Phương Trình Thấu Kính Mỏng Là Gì?
Phương trình thấu kính mỏng mô tả cách một thấu kính tạo ảnh. Nó liên hệ ba đại lượng: tiêu cự f của thấu kính, khoảng cách từ vật đến thấu kính dₒ, và khoảng cách từ thấu kính đến ảnh dₕ. Máy tính này giải ra khoảng cách ảnh và độ phóng đại, giúp bạn dự đoán ảnh sẽ xuất hiện ở đâu và liệu ảnh được phóng to, thu nhỏ, cùng chiều hay ngược chiều với vật.
Cách Sử Dụng
Nhập tiêu cự và khoảng cách vật bằng cùng một đơn vị (xăng-ti-mét là đơn vị thường gặp trong các bài toán quang học). Thấu kính hội tụ (lồi) có tiêu cự dương; thấu kính phân kỳ (lõm) có tiêu cự âm. Máy tính sẽ tự động trả về khoảng cách ảnh và độ phóng đại.
Giải Thích Công Thức
Công thức chủ đạo là $$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}$$ Biến đổi để tìm khoảng cách ảnh: $$\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o}$$ Độ phóng đại được tính bằng $$M = -\frac{d_i}{d_o}$$ Khi \(d_i\) dương, ảnh thật tạo thành ở phía bên kia của thấu kính; khi \(d_i\) âm, ảnh ảo tạo thành ở cùng phía với vật. Giá trị \(M\) âm cho biết ảnh ngược chiều, còn \(M\) dương cho biết ảnh cùng chiều với vật.
Ví Dụ Minh Họa
Giả sử một thấu kính hội tụ có \(f = 10\) cm và vật đặt cách thấu kính \(d_o = 30\) cm. Khi đó $$\frac{1}{d_i} = \frac{1}{10} - \frac{1}{30} = \frac{3}{30} - \frac{1}{30} = \frac{2}{30}$$ nên \(d_i = 15\) cm. Độ phóng đại là $$M = -\frac{15}{30} = -0{,}5$$ nghĩa là ảnh thật, ngược chiều và có kích thước bằng một nửa vật.
Câu Hỏi Thường Gặp
Quy ước dấu được sử dụng là gì? Khoảng cách đo theo chiều ánh sáng truyền đi mang giá trị dương. Ảnh thật và thấu kính hội tụ cho giá trị dương; ảnh ảo và thấu kính phân kỳ cho giá trị âm.
Độ phóng đại âm có ý nghĩa gì? Độ phóng đại âm nghĩa là ảnh ngược chiều so với vật. Giá trị tuyệt đối cho biết tỉ lệ kích thước giữa ảnh và vật.
Có dùng được cho gương không? Phương trình gương có dạng giống hệt, nên bạn cũng có thể áp dụng cho gương mỏng, miễn là lưu ý quy ước dấu riêng của gương.
