a) Dựng ảnh và nêu đặc điểm của ảnh
Để xác định loại thấu kính và đặc điểm của ảnh, ta cần biết thêm thông tin:
- Ảnh thật hay ảnh ảo: Nếu ảnh nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật thì đó là ảnh ảo, ngược lại là ảnh thật.
- Vị trí của ảnh: Ảnh có nằm cùng phía với vật so với thấu kính hay khác phía.
Tuy nhiên, dựa vào dữ kiện đã cho, ta có thể đưa ra một số nhận xét:
- Ảnh nhỏ hơn vật: Điều này cho thấy thấu kính có thể là thấu kính phân kì. Vì thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật.
- Ảnh cách thấu kính một đoạn: Để tính được khoảng cách này, ta cần sử dụng công thức thấu kính.
Dựng ảnh:
- Vẽ một đường thẳng đứng biểu diễn trục chính của thấu kính.
- Đặt điểm F (tiêu điểm) ở bên phải thấu kính (nếu là thấu kính phân kì).
- Vẽ vật AB vuông góc với trục chính, cách thấu kính 15cm.
- Từ đỉnh A của vật, kẻ hai tia sáng:
- Tia sáng thứ nhất song song với trục chính, khi đi qua thấu kính sẽ cho tia ló đi qua tiêu điểm F'.
- Tia sáng thứ hai đi qua quang tâm O, tia ló sẽ tiếp tục truyền thẳng.
- Giao điểm của hai tia ló là ảnh A' của A. Kẻ A'B' vuông góc với trục chính, ta được ảnh A'B' của AB.
Đặc điểm ảnh:
- Ảnh ảo: Vì ảnh và vật nằm cùng phía so với thấu kính.
- Nhỏ hơn vật: Tỉ lệ giữa ảnh và vật là 1/2.
- Cùng chiều với vật: Ảnh và vật cùng chiều nhau.
b) Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và tiêu cự của thấu kính
Gọi:
- d: khoảng cách từ vật đến thấu kính (d = 15cm)
- d': khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
- f: tiêu cự của thấu kính
- k: độ phóng đại của ảnh (k = -d'/d = -1/2)
Công thức thấu kính mỏng: 1/f = 1/d + 1/d'
Thay số: 1/f = 1/15 + 1/d'
Từ k = -d'/d, ta có d' = -d/2 = -7.5cm (dấu "-" cho biết ảnh là ảnh ảo)
Thay d' vào công thức, ta được: 1/f = 1/15 - 2/15 = -1/15
Suy ra f = -15cm (dấu "-" cho thấy đây là thấu kính phân kì)