Thấu kính phân kì là gì? Công thức và bài tập thấu kính phân kì

Thấu kính phân kì là một lý thuyết trong chương quang học vật lý lớp 9, giải thích cách thấu kính phân kì hoạt động dựa trên nguyên lý tương tác ánh sáng với các lớp vật liệu khác nhau. Thấu kính phân kì có tính chất đặc biệt và công thức tính toán khác biệt so với các loại thấu kính khác. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, tính chất và công thức giải bài toán thấu kính phân kì.

Thấu kính là gì?

Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng.

Thấu kính (Nguồn: Internet)

Thấu kính phân kì là gì?

• Trong không khí, thấu kính lõm (thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kì.

Hình bổ dọc thấu kính lõm (hình a,b,c) và kí hiệu (hình d) (Nguồn: Sưu tầm)

Đặc điểm của thấu kính phân kì:

• Thấu kính phân kì thường dùng có phần rìa dày hơn phần giữa.
• Chiếu một chùm tia tới song song theo phương vuông góc với mặt của một thấu kính phân kì ta thu được chùm tia ló phân kì.

Tính chất của thấu kính phân kì

• Quang tâm: (O) là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.
• Trục chính: là đường thẳng qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.
• Tiêu điểm: (F, F’) là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.
• Tiêu cự: (OF = OF’ = f) là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính.
• Tiêu diện: là mặt phẳng vuông góc với trục chính và qua tiêu điểm chính.
• Độ tụ: (D)  

Trong đó: f tính bằng mét (m); D tính bằng điốp (dp).
* Lưu ý: Tiêu cự và độ tụ của thấu kính phân kì có giá trị âm (D < 0, f < 0).

Biểu diễn quang tâm, trục chính, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính phân kì (Nguồn: Sưu tầm)

Đường truyền của hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì

• Tia tới song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm.
• Tia tới qua quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng.

Tính chất ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì

Vẽ thấu kính phân kì: 

Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì (Nguồn: Internet)

• Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo cùng phía, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
• Trường hợp đặc biệt: Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh ảo có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự.

Các công thức liên quan đến thấu kính phân kì

• Công thức xác định vị trí vật và ảnh: 

• Công thức xác định hệ số phóng đại ảnh: 

* Đối với thấu kính phân kì:

Bài tập về thấu kình phân kì:

Bài tập 1: Một thấu kính phân kì có độ tụ -5dp.

a)Tính tiêu cự của thấu kính.

b)Nếu đặt vật cách kính 30 cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bằng bao nhiêu?

Bài tập 2: Một thấu kính phân kì có tiêu cự f = -20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh ảo cao bằng một nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh.

Trên đây là tổng hợp đầy đủ về kiến thức thấu kính phân kì giúp các em học sinh ôn tập, hiểu và vận dụng giải các bài tập toán liên quan đến thấu kính phân kì. Cũng như giúp các em có nền tảng kiến thức, từ đó ứng dụng vào thực tế.