Thấu kính hội tụ là gì? Các đặc điểm của thấu kính hội tụ?

1. Thấu kính hội tụ là gì?  

Thấu kính hội tụ được biết đến là một thấu kính màu trong suốt, có rìa mỏng hơn phần giữa. Chúng thường được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.  Đây là một thấu kính mà chùm sáng sau khi đi qua kính sẽ hội tụ về một điểm.  

Ngoài khái niệm nêu trên, thấu kính hội tụ còn có những khái niệm liên quan (các khái niệm liên quan đến cấu tạo của kính):

– Trục chính của thấu kính: là đường thẳng đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt thấu kính.

– Quang tâm O: là điểm chính giữa thấu kính, mọi tia sáng đi qua quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.

– Tiêu điểm của thấu kính: là điểm hội tụ của chùm tia sáng đi qua thấu kính hoặc phần kéo dài của chúng.

– Tiêu cự: là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính

2. Đặc điểm của thấu kính hội tụ:

2.1. Tia sáng qua thấu kính:

Tia sáng tới thấu kính gọi là tia tới, tia ló ra là tia khúc xạ qua thấu kính.  Khi tia tới quang tâm thì tia phản xạ tiếp tục truyền ngược hướng với  tia tới.  Tia tới song song với trục chính sẽ ló qua tiêu điểm.  Tia tới đi qua tiêu điểm vật thì ló ra song song với trục chính. 

2.2. Hình dạng  thấu kính hội tụ:

Một thấu kính hội tụ được giới hạn bởi hai mặt cầu (mặt cầu có thể là mặt phẳng). Viền ngoài sẽ mỏng hơn ở giữa. 

2.3. Vật liệu dùng để chế tạo thấu kính hội tụ:

Có nhiều vật liệu có thể dùng để chế tạo thấu kính hội tụ.  Thông thường nó được làm bằng vật liệu trong suốt, thường là nhựa hoặc thủy tinh.  ống kính nhựa 

Nó là vật liệu tốt nhất để làm thấu kính hội tụ vì nó dễ sử dụng cho mọi đối tượng. Thấu kính  nhựa còn được gọi là thủy tinh hữu cơ. Vì loại này thường được sử dụng trong sản xuất kính trẻ em hoặc khi luyện tập thể thao bởi sự thoải mái cũng như nhẹ cũng như khả năng chống vỡ cực cao.

Những thấu kính này được làm bằng thủy tinh khoáng tự nhiên chất lượng tốt, chất lượng chuyên nghiệp và là tiêu chuẩn cho các sản phẩm này. Với loại tròng này, người tiêu dùng sẽ tiết kiệm được chi phí hơn so với việc sử dụng tròng nhựa, đặc biệt nó có khả năng chống xước cực cao và phù hợp với những trường hợp  loạn dưỡng nặng. 

3. Thấu kính được làm từ chất liệu gì?

Có rất nhiều chất liệu có thể được sử dụng để tạo nên thấu kính. Thông thường chúng được làm từ chất liệu trong suốt, có thể là nhựa hoặc là thủy tinh.

– Thấu kính bằng thủy tinh:

Những loại thấu kính được lựa chọn làm bằng thủy tinh từng là tiêu chuẩn cho các sản phẩm này. Thủy tinh khoáng tự nhiên chất lượng tốt, được phân loại vô cùng chuyên nghiệp. Hiện nay, chúng vẫn có chỗ đứng trên thị trường và được một bộ phận người sử dụng tìm mua. Lý do là bởi chúng có khả năng chống xước vô cùng tốt và đặc biệt. 

Với loại thấu kính này, người tiêu dùng có thể an tâm rằng khi đã dùng, chúng ít tốn kém hơn so với những loại thấu kính sử dụng bằng nhựa. Đặc biệt hơn, chúng còn phù hợp đối với những trường hợp bị loạn dưỡng nặng. Thấu kính này có khả năng cung cấp, hiệu chỉnh lại tốt nhất với thấu kính mỏng tương đối. Đây được cho là một khía cạnh thẩm mỹ xứng đáng với số tiền bỏ ra, không thể xem thường được.

– Thấu kính hội tụ bằng nhựa:

Những loại thấu kính hội tụ bằng nhựa, chất dẻo hay còn có tên gọi khác là thủy tinh hữu cơ. Đây được coi là loại kính tốt nhất, dễ sử dụng nhất cho tất cả mọi người. Chúng được ứng dụng trong nhiều trường hợp khác nhau, ví dụ kính cho trẻ em hoặc sử dụng khi chơi thể thao. Cảm giác khi đeo chiếc kính này là vô cùng nhẹ và thoải mái.

4. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính hội tụ:

Dưới đây là các khái niệm về thấu kính hội tụ cần ghi nhớ

Trục dài của thấu kính hội tụ 

Trục chính của thấu kính hội tụ là tia ló, có thể truyền trực tiếp qua vật và không  đổi phương khi đi qua thấu kính.  Quang tâm của thấu kính hội tụ 

Đối với thấu kính hội tụ, quang tâm là điểm mà mọi tia sáng tới điểm này đều có thể truyền theo đường thẳng và không bị lệch. Quang tâm được kí hiệu là O. Tiêu điểm của thấu kính hội tụ 

Tiêu điểm của thấu kính hội tụ được kí hiệu là F. Chúng có chùm tia ló hội tụ tại một điểm và chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính.  Hệ thống truyền ba tia  đặc biệt như sau: 

Khi tia tới đi qua quang tâm O thì tia phản xạ  truyền theo đường thẳng.  Tia tới song song với trục chính thì tia phản xạ đi qua tiêu điểm F’. 

Các tia ló qua tiêu điểm F  song song với trục chính.  Tiêu cự  thấu kính hội tụ 

Trong đó tiêu cự của thấu kính hội tụ là khoảng cách từ tiêu điểm F của thấu kính đến quang tâm O của thấu kính, kí hiệu là f và  đo bằng cm.  

5. Cách nhận biết thấu kính hội tụ:

Để có thể nhận biết thấu kính hội tụ, các em có thể tham khảo 3 cách dưới đây. 

– Dùng tay để nhận biết được chúng qua độ dày của phần trung tâm và độ dày phần rìa. Nếu phần rìa của thấu kính đó mỏng hơn so với phần trung tâm, thì đó là thấu kính hội tụ.

– Đưa thấu kính gần vào dòng chữ trên sách. Nếu thấu kính có thể làm cho dòng chữ nhìn qua thấu kính lớn hơn so với nhìn trực tiếp trên sách thì đó chính là thấu kính hội tụ.

– Dùng thấu kính hứng ánh sáng. Dùng thấu kính hứng ánh sáng ngọn đèn đặt ở xa lên màn hứng. Nếu chùm sáng đó hội tụ trên màn thì đó chính là thấu kính hội tụ.

6. Ứng dụng của thấu kính hội tụ trong đời sống:

Đối với thấu kính hội tụ, chúng được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau trong đời sống. Không khó để tìm được một sản phẩm trong gia đình, đồ dùng học tập có ứng dụng thấu kính hội tụ khi sản xuất. Có thể kể đến một số ứng dụng cơ bản của thấu kính hội tụ trong cuộc sống như sau: 

– Thay đổi chùm tia từ song song thành chùm tia sáng hội tụ.

– Dùng làm vật kính và thị kính ở kính hiển vi hoặc kính thiên văn.

– Dùng làm kính ở máy ảnh.

– Dùng làm kính lúp.

– Dùng làm kính chữa tật viễn thị, lão thị. 

– Đôi khi thấu kính hội tụ còn được sử dụng trong nhiều trường hợp khẩn cấp như tạo ra lửa.

7. Một số bài tập thấu kính hội tụ lớp 9 kèm đáp án:

Câu 1: Một thấu kính hội tụ biến chùm tia tới song song thành chùm tia nào?

A. Tia phản xạ.

B. Chùm hội tụ.

C. Chùm tia phân kì.

D. Một loe sáng song song khác.

Đáp án: B. Chùm hội tụ.

Câu 2: Khi tia tới đi qua quang tâm của một thấu kính hội tụ cho tia phản xạ?

A. Đi qua tiêu điểm và đi qua quang tâm

B. Song song với trục chính và đi qua tiêu điểm

C. Phương truyền thẳng theo phương của tia tới

D. Có một đường kéo dài qua tiêu điểm

Đáp án: C. Phương truyền thẳng theo phương của tia tới

Câu 3 : Chọn đáp áp đúng nhất, vật liệu nào thường được dùng để chế tạo thấu kính?

A. Kính trong

B. Nhựa mờ đục

C. Nhôm

D. Nước

Đáp án: A. Kính trong

Câu 4 : Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về thấu kính hội tụ?

A. Trục chính của thấu kính là một đoạn thẳng bất kỳ dài vô hạn.

B. Quang tâm của thấu kính cách đều hai tiêu điểm.

C. Tiêu điểm của thấu kính phụ thuộc vào diện tích của thấu kính.

D. Khoảng cách giữa hai tiêu điểm gọi là tiêu cự của thấu kính.

Đáp án B: Quang tâm của thấu kính cách đều hai tiêu điểm.