Lý thuyết và bài tập về sự tạo ảnh trong máy ảnh
Lý thuyết và bài tập về sự tạo ảnh trong máy ảnh
A. Tóm tắt lý thuyết
1. Cấu tạo của máy ảnh
- Máy ảnh là một dụng cụ dùng để thu ảnh của một vật mà ta muốn chụp trên một phim. Hai bộ phận chính của máy ảnh là:
- Vật kính là một thấu kính hội tụ,
- Buồng tối, trong buồng tối có lắp phim [đóng vai trò là màn] để thu ảnh của vật trên đó như hình 186.
2. Ảnh của một vật trên phim
- Ảnh của vật trên phim luôn là ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật.
3. Phương pháp giải
3.1. Cách vẽ ảnh của một vật trên phim:
- Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ nên cách vẽ ảnh cũng giống như vẻ ảnh của thấu kính hội tụ
3.2. Cách xác định khoảng cách từ vật kính đến phim [từ thấu kính đến ảnh] hay từ vật đến vật kính hay tiêu cự của vật kính
Ta có thể tiến hành các bước sau:
- Vẽ ảnh của vật qua máy ảnh.
- Dựa vào tính chất của tam giác đồng dạng để tính khoảng cách từ vật kính đến phim.
Dựa vào công thức của thấu kính để tính khoảng cách từ vật kính đến phim. Lưu ý nếu dựa vào công thức của thấu kính thì f và d’ luôn mang dấu [+] vì ảnh luôn là ảnh thật.
4. Bài tập minh họa
Bài 1. Dùng máy ảnh để chụp ảnh một vật cao 80 cm, đặt cách máy 2 m. Sau khi tráng phim thì thấy ảnh cao 2 cm. Hãy tính khỏang cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh.
Hướng dẫn giải:
Khoảng cách từ phim đến vật kính:
ΔOA’B’ ~ ΔOA'B' nên ta có: OA’ = OA.
\[\frac{A'B'}{AB}=\frac{200.2}{8}\]= 5 cm
Bài 2 Dùng máy ảnh mà vật kính có tiêu cự 5 cm để chụp ảnh một người đứng cách máy 3 m.
a. Hãy vẽ ảnh của đỉnh đầu người ấy trên phim [không cần đúng tỉ lệ]
b. Dựa vào hình vẽ, hãy xác định khỏang cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh.
Hướng dẫn giải:
a. Vẽ ảnh như hình 47.1.
b. Khoảng cách từ phim đến vật kính:
- ΔFA’B’ ~ ΔFOI nên ta có: FA’ = FO. \[\frac{A'B'}{OI}=\frac{f.d'}{d}\]
- Do đó khỏang cách từ phim đến vật kính là: d’ = OA’ =OF + FA’ = f + \[\frac{f.d'}{d}\]
- Giải phương trình này ta được: d’ =\[\frac{d.f}{d-f}=\frac{300.5}{300-5}\]≈ 5,08 cm
Vì vậy chỉ yêu cầu HS đo trên hình vẽ rồi tính tỉ lệ, nên chỉ yêu cầu HS đạt được kết quả từ 5 cm đến 5,2 cm.
B. Giải bài tập trong sách giáo khoa
Bài C1 [trang 126 SGK Vật Lý 9]: Ảnh của vật trên tấm kính mờ [đóng vai trò của phim] là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật? To hay nhỏ hơn vật?
Hướng dẫn giải:
Ảnh của vật trên tấm kính là ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
Bài C2 [trang 126 SGK Vật Lý 9]: Hiện tượng nào em quan sát được chứng tỏ vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ?
Hướng dẫn giải:
Hiện tượng thu được ảnh trên phim của vật thật chứng tỏ vật kính của máy ảnh là thấu kính hội tụ.
Bài C3 [trang 127 SGK Vật Lý 9]: Vẽ ảnh của một vật có dạng một đoạn thẳng, đặt vuông góc với trục chính của vật kính [hình 47.4 SGK]. Trong hình này: AB là vật, O là quang tâm của vật kính, PQ là vị trí đặt phim, khoảng cách từ vật đến vật kính là 2m, từ phim đến vật kính là 5cm. Hình vẽ không cần đúng tỉ lệ.
Hướng dẫn giải:
a có thể vẽ ảnh của vật AB như sau:
- Kẻ tia sáng từ B qua quang tâm O truyền thẳng tới cắt phim PQ tại ảnh B' của B.
- Từ B kẻ tia BI song song với trục chính cho tia ló IB'. Tia ló này cắt trục chính tại tiêu điểm F.
- Hạ B' vuông góc với trục chính thì A'B' là ảnh của AB tạo bởi vật kính.
Bài C4 [trang 127 SGK Vật Lý 9]: Dựa vào hình vẽ trong C3 hãy tính tỉ số giữa chiều cao của ảnh với chiều cao của vật và để khẳng định những nhận xét của em trong Cl.
Hướng dẫn giải:
Bài C6 [trang 127 SGK Vật Lý 9]: Một người cao l,6m được chụp ảnh và đứng cách vật kính của máy ảnh là 3m. Phim cách vật kính 6cm. Hỏi người ấy trên phim cao bao nhiêu xentimet?
Hướng dẫn giải:
C. Một số bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Ảnh của một vật trên phim trong máy ảnh bình thường là:
A. Ảnh thật, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.
B. Ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.
C. Ảnh thật, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
D. Ảnh ảo, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật.
Câu 2: Dùng máy ảnh để chụp ảnh một vật cao 80 cm, đặt cách máy 2 m. Sau khi tráng phim thì thấy ảnh cao 2 cm. Hãy tính khỏang cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh.
A. 5cm
B. 10cm
C. 2cm
D. 8cm
Câu 3: Chỉ ra câu sai. Máy ảnh cho phép ta làm được những gì?
A. Tạo ảnh thật của vật, nhỏ hơn vật.
B. Ghi lại ảnh thật đó trên phim hoặc bộ phân ghi ảnh.
C. Tháo phim hoặc bộ phận ghi ảnh ra khoải máy.
D. Phóng to và in ảnh trong phim hoặc bộ phận ghi ảnh trên giấy.
Câu 4: Vật kính máy ảnh là loại thấu kính gì và thường làm bằng vật liệu gì?
A. Là thấu kính hội tụ và thường làm bằng thuỷ tinh. B. Là thấu kính hội tụ và thường làm bằng nhựa trong.
C. Là thấu kính phân kì và thường làm bằng thuỷ tinh.
D. Là thấu kính phân kì và thường làm bằng nhựa trong.
Câu 5Dùng máy ảnh mà vật kính có tiêu cự 5 cm để chụp ảnh một người đứng cách máy 3 m. Dựa vào hình vẽ, hãy xác định khỏang cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh.
A. 4,08cm
B. 5,08cm
C. 6cm
D. 2cm