MasterSchool

Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 3

Lý thuyết KHTN 9 Bài 10: Kính lúp. Bài tập thấu kính

Chương 3: Ánh sáng · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 10: Kính lúp. Bài tập thấu kính theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Cấu tạo kính lúp

- Kính lúp là một dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ.

- Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ vài cm), thường được bảo vệ bởi một khung có tay cầm hoặc đeo trực tiếp vào mắt.

- Mỗi kính lúp có một số bội giác xác định. Số bội giác thường được ghi ngay trên khung đỡ kính và được kí hiệu: 2x, 5x, 10x, … Giá trị này được tính theo quy ước: G=25f

Trong đó G là số bội giác, f là tiêu cự thấu kính được đo bằng đơn vị cm.

- Sử dụng kính lúp có số bội giác càng lớn thì có thể quan sát được vật càng nhỏ.

II. Cách quan sát một vật nhỏ qua kính lúp

Để quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp, ta đặt kính sát vật, rồi từ từ dịch chuyển kính ra xa tới khi quan sát được rõ vật.

Số bội giác G ghi trên kính chính là số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực (ảnh của vật cho bởi kính lúp ở vô cực).

- Khi đặt kính lúp sao cho ảnh của vật xuất hiện ở điểm cực cận, ta gọi đó là ngắm chừng ở cực cận.

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 1: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 1: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

- Khi đặt vật ở vị trí d = f, ảnh của vật sẽ ở xa vô cực.

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 2: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 2: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

III. Vẽ sơ đồ tạo ảnh qua thấu kính hội tụ

Vẽ sơ đồ tạo ảnh theo các bước như sau:

- Bước 1: Chọn tỉ lệ xích thích hợp.

- Bước 2: Xác định giá trị tiêu cự f của thấu kính; các khoảng cách từ vật và ảnh tới thấu kính d, d’; các độ cao của vật và ảnh h, h’ theo cùng một tỉ lệ xích đã chọn.

- Bước 3: Vẽ sơ đồ tạo ảnh của vật theo các giá trị đã xác định được.

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 3: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)
Hình 3: Kính lúp. Bài tập thấu kính (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 10)

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Đại lượng / Bộ phậnKí hiệuCông thức tínhĐơn vịÝ nghĩa quang học
Tiêu cự thấu kínhfff=OF=OF′f = OF = OF'mét (mm) hoặc centimét (cmcm)Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm chính
Vị trí vật và ảnhd,d′d, d'1f=1d+1d′\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}mm hoặc cmcmd>0d > 0 (vật thật), d′>0d' > 0 (ảnh thật), d′<0d' < 0 (ảnh ảo)
Số bội giác kính lúpGGG=25fG = \frac{25}{f} (với ff tính theo cm)không đơn vị (kí hiệu X)Độ phóng đại góc của ảnh qua kính lúp
Độ phóng đại của ảnhkkk=−d′dk = -\frac{d'}{d}; A′B′=∣k∣⋅ABA'B' = |k| \cdot ABkhông đơn vịk>0k > 0 (ảnh cùng chiều), k<0k < 0 (ảnh ngược chiều)

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f<25 cmf < 25\text{ cm}), được dùng để quan sát các vật thể nhỏ.
  • Kiến thức then chốt 2: Khi quan sát vật qua kính lúp, vật phải được đặt trong khoảng tiêu cự của kính (d<fd < f) để cho một ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật rất nhiều.
  • Kiến thức then chốt 3: Số bội giác của kính lúp (kí hiệu GG hoặc XX) liên hệ với tiêu cự ff (tính bằng cm) theo hệ thức: G=25fG = \frac{25}{f}; kính lúp có số bội giác càng lớn thì cho ảnh quan sát càng to.
  • Kiến thức then chốt 4: Công thức thấu kính tổng quát: 1f=1d+1d′\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'} (với quy ước ảnh thật d′>0d' > 0, ảnh ảo d′<0d' < 0).
  • Kiến thức then chốt 5: Công thức xác định tỉ lệ kích thước ảnh so với vật (độ phóng đại ảnh): k=−d′dk = -\frac{d'}{d}, suy ra chiều cao ảnh A′B′=∣k∣⋅ABA'B' = |k| \cdot AB.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f<25 cmf < 25\text{ cm}), được dùng để quan sát các vật thể nhỏ.
  • Khi quan sát vật qua kính lúp, vật phải được đặt trong khoảng tiêu cự của kính (d<fd < f) để cho một ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật rất nhiều.
  • Số bội giác của kính lúp (kí hiệu GG hoặc XX) liên hệ với tiêu cự ff (tính bằng cm) theo hệ thức: G=25fG = \frac{25}{f}; kính lúp có số bội giác càng lớn thì cho ảnh quan sát càng to.
  • Công thức thấu kính tổng quát: 1f=1d+1d′\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'} (với quy ước ảnh thật d′>0d' > 0, ảnh ảo d′<0d' < 0).
  • Công thức xác định tỉ lệ kích thước ảnh so với vật (độ phóng đại ảnh): k=−d′dk = -\frac{d'}{d}, suy ra chiều cao ảnh A′B′=∣k∣⋅ABA'B' = |k| \cdot AB.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Kính lúp là gì và để quan sát vật qua kính lúp ta phải đặt vật ở vị trí nào?
Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (f<25 cmf < 25\text{ cm}), dùng để quan sát các vật nhỏ. Khi sử dụng kính lúp, bắt buộc phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính (d<fd < f) để thu được một ảnh ảo, cùng chiều và có kích thước lớn hơn vật nhiều lần.
Số bội giác của kính lúp (GG) là gì và có công thức liên hệ với tiêu cự như thế nào?
Số bội giác của kính lúp là đại lượng đặc trưng cho khả năng phóng đại góc nhìn của ảnh qua kính so với khi nhìn trực tiếp vật ở khoảng cực cận (25 cm25\text{ cm}). Công thức: G=25fG = \frac{25}{f}, trong đó tiêu cự ff phải tính bằng centimét (cmcm). Kính lúp có tiêu cự càng ngắn thì số bội giác càng lớn.
Viết công thức thấu kính tổng quát và quy ước dấu đối với vị trí vật và ảnh?
Công thức thấu kính: 1f=1d+1d′\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}. Quy ước dấu: f>0f > 0 với thấu kính hội tụ, f<0f < 0 với thấu kính phân kì; d>0d > 0 với vật thật; d′>0d' > 0 khi ảnh là ảnh thật (nằm phía sau thấu kính), d′<0d' < 0 khi ảnh là ảnh ảo (nằm phía trước thấu kính).
Một kính lúp có ghi kí hiệu 5X5X trên vành kính. Hãy tính tiêu cự của kính lúp này?
Kí hiệu 5X5X nghĩa là số bội giác của kính lúp là G=5G = 5. Áp dụng công thức G=25fG = \frac{25}{f}, suy ra tiêu cự của kính lúp là: f=25G=255=5 cmf = \frac{25}{G} = \frac{25}{5} = 5\text{ cm}.

Đề luyện tập theo bài