Để hiểu rõ về sự hình thành ảnh qua thấu kính hội tụ, một trong những yếu tố quan trọng nhất là nắm vững đường đi của các tia sáng đặc biệt. Bài viết này sẽ tập trung phân tích hiện tượng “Tia Tới đi Qua Tiêu điểm Của Thấu Kính Hội Tụ Cho Tia Ló” như thế nào, kèm theo các ví dụ minh họa và bài tập vận dụng để bạn đọc có thể dễ dàng áp dụng kiến thức vào giải các bài tập quang hình học.
Đường Truyền của Tia Sáng Đặc Biệt: Tia Tới Đi Qua Tiêu Điểm
Trong ba tia sáng đặc biệt thường được sử dụng để vẽ ảnh qua thấu kính hội tụ, tia tới đi qua tiêu điểm đóng vai trò then chốt. Theo định luật khúc xạ ánh sáng, khi một tia sáng tới đi qua tiêu điểm vật (F) của thấu kính hội tụ, tia ló ra khỏi thấu kính sẽ có phương song song với trục chính của thấu kính. Đây là một tính chất quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong các bài toán dựng ảnh.
Hình ảnh minh họa đường đi của tia sáng tới đi qua tiêu điểm F của thấu kính hội tụ, cho tia ló song song với trục chính.
Ứng Dụng Tính Chất “Tia Tới Đi Qua Tiêu Điểm” để Dựng Ảnh
Khi dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính hội tụ, ta thường chọn hai trong ba tia sáng đặc biệt. Trong đó, việc sử dụng tia tới đi qua tiêu điểm (F) là một lựa chọn phổ biến, đặc biệt khi kết hợp với tia tới đi qua quang tâm (O) của thấu kính. Giao điểm của hai tia ló này sẽ cho ta vị trí ảnh B’ của điểm B, từ đó dựng được ảnh A’B’ của vật AB.
Hình ảnh minh họa cách dựng ảnh A’B’ của vật AB thông qua thấu kính hội tụ, sử dụng hai tia sáng đặc biệt: tia đi qua quang tâm O và tia tới đi qua tiêu điểm F.
Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính một khoảng 18cm. Hãy dựng ảnh A’B’ của AB và nêu đặc điểm của ảnh.
Giải:
- Dựng tia tới BI đi qua tiêu điểm F: Tia ló IR của tia này sẽ song song với trục chính.
- Dựng tia tới BO đi qua quang tâm O: Tia ló truyền thẳng theo phương của tia tới.
- Xác định ảnh B’: Giao điểm của hai tia ló IR và tia tới BO (sau khi đi qua O) chính là ảnh B’ của B.
- Dựng ảnh A’: Từ B’ hạ đường vuông góc xuống trục chính, ta được ảnh A’ của A.
Kết luận: Ảnh A’B’ là ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật.
Minh họa ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật được tạo bởi thấu kính hội tụ khi vật AB đặt ngoài khoảng tiêu cự.
Bài Tập Vận Dụng
Bài 1: Một tia sáng tới tiêu điểm của thấu kính hội tụ. Hãy vẽ tia ló tương ứng.
Bài 2: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm, cách thấu kính 15cm. Dựng ảnh A’B’ của AB và nhận xét về tính chất của ảnh.
Bài 3: Cho một thấu kính hội tụ và một điểm sáng S. Hãy trình bày cách dựng ảnh S’ của S qua thấu kính, sử dụng tia tới đi qua tiêu điểm.
Lưu Ý Quan Trọng
- Luôn vẽ chính xác vị trí tiêu điểm và quang tâm của thấu kính.
- Sử dụng thước và compa để đảm bảo tính chính xác của hình vẽ.
- Nắm vững các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ (ảnh thật/ảo, lớn hơn/nhỏ hơn vật, cùng chiều/ngược chiều).
Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về vai trò của tia tới đi qua tiêu điểm trong việc tạo ảnh qua thấu kính hội tụ. Việc nắm vững kiến thức này sẽ giúp bạn tự tin hơn trong việc giải các bài tập quang hình học và hiểu sâu sắc hơn về bản chất của hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
