Bài 32: Kính lúp

I. Tổng quát về các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt

Các dụng cụ quang đều có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng này gọi là số bội giác.

Số bội giác của một quang cụ bổ trợ cho mắt là tỉ số giữa góc trông ảnh của một vật qua dụng cụ đó với góc trông trực tiếp vật đó khi vật đạt ở điểm cực cận của mắt.

$G=\frac{\alpha }{\alpha _{0}} \approx \frac{tan\alpha }{tan\alpha _{0}}$

Các dụng cụ quang chia thành hai nhóm:

+) Các dụng cụ quan sát vật nhỏ: kính lúp, kính hiển vi, …..

+) Các dụng cụ quan sát vật xa: kính thiên văn, ống nhòm,…

II. Công dụng và cấu tạo của kính lúp

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

Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ hoặc một hệ ghép tương đương với thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ.

III. Sự tạo ảnh bởi kính lúp

Muốn quan sát vật nhỏ AB qua kính lúp ta phải điểu chỉnh vị trí kính lúp và vật sao cho:

+) Vật AB nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm của kính.

+) Ảnh do A’B’ của AB phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt từ $C_{c}$ đến $C_{v}$ .

+) Ảnh A’B’ ở cực cận ( $A'\equiv C_{c}$ ) gọi là ngắm chừng cực viễn.

+) Để đỡ mỏi mắt, người ta điều chỉnh sao cho ảnh nằm ở điểm cực viễn gọi là ngắm chừng ở cực viễn.

+) Đối với mắt không tật, do điểm cực viễn nằm ở vô cực nên ngắm chừng ở điểm cực viễn gọi là ngắm chừng ở vô cực.

(Nguồn vatlypt.com)

IV. Số bội giác của kính lúp

Người ta thường lấy khoảng cực cận là $OC_{c}=25cm$ . Khi sản xuất kính lúp, người ta nhìn giá trị của $G_{\infty }$ ứng với khoảng cực cận này trên kính.

Ví dụ 1: Một người nhìn một vật cách mắt 20cm qua một kính lúp có độ tụ 10 điôp. Xác định vị trí của kính lúp khi người ấy điều tiết tối đa. Cho biết điểm cực cận cách mắt 25cm.

Lời Giải:

Khi điều tiết tối đa:

$d'_{c}= -\left ( OC_{c}-l \right )$

Vật cách mắt 20cm: $d_{c}=20-l$

Mà

$\frac{1}{f}= \frac{1}{d_{c}}+\frac{1}{d'_{c}}\rightarrow l$

nên kính cách mắt 15cm

V. Bài tập

Bài tập 1: Một người cận thị có khoảng cách từ mắt tới điểm cực cận là 10cm và đến điểm cực viễn là 50cm , quan sát một vật nhỏ qua một kính lúp có độ tụ 10 điôp. Mắt đặt sát kính.

a) Đặt vật trong khoảng nào trước kính

b) Tính số bội giác của kính ứng với mắt người ấy và số phóng đại của ảnh trong hai trường hợp ngắm chừng cực cận và ngắm chừng cực viễn.

Lời giải: Tại đây

Bài tập 2: Một vật sáng AB đặt vuông góc với quang trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh $A_{1}B_{1}$ với số phóng đại $k_{1}=-3$ . Đưa vật sáng ra xa thấu kính thêm một khoảng $l=5cm$ , ta thu được ảnh $A_{2}B_{2}$ với số phóng đại $k_{2}=-2$ .

a) Xác định vị trí ban đầu của vật và tiêu cự thấu kính.

b) Xác định l để thuđược ảnh $A_{3}B_{3}$ cao bằng nửa $A_{1}B_{1}$

Lời giải: Tại đây

Bài tập 3: Một vật AB đặt trước một kính lúp cho ảnh ảo A’B’ cao gấp 3 lần vật và cách vật 8cm.

a) Tính tiêu cự của kính lúp

b) Mắt người quan sát không bị tật và điểm cực cận cách mắt 16 cm, mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính. Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?

c) Tính số bội giác của kính khi người quan sát ngắm ở điểm cực cận và khi ngắm ở điểm cực viễn.

Lời giải: Tại đây

Bài tập 4:

Một người cận thị mang kính có độ tụ D = – 4 điôp thì thấy được vật ở vô cực, mắt không phải điều tiết. Kính được mang sát mắt. Xác định điểm cực viễn của người này.
Người này bỏ kính cận ra, dừng một kính lúp có độ tụ $D_{2}=20dp$ để quan sát một vật nhoe khi mắt không điều tiết. Vật cách mắt 9 cm

a) Kính lúp phải đặt cách mắt bao nhiêu?

b) Cho biết năng suất phân li của người này là 1′. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà người này còn phân biệt được ha ảnh của chúng qua kính lúp.

Lời giải: Tại đây