Thấu kính hội tụ là gì? Đặc điểm của thấu kính hội tụ

  • Tác giả: Phạm Thị Kim Oanh |
  • Cập nhật: 04/03/2024 |
  • WIKI hỏi đáp |
  • 2188 Lượt xem
5/5 - (5 bình chọn)

Thấu kính hội tụ là gì?

Thấu kính hội tụ (hay còn được gọi là thấu kính tròng) là một loại thấu kính mà ánh sáng đi qua nó sẽ được hội tụ lại thành một điểm tiêu điểm. Thấu kính hội tụ thường được sử dụng trong các thiết bị quang học, như kính viễn vọng, ống nhòm, máy ảnh và ống kính máy quay phim.

Thấu kính hội tụ có thể được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như thủy tinh, nhựa và khoáng chất, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể của nó. Khi ánh sáng đi qua thấu kính hội tụ, nó sẽ bị chuyển hướng để hội tụ lại thành một điểm tiêu điểm tại một khoảng cách cố định phía sau thấu kính. Khoảng cách này được gọi là tiêu cự của thấu kính và được đo bằng đơn vị mét (m).

Việc điều chỉnh khoảng cách giữa thấu kính và màn hình hoặc cảm biến hình ảnh sẽ ảnh hưởng đến độ phóng đại và độ sâu của hình ảnh được tạo ra.

Ký hiệu của thấu kính hội tụ

Ký hiệu của thấu kính hội tụ thường được ký hiệu bằng chữ “C” hoặc “Convex” trong các bảng thông số kỹ thuật của ống kính hoặc các thiết bị quang học. Ngoài ra, trong các biểu đồ kích thước của ống kính, thấu kính hội tụ thường được đại diện bằng một mặt cầu có bán kính dương. Ví dụ, thấu kính hội tụ có thể được biểu diễn bằng ký hiệu “R+” để chỉ mặt cầu có bán kính dương. Khi lắp đặt, mặt cầu này thường được đặt với phần lồi hướng về phía nguồn sáng.

Cấu tạo của thấu kính hội tụ

Thấu kính hội tụ được tạo thành từ một mặt cầu lồi (convex) hoặc một loại thấu kính có bề mặt cong, được đặt trên một trục tâm và chắp các tia sáng vào một điểm tiêu điểm. Đây là một loại thấu kính được gọi là “thấu kính cầu” (spherical lens).

Mặt cầu của thấu kính có thể được chế tạo từ nhiều chất liệu khác nhau như thủy tinh, nhựa, silicon, khoáng chất, vv. Tuy nhiên, thủy tinh là vật liệu phổ biến nhất vì nó có độ trong suốt cao, độ cứng tốt và ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Thấu kính hội tụ có thể được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm cả hình dạng cầu, phẳng và toric. Ngoài ra, thấu kính cũng có thể được kết hợp với những thấu kính khác để tạo thành các hệ thống quang học phức tạp hơn như ống kính máy ảnh, kính viễn vọng, vv.

Tùy thuộc vào thiết kế và mục đích sử dụng của thấu kính, nó có thể được bọc bởi các lớp phủ chống phản chiếu và chống trầy xước để cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của thấu kính.

Cách vẽ thấu kính hội tụ lớp 9

Để có thể vẽ được thấu kính hội tụ, hãy cùng tìm hiểu các bước vẽ dưới đây:

– Vẽ trục chính nằm ngang ký hiệu là (△).

– Dựng thấu kính vuông góc với trục chính. Điểm đi qua quang tâm ký hiệu là (O)

– Có chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ. Tiêu điểm chính là chùm tia ló hội tụ tại 1 điểm trên trục chính.

– Tiêu điểm chính là hai điểm nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng và đối xứng với tiêu điểm F bên này ta có tiêu điểm F’ bên kia của thấu kính.

Quý vị có thể tham khảo hình vẽ dưới đây:

Hình vẽ thấu kính hội tụ. (Ảnh: Tác giả)

Đặc điểm của thấu kính hội tụ

Dưới đây là một số đặc điểm chính của thấu kính hội tụ:

– Hội tụ ánh sáng: Thấu kính hội tụ là một loại thấu kính mà ánh sáng đi qua sẽ được hội tụ lại thành một điểm tiêu điểm.

– Đặc tính lồi: Thấu kính hội tụ có bề mặt cong lồi, giúp chuyển hướng các tia sáng để tạo thành một điểm tiêu điểm.

– Tiêu cự: Thấu kính hội tụ có một tiêu cự cố định, tức là khoảng cách giữa thấu kính và điểm tiêu điểm được hình thành là không đổi.

– Độ phóng đại: Độ phóng đại của thấu kính hội tụ phụ thuộc vào khoảng cách giữa thấu kính và điểm tiêu điểm. Khoảng cách càng nhỏ thì hình ảnh sẽ càng lớn.

– Ứng dụng rộng rãi: Thấu kính hội tụ được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị quang học, chẳng hạn như ống kính máy ảnh, kính viễn vọng, ống nhòm, vv.

– Độ lệch tiêu cự: Thấu kính hội tụ có độ lệch tiêu cự lớn, nghĩa là ánh sáng không đi qua thấu kính theo đường đi chính giữa (trục tâm) sẽ bị méo và gây ra hiện tượng lóa.

Ảnh của thấu kính hội tụ

– Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật ngược chiều với vật. Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

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

Chú ý:

+ Ảnh ảo không hiện được trên màn nhưng có thể nhìn thấy bằng mắt khi mắt đặt sau thấu kính để nhận chùm tia ló.

+ Ảnh thật có thể hiện rõ trên màn hoặc được nhìn thấy bằng mắt khi mắt đặt sau điểm hội tụ của chùm tia ló.

Khoảng cách từ vật đến thấu kính (d)

Đặc điểm của ảnh

Vị trí ảnh (d’)

(CO = C’O = 2OF)

Tính chất ảnh

Vật ở rất xa thấu kính

d’ = OF’

ảnh thật 

d > 2 f

ảnh ở F’ C’

ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật

d = 2 f 

ảnh ở C’ (với OC’ = 2OF)

ảnh thật người chiều với vật và bằng vật

f = d < 2 f 

từ C’ đến ∞

ảnh thật ngược chiều với vật và lớn hơn vật

d =  f

ở ∞

không cho ảnh

d < f 

trước thấu kính

ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật

Tiêu cự của thấu kính hội tụ là gì?

Tiêu cự của thấu kính hội tụ là khoảng cách từ thấu kính đến điểm tiêu điểm (hay còn gọi là tiêu cự ngắn). Tiêu cự của thấu kính hội tụ phụ thuộc vào bán kính cong của mặt cầu và chỉ số khúc xạ của chất liệu làm thấu kính. Khi ánh sáng đi qua thấu kính, nó sẽ bị chuyển hướng và hội tụ tại một điểm tiêu điểm cố định. Khoảng cách giữa thấu kính và điểm tiêu điểm sẽ thay đổi tùy thuộc vào vị trí của vật.

Công thức tính tiêu cự của thấu kính hội tụ là:

1/f = (n-1) * (1/R1 – 1/R2)

Trong đó:

– f là tiêu cự của thấu kính, tính bằng mét (m)

– n là chỉ số khúc xạ của chất liệu làm thấu kính

– R1 và R2 là bán kính cong của hai mặt cầu của thấu kính, tính bằng mét (m)

Thông thường, tiêu cự của thấu kính hội tụ được ghi trên bề mặt của thấu kính hoặc được liệt kê trong các thông số kỹ thuật của ống kính hoặc các thiết bị quang học.

Ứng dụng của thấu kính hội tụ

Thấu kính hội tụ là một thành phần quan trọng của các thiết bị quang học và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:

– Máy ảnh và máy quay phim: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong ống kính của máy ảnh và máy quay phim để hội tụ ánh sáng và tạo ra hình ảnh sắc nét.

– Kính viễn vọng: Thấu kính hội tụ là một phần quan trọng của kính viễn vọng để tập trung ánh sáng từ các nguồn sáng xa và tạo ra hình ảnh rõ nét.

– Kính lúp: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong kính lúp để tạo ra hình ảnh phóng đại của các vật nhỏ.

– Thiết bị quang phổ: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong thiết bị quang phổ để phân tích ánh sáng và xác định thành phần của các chất khác nhau.

– Máy đo khoảng cách: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong máy đo khoảng cách để tập trung ánh sáng và đo khoảng cách giữa hai đối tượng.

– Kính hồi quang: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong kính hồi quang để tập trung ánh sáng từ nguồn sáng và phản chiếu ánh sáng lại đến người sử dụng.

– Thiết bị quang học y tế: Thấu kính hội tụ được sử dụng trong thiết bị quang học y tế để tạo ra hình ảnh phóng đại của các cấu trúc trong cơ thể, chẳng hạn như mắt và da.

Ngoài ra, thấu kính hội tụ còn được sử dụng trong các thiết bị quang học khác như thiết bị đo ánh sáng, thiết bị định vị GPS, và thiết bị đọc mã vạch.

Tiêu cự của thấu kính hội tụ làm bằng thủy tinh có đặc điểm?

A. Thay đổi được

B. Không thay đổi được

C. Các thấu kính tiêu cự như nhau

D. Thấu kính dày hơn có tiêu cự lớn hơn

Đáp án đúng B.

Tiêu cự của thấu kính hội tụ làm bằng thủy tinh có đặc điểm không thay đổi được. Chỉ số khúc xạ của thủy tinh cùng với bán kính cong của hai mặt cầu của thấu kính sẽ xác định tiêu cự của nó. Các thấu kính hội tụ được làm từ cùng loại thủy tinh và có cùng bán kính cong sẽ có tiêu cự như nhau.

Trục chính của thấu kính hội tụ là đường thẳng?

A. Bất kỳ đi qua quang tâm của thấu kính.
B. Đi qua hai tiêu điểm của thấu kính.
C. Tiếp tuyến của thấu kính tại quang tâm.
D. Đi qua một tiêu điểm và song song với thấu kính.
Đáp án đúng B.

Trục chính của thấu kính hội tụ là đường thẳng, đi qua hai tiêu điểm của thấu kính. Trục chính này là đường kẻ thẳng nối hai tiêu điểm của thấu kính và qua tâm của thấu kính (tức là trùng với trục đối xứng của thấu kính). Các tia sáng đi qua trục chính này sẽ không bị lệch góc khi đi qua thấu kính. Đáp án là B – Đi qua hai tiêu điểm của thấu kính.

Thấu kính hội tụ là loại thấu kính có?

A. Phần rìa dày hơn phần giữa.

B. Phần rìa mỏng hơn phần giữa.

C. Phần rìa và phần giữa bằng nhau.

D. Hình dạng bất kỳ.

Đáp án đúng B.

Thấu kính hội tụ là loại thấu kính có Phần rìa mỏng hơn phần giữa, thấu kính hội tụ được làm bằng vật liệu trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu, phần rìa ngoài mỏng hơn phần chính giữa, chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính.

Chùm tia sáng đi qua thấu kính hội tụ mô tả hiện tượng?

A. Truyền thẳng ánh sáng.         
B. Tán xạ ánh sáng.
C. Phản xạ ánh sáng.                  
D. Khúc xạ ánh sáng.
Đáp án đúng D.

Chùm tia sáng đi qua thấu kính hội tụ mô tả hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Chùm tia sáng đi qua thấu kính hội tụ sẽ bị khúc xạ ánh sáng. Khi ánh sáng đi qua thấu kính hội tụ, nó sẽ bị lệch góc và được tập trung vào một điểm tiêu điểm. Hiện tượng này được gọi là khúc xạ ánh sáng. Đáp án là D – Khúc xạ ánh sáng.

Trên đây là bài viết liên quan đến Thấu kính hội tụ là gì? Đặc điểm của thấu kính hội tụ trong chuyên mục Là gì? được Luật Hoàng Phi cung cấp. Quý độc giả có thể tham khảo bài viết khác liên quan tại website tbtvn.org để có thêm thông tin chi tiết.

5/5 - (5 bình chọn)