Với lời giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp sách Cánh diều hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 9 dễ dàng trả lời câu hỏi và làm bài tập KHTN 9 Bài 6.

Giải KHTN 9 Cánh diều Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Video Giải Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cô Dương Yến (Giáo viên VietJack)

Giải KHTN 9 trang 33

Quan sát bông hoa qua thấu kính hội tụ, ta thấy bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Mở đầu trang 33 Bài 6 KHTN 9: Quan sát bông hoa qua thấu kính hội tụ, ta thấy bông hoa lớn hơn so với khi nhìn trực tiếp (hình 6.1). Vì sao lại như vậy?

Trả lời:

Vì kính lúp có tác dụng phóng đại ảnh của vật khi nhìn qua kính lúp.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Lấy ví dụ về các trường hợp nhìn được ảnh của vật qua thấu kính trong thực tế.

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 1 trang 33 KHTN 9: Lấy ví dụ về các trường hợp nhìn được ảnh của vật qua thấu kính trong thực tế.

Trả lời:

- Người bị cận thị đeo thấu kính phân kì có thể nhìn vật ở xa.

- Người bị mắt lão, mắt viễn thị đeo thấu kính hội tụ để nhìn được những vật ở gần.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Vẽ ảnh của điểm sáng S và vật sáng AB vào vở trong một số trường hợp sau

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Luyện tập 1 trang 34 KHTN 9: Vẽ ảnh của điểm sáng S và vật sáng AB vào vở trong một số trường hợp sau:

Trong mỗi trường hợp, chỉ ra đâu là ảnh thật, đâu là ảnh ảo. Nhận xét về chiều và độ lớn của ảnh so với vật.

Trả lời:

Ở trường hợp này, cho S’ là ảnh ảo, cùng chiều vật, lớn hơn vật.

Ở trường hợp này, ảnh thật, ngược chiều vật, lớn bằng vật.

Ở trường hợp này, ảnh ảo, cùng chiều vật, nhỏ hơn vật.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Từ kết quả xác định ảnh trong mỗi trường hợp trên, nêu điều kiện về vị trí đặt vật

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Luyện tập 2 trang 34 KHTN 9: Từ kết quả xác định ảnh trong mỗi trường hợp trên, nêu điều kiện về vị trí đặt vật trước thấu kính để có ảnh thật hoặc ảnh ảo.

Trả lời:

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Tìm hiểu và vẽ ảnh của vật sáng AB không vuông góc với trục chính của thấu kính ở hình 6.4

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 2 trang 34 KHTN 9: Tìm hiểu và vẽ ảnh của vật sáng AB không vuông góc với trục chính của thấu kính ở hình 6.4.

Trả lời:

- Bước 1: Ta cần dựng đường thẳng vuông góc đi qua tiêu điểm chính F, đó là đường tiêu diện chứa các tiêu điểm trên trục phụ.

- Bước 2: Vẽ tia sáng BI tới thấu kính cắt thấu kính tại điểm I.

- Bước 3: Kẻ trục phụ đi qua quang tâm O song song với tia tới BI và cắt tiêu diện tại F₁.

- Bước 4: Nối điểm I với F₁ và kéo dài IF₁ trên đường truyền.

- Bước 5: Dựng tiếp BO tia sáng đi qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng cắt IF₁ tại đâu thì đó là B’ là ảnh của B.

- Bước 6: Vẽ tia sáng AK tới thấu kính cắt thấu kính tại điểm K

- Bước 7: Kẻ trục phụ đi qua quang tâm O sao cho song song với tia tới AK và cắt tiêu diện tại F₂.

- Bước 8: Nối điểm K với F₂ và kéo dài KF₂ trên đường truyền.

- Bước 9: Dựng tiếp AO tia sáng đi qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng cắt KF­₂ tại đâu thì đó là A’ là ảnh của A.

Nối B’ với A’ ta được A’B’ là ảnh thật, ngược chiều AB, lớn hơn AB.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Chuẩn bị. Nguồn điện và dây nối, nguồn sáng, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Thực hành trang 35 KHTN 9: Chuẩn bị

Nguồn điện và dây nối, nguồn sáng, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, vật sáng (khe chữ F), màn chắn.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

Thí nghiệm 1. Thấu kính hội tụ

a. Khoảng cách từ vật đến thấu kính lớn hơn tiêu cự

- Lắp đặt dụng cụ như hình 6.5.

- Dịch chuyển thấu kính sao cho khoảng cách từ khe chữ F đến thấu kính lớn hơn tiêu cự được ghi trên thấu kính.

- Dịch chuyển màn chắn để tìm vị trí cho ảnh rõ nét trên đó (có thể quan sát rõ các chi tiết nhỏ trên ảnh).

- Bỏ màn chắn, đặt mắt ở vị trí thích hợp, đón chùm sáng ló.

- Mô tả tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt.

b. Khoảng cách vật đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự

- Dịch chuyển thấu kính sao cho khoảng cách từ khe chữ F đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự của thấu kính.

- Dịch chuyển màn chắn để tìm vị trí cho ảnh rõ nét trên đó.

- Bỏ màn chắn, đặt mắt ở vị trí thích hợp, đón chùm sáng ló.

- Mô tả tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp bằng mắt.

Thí nghiệm 2. Thấu kính phân kì

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Thay thấu kính hội tụ ở hình 6.5 bằng thấu kính phân kì.

- Dịch chuyển thấu kính phân kì tới một số vị trí khác nhau. Ứng với mỗi vị trí đó, dịch chuyển màn chắn để tìm vị trí cho ảnh rõ nét trên đó. Sau đó, bỏ màn chắn, đặt mắt phía sau ở vị trí thích hợp, đón chùm sáng ló.

- Mô tả tính chất ảnh quan sát được khi dùng màn chắn và khi quan sát trực tiếp được bằng mắt.

So sánh tính chất ảnh trong các trường hợp trên với kết quả ở bảng 6.1.

Trả lời:

Thí nghiệm 1: Thấu kính hội tụ

Dịch chuyển thấu kính sao cho khoảng cách từ khe chữ F đến thấu kính lớn hơn tiêu cự thấu kính, ta quan sát thu được ảnh thật, ngược chiều vật:

f < d < 2f thì ảnh lớn hơn vật.

d = 2f thì ảnh bằng vật.

d > 2f thì ảnh nhỏ hơn vật.

Thí nghiệm 2: Thấu kính phân kì

Dịch chuyển thấu kính tới một số vị trí khác nhau. Tại các vị trí khác nhau đó ta đều không thu được ảnh trên màn chắn.

- Kết quả thu được ở 2 thí nghiệm khớp với kết quả ở bảng 6.1.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Khi dịch chuyển màn chắn trong thí nghiệm trên, trường hợp nào không tìm được vị trí

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 3 trang 35 KHTN 9: Khi dịch chuyển màn chắn trong thí nghiệm trên, trường hợp nào không tìm được vị trí cho ảnh rõ nét trên màn chắn?

Trả lời:

- Đối với thấu kính hội tụ khi dịch chuyển thấu kính sao cho khoảng cách từ khe chữ F đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự được ghi trên thấu kính thì ta không thu được ảnh trên màn chắn vì khi đó ảnh của vật là ảnh ảo.

- Đối với thấu kính phân kì khi dịch chuyển thấu kính tại mọi vị trí khác nhau ta đều không thu được ảnh trên màn chắn vì thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo của vật.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Ở hình 6.3, chỉ ra các cặp tam giác đồng dạng. Viết các tỉ số đồng dạng

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 4 trang 36 KHTN 9: Ở hình 6.3, chỉ ra các cặp tam giác đồng dạng. Viết các tỉ số đồng dạng của mỗi cặp tam giác đó.

Trả lời:

- Các cặp tam giác đồng dạng:

+ $\Delta OAB~\Delta OA\text{'}B\text{'}$ (tam vuông có góc nhọn bằng nhau)

Tỉ số đồng dạng: $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}=\frac{OB\text{'}}{OB}$

+ $\Delta FA\text{'}B\text{'}~\Delta FOI$ (tam vuông có góc nhọn bằng nhau)

Tỉ số đồng dạng: $\frac{FA\text{'}}{FO}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{OI}=\frac{FB\text{'}}{FI}$

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10 cm. Đặt vật ở đâu để thu được ảnh

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Luyện tập 3 trang 36 KHTN 9: Một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 10 cm. Đặt vật ở đâu để thu được ảnh cao bằng vật? Nhận xét tính chất ảnh.

Trả lời:

Vì $\Delta OAB~\Delta OA\text{'}B\text{'}$ (tam vuông có góc nhọn bằng nhau)

Nên $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}=1\Rightarrow OA\text{'}=OA$

Vì $\Delta FA\text{'}B\text{'}~\Delta FOI$ (tam vuông có góc nhọn bằng nhau)

Tỉ số đồng dạng: $\frac{FO}{FA\text{'}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}\iff \frac{FO}{A\text{'}O-FO}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}$ (OI = AB vì OIBA hình chữ nhật)

$\Rightarrow \frac{FO}{OA\text{'}-OF}=1\Rightarrow OA\text{'}=2OF=2.10=20cm$

Vậy cần đặt vật ở vị trí d = 20 cm thì cho ảnh cao bằng vật.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Đặt một vật cao 8 mm trước thấu kính hội tụ. Ảnh hứng được trên màn cách thấu kính

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Luyện tập 4 trang 36 KHTN 9: Đặt một vật cao 8 mm trước thấu kính hội tụ. Ảnh hứng được trên màn cách thấu kính 12 cm, cao 3,2 cm, vuông góc trục chính.

a. Xác định khoảng cách từ vật tới thấu kính.

b. Tìm tiêu cự của thấu kính.

Trả lời:

Ta có: OA’ = 12 cm, A’B’ = 3,2 cm, AB = 8 mm = 0,8 cm

a. Vì $\Delta OAB~\Delta OA\text{'}B\text{'}$(tam vuông có góc nhọn bằng nhau). Suy ra $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}$

Khoảng cách từ vật tới thấu kính là: $OA=\frac{OA\text{'}.AB}{A\text{'}B\text{'}}=\frac{12.0,8}{3,2}=3cm$

b. Vì $\Delta FA\text{'}B\text{'}~\Delta FOI$ (tam vuông có góc nhọn bằng nhau)

Tỉ số đồng dạng: $\frac{FO}{FA\text{'}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}\iff \frac{FO}{A\text{'}O-FO}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}$ (OI = AB vì OIBA hình chữ nhật)

$\Rightarrow \frac{FO}{A\text{'}O-FO}=\frac{0,8}{3,2}=\frac{1}{4}\Rightarrow 5FO=A\text{'}O$

Tiêu cự của thấu kính là $FO=\frac{A\text{'}O}{5}=\frac{12}{5}=2,4cm$

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Dựa vào hình vẽ, em chứng tỏ trong trường hợp vật cách thấu kính d = 2f

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 5 trang 37 KHTN 9: Dựa vào hình vẽ, em chứng tỏ trong trường hợp vật cách thấu kính d = 2f thì ảnh cách thấu kính d' = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

Trả lời:

Cách 1:

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: $\Delta BAO$ và $\Delta B\text{'}A\text{'}O$ có:

+ OB = OB'

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

Vậy $\Delta BAO=\Delta B\text{'}A\text{'}O$ (cạnh huyền – góc nhọn)

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

Suy ra A’B’ = AB (ảnh có độ cao bằng vật).

Cách 2:

Dựa vào hình vẽ, ta nhận thấy:

OA' = 6 ô = 2.OF hay d' = 2f

A'B' = 2 ô = AB

Vậy, vật cách thấu kính d = 2f thì ảnh cách thấu kính d' = 2f và ảnh có độ cao bằng vật.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Thực hành trang 37 KHTN 9: Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Trả lời:

Báo cáo thực hành

Ngày … tháng … năm

Tên thí nghiệm: Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.

Tên học sinh/ nhóm học sinh: ………………..

1. Mục đích thí nghiệm: Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

Dụng cụ: Nguồn sáng, vật sáng (khe chữ F), thấu kính hội tụ, màn chắn, giá quang học.

3. Các bước tiến hành

- Bố trí dụng cụ như hình 6.5, đặt màn chắn và vật sát thấu kính.

- Dịch màn chắn và vật ra xa thấu kính với d = d’ cho đến khi có ảnh rõ nét trên màn và chiều cao của ảnh bằng chiều cao của vật.

- Đo, ghi khoảng cách giữa vật và ảnh theo bảng 6.2.

- Lặp lại các bước thí nghiệm thêm 2 lần và ghi lại kết quả theo bảng 6.2.

Tính giá trị trung bình của khoảng cách giữa vật và ảnh AA’.

$\overline{AA\text{'}}=\frac{l_1+l_2+l_3}{3}$

Từ đó, tính tiêu cự của thấu kính và so sánh với giá trị tiêu cự được ghi trên thấu kính.

$\overline{f}=\frac{\overline{AA\text{'}}}{4}$

Thảo luận khi làm thí nghiệm, cần chú ý điều gì để kết quả đo khoảng cách giữa vật và ảnh AA’ được chính xác?

4. Kết quả:

Bảng 6.2. Kết quả thí nghiệm đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Giá trị trung bình của khoảng cách giữa vật và ảnh AA’:

$\overline{AA\text{'}}=\frac{l_1+l_2+l_3}{3}=\frac{396+400+404}{3}=400\left(mm\right)$

Tiêu cự của thấu kính:

$\overline{f}=\frac{\overline{AA\text{'}}}{4}=\frac{400}{4}=100\left(mm\right)$

5. Nhận xét:

- Tiêu cự của thấu kính bằng với giá trị tiêu cự được ghi trên thấu kính.

- Để kết quả đo khoảng cách giữa vật và ảnh AA’ được chính xác: Xê dịch đồng thời vật và màn ảnh ra xa dần thấu kính, nhưng phải luôn luôn giữ sao cho d = d', cho đến khi thu được một ảnh rõ nét, cao bằng vật.

6. Kết luận:

Khi vật ở vị trí cách thấu kính d = 2f ta thu được khoảng cách từ ảnh tới thấu kính d’ = 2f, ảnh có độ cao bằng vật và tiêu cự $f=\frac{d+d\text{'}}{4}=\frac{AA\text{'}}{4}$.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Nêu một số trường hợp dùng kính lúp

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Câu hỏi 6 trang 38 KHTN 9: Nêu một số trường hợp dùng kính lúp.

Trả lời:

Một số trường hợp dùng kính lúp:

- Đọc sách chữ nhỏ.

- Sửa chữa đồng hồ, máy tính, ….

- Quan sát côn trùng nhỏ (kiến, bọ chó, …)

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Người già thường đeo kính là thấu kính hội tụ để đọc sách. Nếu thấu kính có tiêu cự f = 50 cm

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Vận dụng trang 38 KHTN 9: Người già thường đeo kính là thấu kính hội tụ để đọc sách. Nếu thấu kính có tiêu cự f = 50 cm thì cần đặt sách cách thấu kính bao nhiêu để ảnh của các dòng chữ trên sách cách thấu kính 50 cm?

Trả lời:

Theo đề bài ta có: OF = f = 50 cm, OA’ = 50 cm.

- Xét 2 tam giác: $\Delta ABO$ và $\Delta A\text{'}B\text{'}O$có:

Góc O chung

$\widehat{B\text{'}A\text{'}O}=\widehat{BAO}={90}^0$

$\Rightarrow \Delta ABO~\Delta A\text{'}B\text{'}O$ (tam giác vuông có 1 góc bằng nhau)

$\Rightarrow \frac{AO}{A\text{'}O}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}$ (1)

- Xét 2 tam giác: $\Delta OIF\text{'}$ và $\Delta A\text{'}B\text{'}F\text{'}$ có:

Góc F’ chung

$\widehat{B\text{'}A\text{'}F\text{'}}=\widehat{IOF\text{'}}={90}^0$

$\Rightarrow \Delta OIF\text{'}~\Delta A\text{'}B\text{'}F\text{'}$ (tam giác vuông có 1 góc bằng nhau)

$\Rightarrow \frac{IO}{A\text{'}B\text{'}}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}=\frac{OF\text{'}}{A\text{'}F\text{'}}=\frac{OF\text{'}}{OA\text{'}+OF\text{'}}$ (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow \frac{AO}{A\text{'}O}=\frac{OF\text{'}}{OA\text{'}+OF\text{'}}$

Vật cần đặt sách cách thấu kính một khoảng để OA’ = 50 cm là

$OA=\frac{OA\text{'}.OF\text{'}}{OA\text{'}+OF\text{'}}=\frac{50.50}{50+50}=25cm$

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác:

Chuẩn bị. Một số kính lúp, một vài mẫu vật nhỏ sợi tóc, các vết nứt trên bề mặt vật

Khoa học tự nhiên 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp - Cánh diều

Thực hành trang 38 KHTN 9: Chuẩn bị

Một số kính lúp, một vài mẫu vật nhỏ (sợi tóc, các vết nứt trên bề mặt vật …).

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Đặt vật cần quan sát lên mặt tờ giấy trắng.

- Dịch chuyển kính lúp đến vị trí sao cho:

+ Khoảng cách từ vật đến kính lúp nhỏ hơn tiêu cự.

+ Khoảng cách từ vật đến kính lúp bằng tiêu cự.

- Trong mỗi trường hợp, đặt mắt ở vị trí thích hợp để nhìn rõ ảnh của vật. Mô tả tính chất ảnh quan sát được.

Trả lời:

- Khoảng cách từ vật đến kính lúp nhỏ hơn tiêu cự:

Ảnh quan sát được là ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật.

- Khoảng cách từ vật đến kính lúp bằng tiêu cự:

Không thu được ảnh.

Lời giải KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp hay khác: