Để xác định tiêu cự của một thấu kính hội tụ, em có thể thực hiện thí nghiệm theo phương pháp đo khoảng cách từ thấu kính đến vật sáng và màn chắn, khi biết được kích thước của ảnh tạo ra. Dưới đây là các bước thí nghiệm:
Dụng cụ cần có:
- 1 nguồn điện (để chiếu sáng vật sáng)
- 1 vật sáng (ví dụ: một bóng đèn nhỏ hoặc một ngọn nến)
- 1 thấu kính hội tụ chưa xác định được tiêu cự
- 1 màn chắn
- 1 giá quang học đồng trụ (hoặc giá đỡ để cố định thấu kính, vật sáng và màn chắn)
- Các dây nối điện (để kết nối nguồn điện với vật sáng)
Các bước tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Lắp đặt hệ thống thí nghiệm
- Đặt vật sáng (ví dụ: bóng đèn nhỏ) vào một vị trí cố định trên giá quang học.
- Đặt thấu kính hội tụ sao cho ánh sáng từ vật sáng đi qua thấu kính này. Hãy đảm bảo thấu kính có thể di chuyển trên giá quang học.
- Đặt màn chắn ở một khoảng cách cách thấu kính và vật sáng sao cho khi ánh sáng đi qua thấu kính sẽ chiếu vào màn chắn.
Bước 2: Điều chỉnh khoảng cách giữa thấu kính và màn chắn
- Điều chỉnh khoảng cách giữa thấu kính và màn chắn cho đến khi hình ảnh của vật sáng rõ nét trên màn chắn. Đây là một bước quan trọng để đảm bảo hình ảnh là ảnh thật và rõ nét.
- Lưu ý rằng khi thấu kính hội tụ tạo ra ảnh thật, ảnh sẽ ngược chiều so với vật sáng.
Bước 3: Đo khoảng cách
- Sau khi điều chỉnh, đo khoảng cách từ thấu kính đến vật sáng (khoảng cách ) và khoảng cách từ thấu kính đến màn chắn (khoảng cách ).
- Lưu ý rằng, đối với thấu kính hội tụ, tiêu cự được tính theo công thức liên hệ giữa các khoảng cách này:
- là tiêu cự của thấu kính (khoảng cách từ thấu kính đến tiêu điểm),
- là khoảng cách từ vật sáng đến thấu kính,
- là khoảng cách từ thấu kính đến ảnh trên màn chắn.
Bước 4: Tính tiêu cự
- Áp dụng công thức trên để tính tiêu cự của thấu kính hội tụ:
Bước 5: Kiểm tra lại
- Lặp lại thí nghiệm với các khoảng cách khác nhau giữa vật sáng, thấu kính và màn chắn để xác nhận kết quả tính được.
- Tiêu cự của thấu kính sẽ ổn định trong các lần đo và có giá trị xác định.
Kết luận:
Thông qua việc đo khoảng cách và áp dụng công thức, em có thể xác định được tiêu cự của thấu kính hội tụ.