Giải Bài 2 trang 48 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

a) Dựng ảnh của vật AB

Vật $AB$ đặt vuông góc với trục chính, $A$ nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng $d = 2f$.

Để dựng ảnh $B'$ của điểm $B$, ta vẽ hai trong ba tia sáng đặc biệt xuất phát từ $B$:

- Tia 1: Tia tới song song với trục chính, sau khi qua thấu kính cho tia ló đi qua tiêu điểm $F'$ ở phía bên kia thấu kính.
- Tia 2: Tia tới đi qua quang tâm $O$ thì truyền thẳng, không đổi phương.

Hai tia ló cắt nhau tại điểm $B'$. Đó là ảnh của điểm $B$. Từ $B'$ hạ đường vuông góc xuống trục chính, cắt trục chính tại $A'$. Ta được ảnh $A'B'$ của vật $AB$.

Vì hai tia ló thực sự cắt nhau nên $A'B'$ là ảnh thật, ngược chiều với vật và hứng được trên màn.

b) So sánh kích thước ảnh với vật

Xét tia đi qua quang tâm $O$: hai tam giác $OAB$ và $OA'B'$ bằng nhau (có các góc đối đỉnh tại $O$ và các góc vuông ở $A$, $A'$).

Theo hình vẽ, khi vật đặt cách thấu kính $d = 2f$ thì ảnh cũng hiện ở phía bên kia và cách thấu kính một khoảng $d' = 2f$, tức là $OA' = OA = 2f$.

Do đó hai tam giác vuông $OAB$ và $OA'B'$ có:

$$OA = OA' = 2f$$

nên chúng bằng nhau, suy ra:

$$A'B' = AB = h$$

Vậy ảnh có độ cao bằng độ cao của vật (ảnh lớn bằng vật).

Kiểm tra lại: Với thấu kính hội tụ, khi đặt vật ở vị trí $d = 2f$ thì ảnh là ảnh thật, ngược chiều và có độ lớn đúng bằng vật — phù hợp với kết quả dựng ảnh ở trên. Đây cũng chính là cơ sở của phép đo tiêu cự: dịch chuyển vật và màn sao cho ảnh rõ nét và cao bằng vật, khi đó $d = d' = 2f$, suy ra $f = \dfrac{d}{2}$.

Đáp số