Kính lúp là một công cụ quang học hữu ích, giúp chúng ta quan sát các vật nhỏ một cách dễ dàng hơn. Vậy Số Bội Giác Của Kính Lúp là gì và nó được tính như thế nào? Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn công thức tính số bội giác của kính lúp một cách chi tiết và dễ hiểu nhất.
Kính Lúp và Ứng Dụng
Kính lúp là một thấu kính hội tụ (hoặc hệ thấu kính tương đương) với tiêu cự ngắn, thường được sử dụng để quan sát các vật nhỏ. Mục đích chính của kính lúp là tạo ra ảnh ảo, lớn hơn vật thật, giúp tăng góc trông của vật, từ đó mắt người có thể nhìn rõ hơn các chi tiết nhỏ.
Để sử dụng kính lúp hiệu quả, cần đặt vật trong khoảng từ quang tâm O đến tiêu điểm vật chính F của kính. Việc điều chỉnh khoảng cách giữa vật và kính giúp ảnh hiện rõ trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Khi quan sát trong thời gian dài, nên điều chỉnh để ngắm chừng ở cực viễn, giúp mắt không bị mỏi.
Số Bội Giác: Định Nghĩa và Ý Nghĩa
Số bội giác (G) là một đại lượng quan trọng, đặc trưng cho khả năng phóng đại của các dụng cụ quang học, trong đó có kính lúp. Nó được định nghĩa là tỷ số giữa góc trông ảnh (α) qua dụng cụ và góc trông trực tiếp vật (α₀) khi không sử dụng dụng cụ.
Công thức tổng quát:
G = α / α₀
Công Thức Tính Số Bội Giác của Kính Lúp
Trong thực tế, góc trông vật và ảnh thường rất nhỏ, do đó, ta có thể sử dụng các công thức gần đúng:
Khi vật được đặt ở điểm cực cận (điểm gần nhất mà mắt có thể nhìn rõ), góc trông vật đạt giá trị lớn nhất. Khi đó:
tan α₀ = AB/OCc ; tan α = AB/OA’
Từ đó, ta có công thức tổng quát để tính số bội giác trong các trường hợp khác nhau:
Trong đó:
- α₀: góc trông vật khi nhìn trực tiếp ở điểm cực cận.
- α: góc trông ảnh khi nhìn qua kính lúp.
- OCc: Khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận.
- OA’: Khoảng cách từ mắt đến ảnh.
Các Trường Hợp Đặc Biệt
-
Ngắm chừng ở cực cận: Khi ảnh hiện ra ở điểm cực cận của mắt (OA’ = OCC):
-
Ngắm chừng ở cực viễn: Khi ảnh hiện ra ở điểm cực viễn của mắt (OA’ = OCV):
Mở Rộng: Số Bội Giác Khi Ngắm Chừng ở Vô Cực
Đối với người có thị lực tốt, điểm cực viễn ở vô cực. Trong trường hợp này, số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực được tính bằng công thức đơn giản hơn:
Trong đó:
- Đ: Khoảng cực cận của mắt (thường lấy là 25cm đối với mắt thường).
- f: Tiêu cự của kính lúp (đơn vị cm).
Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ 1: Một người có khoảng cực cận là 25cm sử dụng kính lúp có tiêu cự 5cm, đặt cách mắt 10cm để quan sát vật nhỏ. Tính số bội giác của kính khi người này ngắm chừng ở cực cận.
Giải:
Ảnh hiện ra ở cực cận cách mắt 15cm, nên d’ = -15cm. Sử dụng công thức thấu kính để tìm d:
1/f = 1/d + 1/d’ => 1/5 = 1/d – 1/15 => d = 7.5cm
Áp dụng công thức số bội giác khi ngắm chừng ở cực cận:
G = (2515) / (7.5 (15 + 15) ) = 4
Đáp số: G = 4
Ví dụ 2: Một người mắt tốt (nhìn xa vô cực) dùng kính lúp có tiêu cự 2.5cm để quan sát vật nhỏ. Khoảng cực cận của người này là 25cm. Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.
Giải:
Áp dụng công thức tính số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:
G = 25 / 2.5 = 10
Đáp số: G = 10
Kết Luận
Hiểu rõ về số bội giác và các công thức liên quan giúp chúng ta sử dụng kính lúp hiệu quả hơn trong việc quan sát các vật nhỏ. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết và hữu ích về chủ đề này.
