I – Sự nhiễm điện của các vật, điện tích, tương tác điện
1. Sự nhiễm điện giữa các vật
- Ta có thể làm cho một vật bị nhiễm điện bằng cách cọ xát nó vào vật khác (VD: thủy tinh cọ
xát vào lụa).
- Khi nhiễm điện vật khả năng hút các vật nhẹ khác như mẩu giấy, bụi vải
2. Điện tích. Điện tích điểm
- Vật đã bị nhiễm điện được gọi là vật mang điện hay điện tích. Đơn vị của điện tích là Cu
lông (C).
- Điện tích điểm là vật bị nhiễm điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách mà ta đang
xét. Điện tích của điện tích điểm xem như tập trung tại tâm của điện tích.
Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 1 Phần 1: ĐIỆN HỌC. ĐIỆN TỪ HỌC Chương 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG Bài 1: ĐIỆN TÍCH. ĐỊNH LUẬT CU – LÔNG I – Sự nhiễm điện của các vật, điện tích, tương tác điện 1. Sự nhiễm điện giữa các vật - Ta có thể làm cho một vật bị nhiễm điện bằng cách cọ xát nó vào vật khác (VD: thủy tinh cọ xát vào lụa). - Khi nhiễm điện vật khả năng hút các vật nhẹ khác như mẩu giấy, bụi vải 2. Điện tích. Điện tích điểm - Vật đã bị nhiễm điện được gọi là vật mang điện hay điện tích. Đơn vị của điện tích là Cu- lông (C). - Điện tích điểm là vật bị nhiễm điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách mà ta đang xét. Điện tích của điện tích điểm xem như tập trung tại tâm của điện tích. 3. Tương tác điện. Hai loại điện tích - Hai điện tích đặt gần nhau có thể đẩy hoặc hút nhau. Sự đẩy hay hút đó gọi là tương tác điện. - Có hai loại điện tích là điện tích dương (+) và điện tích âm (-). o Hai điện tích cùng loại thì đẩy nhau. o Hai điện tích khác loại thì hút nhau. - Lực tương tác giữa hai điện tích là hai lực trực đối (cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn nhưng khác điểm đặt). II – Định luật Cu-lông. Hằng số điện môi 1. Định luật Cu-lông Nội dung: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích, có độ lớn tỉ lệ thuận với hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai điện tích đó. Công thức: 1 2 2 q q F k r Trong đó: o k = 9.109: hệ số tỉ lệ (hằng số Cu-lông) (Nm2/C2). o q1, q2: độ lớn hai điện tích. (C). o r: khoảng cách giữa hai điện tích. 2. Hằng số điện môi a. Điện môi Điện môi là môi trường cách điện. b. Hằng số điện môi Khi đặt hai điện tích trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi lần so với trong chân không. gọi là hằng số điện môi. - Hằng số điện môi của chân không là 1, của không khí xem như 1, của các điện môi khác luôn lớn hơn 1. - Công thức của ĐL Cu-lông có thể viết lại là 1 2 2 q q F k r . VD1: Hai điện tích điểm giống hệt nhau, đặt cách nhau đoạn 2cm trong không khí, đẩy nhau một lực 10N. a. Tính độ lớn mỗi điện tích. b. Sau đó đặt hai điện tích trên vào trong rượu êtylic có hằng số điện môi 2,5 cũng với khoảng cách như trên thì lực tĩnh điện là bao nhiêu ? Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 2 c. Vẫn giữ hai điện tích trong rượu êtylic như câu b) nhưng tăng khoảng cách giữa chúng lên 2 lần thì lực tương tác bây giờ là bao nhiêu ? ĐS: 76,7.10 C VD2: Hai quả cầu kim loại nhỏ, mang điện tích q1 và q2 đặt trong không khí, cách nhau một đoạn 1m, đẩy nhau lực 1,8N. Điện tích tổng cộng (tổng đại số) của chúng là 3.10-5C. a. Tính q1,q2. b. Đặt hai điện tích trên vào trong môi trường có hằng số điện môi 2,5. Tính lại lực tương tác giữa hai điện tích. ĐS: 2.10-5C; 10-5C VD3: Hai điện tích điểm q1=8.10-9C và q2=4.10-9C đặt cố định tại hai điểm A và B trong chân không, cách nhau đoạn d=10cm. Đặt tại trung điểm của AB một điện tích q3=-10-9C. a. Vẽ lực tương tác của q1 và q2 lên q3. b. Tính độ lớn lực điện tác dụng lên q3. ĐS: 1,6.10-5N Bài 2: THUYẾT ÊLECTRON ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH I – Thuyết êlectron 1. Cấu tạo nguyên tử (SGK) - Điện tích của êlectron là qe=-1,6.10-19C. - Khối lượng êlectrôn là me=9,1.10-31kg. - Điện tích của prôton là qp=+1,6.10-19C. - Khối lượng êlectrôn là mp=1,67.10-27kg. 2. Thuyết êlectron - Êlectron có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. - Nguyên tử bị mất êlectron thì nhiễm điện âm, nguyên tử nhận thêm êlectron thì nhiễm điện dương. - Sự di chuyển và cư trú của êlectron đã tạo nên các hiện tượng điện. II – Vận dụng 1. Chất cách điện và chất dẫn điện - Chất dẫn điện là chất có chứa các điện tích tự do. Chất cách điện là chất không chứa các điện tích tự do. - Điện tích tự do là các điện tích di chuyển tự do bên trong thể tích của vật dẫn. Trong kim loại, điện tích tự do là êlectron tự do. 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc Khi cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với vật đã nhiễm điện thì vật sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc. 3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng - Khi đưa quả cầu A nhiễm điện dương lại gần thanh MN chưa nhiễm điện thì đầu M gần quả cầu sẽ nhiễm điện âm còn đầu N xa quả cầu nhiễm điện dương. Đó là sự nhiễm điện do hưởng ứng. - Khi đưa thanh MN ra xa thì MN trở lại trạng thái trung hòa về điện ban đầu. III – Định luật bào toàn điện tích Trong một hệ cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi. 1 2 1 2q q q q Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 3 VD1: Hai quả cầu nhỏ, giống nhau, bằng kim loại. Quả cầu A mang điện tích 4,50μC; quả cầu B mang điện tích – 2,40μC. Đăt hai quả cầu cách nhau 1,56cm trong không khí. a. Tính lực tương tác điện giữa hai quả cầu. b. Cho chúng tiếp xúc nhau rồi đưa trở lại vị trí cũ. Tính lại lực tương tác. ĐS: 40,8N. VD2: Hai quả cầu kim loại nhỏ tích điện q1 và q2 đặt trong chân không cách nhau một doạn r=10cm, chúng đẩy nhau một lực F1=0,045N. Cho hai quả cầu tiếp xúc nhau rồi đưa về vị trí cũ thì chúng đẩy nhau một lực F2=0,081N. Tính điện tích q1 và q2 ban đầu. ĐS: (5.10-7C; 10-7C) và (-5.10-7C; -10-7C) Bài 3: ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN I – Điện trườg 1. Môi trường truyền tương tác điện Hai điện tích không hề tiếp xúc nhau nhưng vẫn tương tác với nhau được. Phải có một môi trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai điện tích. Môi trường đó gọi là điện trường. 2. Điện trường Là dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lên điện tích khác đặt trong nó. C1: Nhận biết điện trường bằng cách nào ? II – Cường độ điện trường 1. Khái niệm cường độ điện trường Ta thấy khi đặt điện tích thử q vào điện trường của điện tích Q thì lực điện tác dụng lên q càng yếu khi q càng xa Q. Vì vậy cần xây dựng một khái niệm đặc trưng cho độ mạnh, yếu của điện trường. Khái niệm đó gọi là cường độ điện trường. 2. Cường độ điện trường Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho tác dụng của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bởi thương số độ lớn của lực điện với độ lớn của điện tích đặt tại điểm đang xét. F E q Trong đó E là cường độ điện trường tại điểm đang xét. 3. Véctơ cường độ điện trường F E q Véctơ CĐĐT có: - Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương (Suy ra lực diện tác dụng lên điện tích âm sẽ ngược chiều với CĐĐT). - Chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn của CĐĐT theo tỉ xích cho trước. 4. Đơn vị CĐĐT Đơn vị CĐĐT là vôn trên mét (V/m). 5. CĐĐT gây ra bởi một điện tích điểm CĐĐT gây ra bởi một điện tích điểm Q tại điểm M có: - Phương trùng với đường nối Q và M. - Chiều hướng ra xa Q nếu Q>0, hướng về Q nếu Q<0. - Độ lớn: 2 QF E k q r . o Q: trí số điện tích (C). Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 4 o r: khoàng cách từ Q đến M (m). 6. Nguyên lí chồng chất điện trường Nếu tại một điểm trong không gian có điện trường của hai điện tích chồng chất lên đó thì CĐĐT tổng hợp được xác định bởi 1 2E E E . Về mặt độ lớn thì 2 21 2 1 22 cosE E E E E Với α là góc hợp bởi 1E và 2E . VD1: Một điện tích +2.10-8C đặt trong không khí. a. Hãy tính cường độ điện trường tại điểm M cách điện tích 5cm. b. Đưa điện tích vào môi trường có hằng số điện môi 2,5. Hãy tính cường độ điện trường tại N cách điện tích 2,5cm ĐS: 72000V/m; 115200V/m VD2: Hai điện tích điểm có độ lớn q1=0,2nC và q2=-0,8nC đặt cách nhau một đoạn AB=6cm trong chân không. a. Tính độ lớn cường độ điện trường do mỗi điện tích tạo ra tại điểm M tại trung điểm của AB. b. Vẽ véctơ và tính độ lớn cường độ điện trường tổng hợp tại M. ĐS: 2000V/m; 8000V/m; 10000V/m VD3: Hai điện tích điểm q1=5.10-8C và q2=-5.10-8C đặt cố định tại hai đỉnh A và C của tam giác vuông ABC (vuông tại B) trong chân không. Biết AB=6cm và BC=8cm. a. Vẽ và tính độ lớn cường độ điện trường tại B. b. Cũng với điều kiện như trên nhưng đặt hai điện tích vào trong môi trường có hằng số điện môi là 2 thì độ lớn cường độ điện trường tại B bây giờ là bao nhiêu ? ĐS: 143418V/m; 71709V/m III – Đường sức điện 1. Định nghĩa Là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của véctơ CĐĐT tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó. 2. Các đặc điểm của đường sức điện - Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi. - Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. - Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. - Quy ước: Ở chỗ cường độ điện trường lớn thì các đường sức điện sẽ mau (gần nhau), còn ở chỗ cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức điện sẽ thưa. 3. Điện trường đều Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trưởng tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn và đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều. Bài 4: CÔNG CỦA LỰC ĐIỆN Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 5 I – Công của lực điện a. Xét điện tích q dương dịch chuyển đoạn trên đoạn MN trong điện trường đều như hình vẽ. - Khi q dịch chuyển từ M đến N, MN làm với đường sức điện một góc α và MN = s. - Ta có công thức tính công của lực điện là cosMNA Fs Fs . - Trong đó: F qE và cosd M N s . - Suy ra: MNA qEd o α: là góc hợp bởi lực F và độ dời s . o d: là độ dài hình chiếu của độ dời s lên đường sức, có giá trị đại số. - Biện luận: o Nếu α 0 suy ra AMN > 0. o Nếu α > 900 thì d < 0 suy ra AMN < 0. o Nếu α = 900 thì d = 0 suy ra AMN = 0. - Kết quả trên cũng phù hợp với điện tích q âm. b. Khi điện tích q dịch chuyển trên đoạn đường MBN ta cũng chứng minh được MNA qEd với d M N . Kết luận: Công của lực điện không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối của đường đi trong điện trường. Lực điện được gọi là lực thế. VD1: Một điện tích q=0,5µC dịch chuyển từ điểm M đến N cách nhau 4,5cm trong điện trường đều E=2500V/m (như hình vẽ). Hãy tính công của lực điện để dịch chuyển q a. từ M đến N. b. từ N đến M. ĐS: 3,9.10-5N; -3,9.10-5N VD2: Một điện tích q=10-8C dịch chuyển dọc theo các cạnh của một tam giác đều ABC cạnh a=20cm đặt trong điện trường đều có cường độ E=300V/m có đường sức song song với cạnh BC và hướng từ B đến C. Tính công của lực điện trong qua trình dịch chuyển qua mỗi cạnh của tam giác. ĐS: AAB=ACA=-3.10-7J; ABC=6.10-7J II – Thế năng của điện tích trong điện trường 1. Khái niệm về thế năng của điện tích trong điện trường Thế năng của điện tích q đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện khi đặt q ... t sáng AB cách một thấu kính 12cm, ta hứng được một ảnh cao gấp 3 lần vật. a. Đó là thấu kính loại gì, vì sao ? b. Tính tiêu cự của thấu kính. c. Tính độ tụ của TK. d. Xác định vị trí của ảnh. e. Vẽ hình theo đúng tỉ lệ. ĐS: TK Hội tụ; 9cm; 100/9dp; 36cm; 18cm VD2: Một vật sáng AB cao 6cm đặt vuông góc trục chính của một thấu kính phân kì cho một ảnh A’B’ cao 3cm và cách vật AB là 8cm. a. Tìm vị trí của vật và ảnh. b. Tính tiêu cự của thấu kính. c. Vẽ hình theo đúng tỉ lệ. ĐS: 16cm; -8cm và -16cm VI - Ứng dụng Thấu kính được dùng làm: - Kính khắc phục tật của mắt (cận, viễn, lão). - Kính lúp. - Máy ảnh, máy ghi hình (camera). - Kính hiển vi. - Kính thiên văn, ống nhòm. - Đèn chiếu. - Máy quang phổ. Bài 31: MẮT I – Cấu tạo về mặt quang học của mắt Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 37 Từ ngoài vào trong, mắt có các bộ phần tiếp giáp nhau gồm: Giác mạc (màng giác), thủy dịch, lòng đen, thể thủy tinh, dịch thủy tinh, màng lưới (võng mạc). - Thể thủy tinh: khối chất đặc trong suốt, có hình dạnh giống một thấu kính hội tụ. - Màng lưới: lớp mỏng tại đó tập trung các đầu giây thần kinh nhạy với ánh sáng gọi là điểm vàng V, trên màng lưới có 1 điểm mù. Hoạt động của mắt giống như máy ảnh. - Thể thủy tinh có vai trò như vật kính. - Màng lưới có vai trò như phim. II – Sự điều tiết của mắt. Điểm cực cận và cực viễn Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là không đổi và bằng d . Mắt có thể điều tiết để làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh giúp cho mắt có thể nhìn thấy vật ở nhiều khoảng cách khác nhau. 1. Sự điều tiết của mắt Là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh (tiêu cự của mắt) để những vật ở những khoảng cách khác nhau vẫn cho ảnh hiện rõ trên màng lưới. - Khi mắt ở trạng thái không điều tiết thì tiêu cự dài nhất ( maxMf ). - Khi mắt điều tiết tối đa thì tiêu cự ngắn nhất ( minMf ). 2. Điểm cực cận và điểm cực viễn a. Điểm cực cận Cc Là điểm gần mắt nhất trên trục của mắt mà tại đó khi mắt điều tiết tối đa vẫn còn nhìn thấy rõ vật. Đối với mắt bình thường điểm cực cận cách mắt khoảng 25cm (OCc=25cm), càng lớn tuổi thì điểm cực cận càng lùi xa mắt. b. Điểm cực viễn Cv Là điểm xa nhất trên trục của mắt mà tại đó khi mắt không điều tiết vẫn nhìn thấy rõ vật. Đối với mắt bình thường thì điểm cực viễn ở xa vơ cực ( vOC ). - OCc: khoảng cực cận của mắt. - OCv: khoảng cực viễn của mắt. - CcCv: khoảng nhìn rõ của mắt. c. Độ biến đổi độ tụ của mắt Khi mắt nhìn ở cực cận và ở cực viễn thì độ tụ của mắt thay đổi một lượng 1 1 M M C M V D O C O C III – Năng suất phân li của mắt Để mắt nhìn rõ thì gốc trông α cần lớn hơn hoặc bằng một giá trị αmin nào đó, αmin gọi là năng suất phân li của mắt, kí hiệu là . Đối với mắt bình thường thì min 1 . IV – Các tật của mắt và cách khắc phục Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 38 1. Mắt cận a. Đặc điểm - Có độ tụ lớn hơn mắt bình thường (do fMmax<OV), những vật ở xa luôn cho ảnh hiện trước màng lưới của mắt. - OCv ngắn hơn bình thường. - OCc ngắn hơn bình thường. b. Khắc phục Khắc phục bằng cách đeo kính là thấu kính phân kì (kính cận) có tiêu cự thích hợp. Nếu xem như kính đeo sát mắt thì tiêu cự kính thích hợp là k vf OC . c. Công thức áp dụng cho mắt cận khi đeo kính - Khi nhìn vật ở xa nhất thì ảnh hiện ở điểm cực viễn của mắt: 1 1 1 k v vf d OC - Khi nhìn vật ở gần nhất thì ảnh hiện ở điểm cực cận của mắt: 1 1 1 k c cf d OC - Khoảng nhìn rõ khi đeo kính là: v cd d 2. Mắt viễn a. Đặc điểm - Có độ tụ nhỏ hơn mắt bình thường (do fMmax>OV), những vật ở xa luôn cho ảnh hiện sau màng lưới của mắt. - Nhìn được vật ở vô cực nhưng đã phải điều tiết. - Điểm cực cận Cc xa mắt hơn bình thường. b. Khắc phục Khắc phục bằng cách đeo kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự thích hợp sao cho ảnh ảo của vật gần nhất mà người đó muốn quan sát phải hiện ở điểm cực cận Cc của mắt. c. Công thức - Khi nhìn vật ở xa nhất thì ảnh hiện ở điểm cực viễn của mắt: 1 1 1 k v vf d OC - Khi nhìn vật ở gần nhất thì ảnh hiện ở điểm cực cận của mắt: 1 1 1 k c cf d OC - Khoảng nhìn rõ khi đeo kính là: v cd d 3. Mắt lão a. Đặc điểm Càng lớn tuổi thì khả năng điều tiết của mắt càng kém dẫn đến điểm cực viễn Cc dịch ra xa mắt giống tật mắt viễn. Không nên xem mắt lão là mắt tật vì đây là sự lão hóa của mắt chứ không phải là tật. b. Khắc phục Đeo kính hội tụ giống như mắt viễn. Đặc biệt đối với người bị cả cận và lão thì phải đeo cả hai loại kính. - Kính phân kỳ để nhìn vật ở xa. - Kính hội tụ để nhìn vật ở gần. Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 39 VD1: Một người cận thị phải đeo sát mắt một kính có độ tụ –2 điốp để nhìn rõ các vật gần nhất cách mắt từ 20cm và vật ở vô cực không điều tiết. Tìm khoảng nhìn rõ của mắt người đó khi không đeo kính. ĐS: 14,28cm-50cm VD2: Một người viễn thị nhìn rõ vật gần nhất cách mắt cách mắt 40cm. a. Tính độ tụ của kính phải đeo để có thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 25cm. Kính đeo sát mắt. b. Nếu người ấy đeo sát mắt một kính có độ tụ +1 điốp thì sẽ nhìn được vật gần nhất cách mắt bao nhiêu ? ĐS: 1,5dp, 29cm V – Hiện tượng lưu ảnh ở mắt Ảnh vẫn còn lưu lại trên võng mạc của mắt thêm 1/10 giây cho dù ảnh không còn được tạo ra nữa. Hiện tượng đó gọi là sự lưu ảnh của mắt. Ứng dụng: Chiếu phim. Bài 32: KÍNH LÚP I – Tổng quát về dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt Các dụng cụ quang học đều tạo ra ảnh với gốc trông lớn hơn nhiều lần so với gốc trông vật trực tiếp lớn nhất. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng này là số bội giác. 0 0 tan tan G (góc nhỏ) II – Công dụng và cấu tạo của kính lúp Kính lúp là một TKHT có tiêu cự ngắn dùng bổ trợ cho mắt khi quang sát các vật nhỏ ở gần. III – Sự tạo ảnh bởi kính lúp Khi muốn quan sát vật qua kính lúp phải thỏa mãn hai điều: - Vật phải nằm trong khoảng tiêu cự để tạo ra ảnh ảo lớn hơn vật. - Ảnh đó phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt để mắt thấy được. Muốn tạo ra hai điều trên ta phải xê dịch kính đến vị trí phù hợp. Động tác đó gọi là điều chỉnh để ngắm chừng. Khi quan sát lâu, để mắt không mỏi nên thực hiện ngắm chừng ở vô cực. IV – Số bội giác của kính lúp - Xét trường hợp tổng quát: A B Đ Đ G k AB d l d l Với: o d : khoảng cách từ kính đến ảnh. o l : khoảng cách từ mắt đến kính. o Đ = OCc = 25cm Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 40 - Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực (ảnh hiện ở vô cực): c OC Đ G f f - Xét trường hợp ngắm chừng ở cực cận, với cách thiết lập tương tự ta có: c c A B G k AB V – Một số công thức liên quan Xét trường hợp tổng quát: - Khi ngắm chừng ở cực viễn: 1 1 1 k v vf d OC l - Khi ngắm chừng ở cực cận: 1 1 1 k c cf d OC l - Khoảng đặt vật trước kính: v cd d Chú ý: Trong các công thức trên, nếu mắt đặt sát kính thì 0l . VD: Một học sinh cận thị có các điểm Cc, Cv cách mắt lần lượt 10cm và 90cm. Học sinh này dùng kính lúp có độ tụ +10dp để quan sát một vật nhỏ. Mắt đặt sát kính. a. Tính tiêu cự của kính. b. Tìm khoảng đặt vật trước kính. ĐS: 10cm; 5cm ≤ d ≤ 9cm Bài 33: KÍNH HIỂN VI I – Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi 1. Công dụng Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ ở gần. Số bội giác của kính hiển vi lớn hơn rất nhiều lần kính lúp. 2. Cấu tạo - Vật lí L1: Là một TKHT (thật ra là một hệ TK có độ tụ dương) có tiêu cự rất nhỏ. - Thị kính L2: Là một kính lúp dùng để quan sát ảnh tạo ra bởi vật kính. o Khoảng cách 1 2l O O không đổi. o Khoảng cách 1 2F F gọi là độ dài quang học của kính hiển vi. II – Sự tạo ảnh bởi kính hiển vi Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 41 2 21 2 1 1 2 2 c v1 1 2 2 A BL L AB A B A B C ]d d 2 laø aûnh aûo. A [C d' d' Quan sát đường đi của tia sáng qua kính hiển vi ta thấy: - Vật kính L1 tạo ra ảnh A1B1 là ảnh thật lớn hơn vật nằm trong khoảng tiêu cự f2 của thị kính L2. - Thị kính L2 tạo ra ảnh A2B2 là ảnh ảo ngược chiều và lớn hơn vật rất nhiều lần. - Mắt người quan sát đặt phía sau thị kính để quan sát ảnh A2B2. - Để quan sát được ảnh trên thì ảnh phải được tạo ra trong khoảng nhìn rõ của mắt. Muốn như vậy ta phải điều chỉnh vị trí của vật để thay đổi d1. III – Số bội giác cuả kính hiển vi Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực, mắt đặt sát thị kính. Ta có: 1 2 1 2 2 A B Đ G k G AB f Xét các tam giác đồng dạng phù hợp ta lại có: 1 2 1 A B AB f Suy ra: 1 2 Đ G f f Với Đ = 25cm Chú ý: k1 và G2 được ghi trên vành của kính thiên văn. VD: Một kính hiển vi gồm vật kính O1 có tiêu cự f1=4mm và thị kính O2 có f2=2cm. Mắt người quan sát không có tật và điểm cực cận cách mắt 20cm đặt sát thị kính. Vật AB đặt cách O1 là 4,1mm thì người quan sát ngắm chừng ở cực cận. a. Tính độ dài quang học của kính hiển vi b. Tính khoảng đặt vật trước kính. c. Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng vô cực. ĐS: 15,82cm; 4,1mm – 4,1007mm; 439 Bài 34: KÍNH THIÊN VĂN I – Công dụng và cấu tạo kính thiên văn 1. Công dụng Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật ở xa (thiên thể) bằng cách tạo ra ảnh có góc trông lớn. Bài giảng chi tiết Vật lí 11 GV: Mai Quang Hưởng (0962519223) 42 2. Cấu tạo - Vật kính L1 là một TLHT có tiêu cự dài (nhiều mét). - Thị kính L2 là một kính lúp để quan sát ảnh tạo bởi vật kính. II – Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn - Vật ở vô cực (ở xa) qua vật kính L1 tạo ảnh A1B1 ở tiêu diện của thị kính L2. - Qua thị kính L2 cho ảnh A2B2 ở vô cực. Người quan sát đặt mắt sau thị kính để quan sát ảnh này. - Khi quan sát, mắt người quan sát đặt sát thị kính. Muốn ảnh cuối cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt thì ta phải điều chỉnh bằng cách xê dịch thị kính. Để quan sát khỏi mỏi mắt ta nên điều chỉnh ngắm chừng ở vô cực. III – Số bội giác của kính thiên văn Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực và mắt đặt sát thị kính. Ta dễ dàng thiết lập được 1 2 f G f . Tự luận VD1: Vật kính của một kính thiên văn dùng ở trường học có tiêu cự f1=1,2m. Thị kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f2=4cm. a. Tính khoảng cách giữa hai kính b. Tính số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực. ĐS: 1,24m; 30 VD2: Góc trông của đường kính mặt trăng từ trái đất là 30’. Một người cận thị quan sát mặt trăng qua một kính thiên văn trong trạng thái không điều tiết. Cho biết điểm cực viễn cách mắt 50cm, tiêu cự vật kính là 1m và thị kính là 5cm. Tính: a. Khoảng cách giữa vật kính và thị kính. b. Đường kính ảnh cuối cùng của mặt trăng. c. Độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực. ĐS: 104,5cm; 9,67cm; 22 _______________________________________________
Tài liệu đính kèm: