Giải Bài 3 trang 49 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Nhắc lại bản chất hai phương pháp:

- *Phương án mở đầu (đo trực tiếp):* chiếu chùm sáng song song (ví dụ ánh sáng Mặt Trời) tới thấu kính, chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm chính $F$. Đặt màn tại đó rồi đo trực tiếp khoảng cách $OF$, ta được tiêu cự $f = OF$.
- *Phương pháp Silbermann:* dịch chuyển vật và màn cho tới khi thu được ảnh thật ngược chiều bằng vật. Khi đó vật và màn đều cách thấu kính một khoảng $2f$, nên khoảng cách vật – màn là $L = 4f$, suy ra $f = \dfrac{L}{4}$.

a) Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp Silbermann

- *Ưu điểm:*
+ Không cần nguồn sáng ở rất xa để tạo chùm tia song song; chỉ cần một vật sáng (chữ F, khe sáng…) đặt gần, nên dễ bố trí trong phòng học.
+ Vị trí "ảnh bằng vật" được xác định khá chính xác vì ta chỉ việc so sánh độ lớn ảnh với vật.
+ Đo khoảng cách lớn $L = 4f$ rồi chia 4; khoảng cách đo càng lớn thì sai số tương đối càng nhỏ, kết quả chính xác hơn.

- *Nhược điểm:*
+ Phải dịch chuyển, căn chỉnh cả vật lẫn màn nhiều lần nên mất thời gian, thao tác phức tạp hơn.
+ Khó xác định thật đúng lúc ảnh bằng đúng vật (phải quan sát, ước lượng và điều chỉnh tỉ mỉ).

b) Ưu điểm và nhược điểm của phương án đo trực tiếp $OF$

- *Ưu điểm:*
+ Cách làm đơn giản, nhanh gọn, đo thẳng theo đúng định nghĩa tiêu cự.

- *Nhược điểm:*
+ Cần chùm tia tới song song, tức nguồn sáng ở rất xa (Mặt Trời, vật ở vô cực); điều kiện này khó bảo đảm, chùm tia khó thật sự song song.
+ Khó xác định chính xác vị trí tiêu điểm $F$ (vị trí ảnh rõ, nhỏ nhất) nên dễ đặt sai vị trí màn.
+ Chỉ đo một khoảng nhỏ $f$, khoảng đo ngắn nên sai số tương đối lớn, kết quả kém chính xác hơn.

Kết luận: Phương pháp Silbermann cho kết quả chính xác hơn và không cần nguồn sáng ở xa, nhưng thao tác phức tạp và lâu hơn; phương án đo trực tiếp thì đơn giản, nhanh nhưng phụ thuộc chùm sáng song song, khó xác định đúng tiêu điểm và sai số lớn hơn.

Đáp số