rõ nét trên màn ảnh M
4.5 Sai số tỉ đối của phép đo tiêu cự tkht được tính theo công thức: ∆� � ∆� ∆�
� = � − � [ � − �� . � + �. � ]
Trong đó a là khoảng cách từ vật thật đến tkht và L là khoảng cách từ vật thật đến ảnh của nó.
Dựa vào công thức trên và phép tính đạo hàm , chứng minh phép đo tiêu cự của tkht sẽ có
sai số nhỏ nhất khi thấu kính nằm cách đều vật và ảnh thật của nó.
Thấu kính cách đều vật và ảnh thật của nó → L=2a →
4.6. Có thể thực hiện phép đo tiêu cự của tkpk theo phương án đặt nó trước tkht (tạo thành
1 hệ tk đồng trục) được hay không? Vẽ hình minh họa cho sự tạo ảnh của vật AB theo phương pháp này. Có thể đo được. �. �' � = �+ �'