Độ phóng đại của thấu kính là gì?
Độ phóng đại của thấu kính cho biết ảnh trông lớn hơn hay nhỏ hơn vật ban đầu bao nhiêu lần. Nó được định nghĩa là tỉ số giữa khoảng cách ảnh và khoảng cách vật, kèm theo dấu âm để biểu thị chiều của ảnh: \(m = -d_i/d_o\). Độ phóng đại bằng 2 nghĩa là ảnh cao gấp đôi vật; độ phóng đại bằng 0,5 nghĩa là ảnh chỉ cao bằng một nửa vật. Mối quan hệ này là nền tảng trong quang học, được áp dụng cho máy ảnh, kính hiển vi, máy chiếu và kính điều chỉnh thị lực.
Cách sử dụng máy tính này
Nhập khoảng cách vật (\(d_o\)) — khoảng cách từ vật đến thấu kính — và khoảng cách ảnh (\(d_i\)) — vị trí nơi ảnh được tạo ra. Cả hai đều tính bằng xăng-ti-mét (bạn có thể dùng bất kỳ đơn vị nào, miễn là thống nhất). Máy tính sẽ trả về độ phóng đại có dấu, độ lớn của nó, và cho biết ảnh thuận chiều hay ngược chiều. Hãy dùng quy ước dấu chuẩn: ảnh thật tạo ở phía bên kia thấu kính có \(d_i\) dương, dẫn đến độ phóng đại âm (ảnh ngược chiều).
Giải thích công thức
Công thức độ phóng đại của thấu kính mỏng là $$m = -\frac{\text{Khoảng cách ảnh (cm)}}{\text{Khoảng cách vật (cm)}}$$ Dấu trừ chỉ là một quy ước về dấu để theo dõi chiều của ảnh. Khi cả hai khoảng cách đều dương (trường hợp điển hình của ảnh thật từ thấu kính hội tụ), \(m\) sẽ ra âm, nghĩa là ảnh bị lật ngược. Khi \(m\) dương, ảnh thuận chiều, giống như ảnh ảo tạo bởi kính lúp. Giá trị tuyệt đối \(|m|\) cho biết tỉ lệ độ lớn giữa chiều cao ảnh và chiều cao vật.
Ví dụ minh họa
Giả sử một vật được đặt cách thấu kính 20 cm và một ảnh thật được tạo ra ở phía sau, cách thấu kính 60 cm. Khi đó $$m = -\frac{d_i}{d_o} = -\frac{60}{20} = -3$$ Ảnh lớn gấp ba lần vật và bị lật ngược, bởi vì độ phóng đại mang dấu âm.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao độ phóng đại lại âm? Giá trị âm cho biết ảnh bị lật ngược so với vật. Giá trị dương nghĩa là ảnh thuận chiều.
Độ phóng đại nằm trong khoảng từ 0 đến 1 nghĩa là gì? Ảnh nhỏ hơn vật — tức là đã bị thu nhỏ, giống như khi máy ảnh chụp một cảnh ở xa.
Tôi có thể dùng mét hoặc inch không? Có. Độ phóng đại là một tỉ số, nên đơn vị nào cũng được, miễn là cả hai khoảng cách dùng chung một đơn vị.
