Giải SGK Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 9: Thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Mở đầu (trang 47) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 9: Ta đã biết, khi chiếu chùm sáng song song với trục chính của một thấu kính hội tụ thì chùm tia ló sẽ đi qua tiêu điểm chính của thấu kính. Vậy để đo tiêu cự của thấu kính hội tụ có thể dùng phương án đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F hay không?

Cách đo này có nhược điểm gì?

Trả lời:

- Có thể dùng phương án đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F tuy nhiên cách này sẽ khó xác định quang tâm một cách chính xác.

I. Chuẩn bị

Hoạt động (trang 47) Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức Bài 9: Dựng ảnh của một vật AB có độ cao h, đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng d = 2f (f là tiêu cự của thấu kính).

1. Dựa vào hình vẽ để chứng minh rằng trong trường hợp này, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và khoảng cách từ vật đến thấu kính bằng nhau.

2. Ảnh này có kích thước như thế nào so với vật?

3. Chứng minh công thức tính tiêu cự trong trường hợp này: $f=\frac{d+d'}{4}$. Trong đó, d’ là khoảng cách từ ảnh của vật đến thấu kính.

Trả lời:

1. Ảnh: 

2. Ta có: BI =AO = 2f = 2OF', nên OF' là đường trung bình của tam giác B'BI.

Từ đó suy ra OB = OB'.

Xét hai tam giác vuông: và có:

+ OB = OB'

+ $\widehat{BOA}=\widehat{B'OA'}$ (đối đỉnh).

Vậy ∆BAO = ∆B'A'O (cạnh huyền – góc nhọn)

Suy ra, OA’ = OA = 2f (khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và khoảng cách từ vật đến thấu kính bằng nhau).

3.

Gọi OA’ là d’ khoảng cách từ ảnh tới thấu kính.

Gọi OA là d khoảng cách từ vật tới thấu kính.

Ta có: OA’ = OA = 2f ⇔d'=d=2f⇒d+d'=4f⇒$f=\frac{d+d'}{4}$

III. Kết quả

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Họ và tên: … Lớp: …

1. Mục đích thí nghiệm

Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ bằng dụng cụ thực hành.

2. Chuẩn bị

Dụng cụ thí nghiệm: …

3. Các bước tiến hành

Mô tả các bước tiến hành: …

4. Kết quả thí nghiệm

Hoàn thành bảng ghi kết quả thí nghiệm đo tiêu cự của thấu kính hội tụ theo mẫu Bảng 9.1.

Giá trị trung bình của tiêu cự: $\bar{f}=\frac{\bar{d}+\bar{d'}}{4}=\frac{100+100}{4}=50mm$

1. Chiều cao $\bar{h}$ của vật gần bằng chiều cao $\bar{h'}$
của ảnh.

2. Giá trị $\bar{f}$ bằng số liệu tiêu cự ghi trên thấu kính.

3. So sánh Phương pháp Silbermann với phương pháp đo trực tiếp khoảng cách từ quang tâm O tới tiêu điểm chính F như phần mở đầu:

- Ưu điểm:

+ Đo đạc gián tiếp thông qua các đại lượng dễ lấy thông số, từ đó dựa vào mối quan hệ của các đại lượng để tính cái cần đo

+ Số liệu chính xác hơn

- Nhược điểm:

+ Cần lấy nhiều giá trị của nhiều đại lượng