Mở đầu (trang 40) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Thấu kính có trong các dụng cụ quen thuộc như ống nhòm, kính lúp, kính hiển vi hay trong chính mắt của chúng ta. Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như thế nào?
Trả lời:
- Ánh sáng truyền qua thấu kính có thể tạo thành ảnh của các vật như: ảnh ảo, ảnh thật, ảnh ngược chiều vật, ảnh cùng chiều vật, ảnh lớn hơn vật, ảnh nhỏ hơn vật.
I. Cấu tạo thấu kính và phân loại
Hoạt động 1 (trang 41) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Quan sát để nhận ra độ dày, mỏng ở rìa so với phần giữa các thấu kính có trong phòng thí nghiệm, phân loại chúng thành thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì.
Trả lời:
- Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì.
Hoạt động 2 (trang 41) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Ống kính máy ảnh có cấu tạo gồm nhiều thấu kính nhằm mục đích để thu được hình ảnh chất lượng rõ nét. Hình 8.4 mô tả hệ thống gồm các thấu kính ((1), (2), (3), (4)) trong ống kính của một máy ảnh. Hãy chỉ rõ đâu là thấu kính hội tụ và đâu là thấu kính phân kì trong hệ thống này.
Trả lời:
- Thấu kính (1), (4) là thấu kính hội tụ.
- Thấu kính (2), (3) là thấu kính phân kì.
II. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính và tiêu cự của thấu kính
Câu hỏi (trang 41) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Hãy chỉ ra đâu là trục chính, quang tâm, tiêu điểm chính của các thấu kính trong Hình 8.3.
Trả lời:
- Trục chính của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì nằm ở giữa vuông góc với tiết diện thẳng của thấu kính.
- Quang tâm là giao điểm của thấu kính và trục chính, mọi điểm đi qua quang tâm đều truyền thẳng.
- Tiêu điểm chính của thấu kính phân kì cho tia ló kéo dài cắt nhau tại tiêu điểm trên trục chính.
- Tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ là điểm đối xứng với điểm mà tia ló sau thấu kính cắt nhau trên trục chính.
III. Đường truyền của tia sáng qua thấu kính
Hoạt động 1 (trang 42) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Thí nghiệm quan sát đường truyền ánh sáng qua thấu kính
Chuẩn bị:
- Nguồn sáng;
- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì.
Tiến hành:
- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.6 với thấu kính hội tụ.
- Lần lượt chiếu tia sáng song song với trục chính tới thấu kính; tia sáng qua quang tâm O của thấu kính
- Quan sát tia ló trong mỗi trường hợp (Hình 8.6a, b, c) và rút ra nhận xét.
- Lặp lại thí nghiệm trên với thấu kính phân kì
Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:
1. Biểu diễn đường đi của tia sáng qua thấu kính bằng hình vẽ
2. Đường đi của các tia sáng tới quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính có đặc điểm gì?
Trả lời:
1.
2.
- Tia sáng đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
- Tia sáng song song với trục chính cho tia ló hội tụ tại tiêu điểm chính.
Hoạt động 2 (trang 43) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Hãy phân tích tương tự và giải thích sự truyền ánh sáng qua thấu kính phân kì (Hình 8.8)
Trả lời:
- Tia sáng đi qua quang tâm sẽ tiếp tục truyền thẳng, tia sáng song song với trục chính sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh.
Câu hỏi (trang 43) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: So sánh độ lệch của tia sáng ở gần rìa thấu kính với tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
Trả lời:
- Tia sáng ở gần rìa thấu kính lệch hơn tia sáng ở gần trục chính của thấu kính sau khi đi qua thấu kính.
IV. Sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính
Hoạt động 1 (trang 44) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8:
1. Hãy dựng ảnh S’ của điểm sáng S ở Hình 8.10 vào vở
2. Hãy chứng tỏ rằng điểm sáng đặt trên trục chính cũng cho ảnh nằm trên trục chính
3. Ảnh S’ trong từng trường hợp ở Hình 8.10 là thật hay ảo?
Trả lời:
1.
2. Nếu S nằm trên trục chính thì ké đường đi qua quang tâm O là trục chính mà S’, O, S thẳng hàng nên S’ cũng nằm trên trục chính
3. Ảnh S’ trong Hình a là ảnh thật, Hình b và c là ảnh ảo
Hoạt động (trang 45) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8:
1. Vật AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính. Gọi d là khoảng cách từ vật đến quang tâm thấu kính. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB ứng với các trường hợp d>f và d<f.
Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1.
2. Vẽ ảnh của một vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f trong các trường hợp d>f và d<f. Nhận xét đặc điểm ảnh của vật theo mẫu Bảng 8.2.
Trả lời:
1.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.1.
Chú ý: Với trường hợp d > 2f thì ảnh nhỏ hơn vật.
2.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong các trường hợp trên theo mẫu Bảng 8.2.
Hoạt động (trang 45) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 8: Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm như Hình 8.12:
- Đèn chiếu sáng (1);
- Vật sáng bằng kính mờ hình chữ F (2);
- Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính phân kì (3);
- Màn chắn (4);
- Giá quang học (5);
- Nguồn điện và dây nối (6).
Tiến hành:
Thí nghiệm 1.
- Bố trí thí nghiệm như Hình 8.12.
- Đặt vật ở vị trí d > f.
- Từ từ dịch chuyển màn chắn cho đến khi thu được ảnh của vật rõ nét trên màn chắn.
- Nhận xét đặc điểm ảnh của vật.
- Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp d < f và rút ra nhận xét đặc điểm ảnh của vật trong trường hợp đó.
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Đặt vật trong khoảng nào thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo?
2. Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách nào? Ảnh ảo có hứng được trên màn chắn không?
Thí nghiệm 2.
- Thay thấu kính hội tụ bằng thấu kính phân kì.
- Đặt vật ở các vị trí d > f và d < f. Đặt mắt quan sát ảnh của vật qua thấu kính.
Thực hiện các yêu cầu sau:
1. Hãy cho biết ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ của thấu kính phân kì có điểm gì giống và khác nhau.
2. Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Trả lời:
Thí nghiệm 1.
1. Đặt vật trong khoảng d > f thì hứng được ảnh rõ nét trên màn chắn. Ảnh đó là ảnh thật.
2. Khi đặt vật trong khoảng tiêu cự, quan sát ảnh ảo bằng cách đặt mắt quan sát qua thấu kính. Ảnh ảo không thể hứng được trên màn chắn.
Thí nghiệm 2.
1. Ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ của thấu kính phân kì có điểm giống nhau là cùng chiều với vật, ảnh ảo qua thấu kính hội tụ lớn hơn vật còn ảnh ảo qua thấu kính phân kì nhỏ hơn vật.
2. Nêu các cách phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
Cách 1: Cách nhìn trực quan
- Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa.
- Thấu kính phân kỳ có phần rìa dày hơn phần giữa.
Cách 2:
- Thấu kính hội tụ: Khi chiếu một chùm tia qua thấu kính hội tụ thì tia ló ra hội tụ tại một điểm.
- Thấu kính phân kỳ: Khi chiếu một chùm tia qua thấu kính phân kỳ thì tia ló ra bị phân kỳ.