Kính lúp là một dụng cụ khá phổ biến và dễ dàng nhìn thấy được trong các phòng thí nghiệm, thế nhưng không hẳn ai trong chúng ta cũng nhớ rõ được cấu tạo cũng như công dụng của nó. Trong bài viết này, Wikihoc sẽ giúp các bạn tìm hiểu rõ hơn về khái niệm, cấu tạo, công dụng và sự tạo ảnh của kính lúp chi tiết nhất !
Kính lúp là gì?
Kính lúp (trong tiếng Pháp gọi là loupe) là một thấu kính hội tụ, chúng thường được sử dụng để khuếch đại hình ảnh. Hiểu một cách đơn giản, kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn.
Để dễ dàng hiểu được định nghĩa kính lúp, chúng ta sẽ nhắc lại về khái niệm thấu kính hội tụ và tiêu cự nhé.
- Thấu kính hội tụ: Đây là loại thấu kính có màu trong suốt, phần rìa sẽ mỏng hơn so với phần trung tâm. Thấu kính hội tụ được giới hạn bởi hai mặt cầu. Một trong hai mặt kính của thấu kính sẽ phẳng và mặt còn lại là mặt lồi.
- Tiêu cự của thấu kính hội tụ: Chính là khoảng cách từ tiêu điểm F đi tới quang tâm O của thấu kính và chúng được ký hiệu là f.
Đặc điểm của kính lúp
- Những vật nhỏ khi qua kính lúp sẽ cho ra ảnh ảo và lớn hơn vật. Ảo ảnh này mắt ta hoàn toàn có thể nhìn thấy được.
- Trên mỗi kính lúp sẽ có một số bội giác riêng (G) và được kí hiệu bằng các con số như 2x, 3x, 5x, 8x, 10x….
- Các kính lúp có số bội giác càng lớn thì cho ra ảnh càng lớn (tiêu cự càng ngắn).
- Nó sẽ cho biết ảnh mà mắt chúng ta thu được qua kính lúp lớn hơn bao nhiêu lần so với ảnh mà mắt ta thu được khi quan sát trực tiếp.
- Để tính được số bội giác và tiêu cự f của kính lúp ta sử dụng công thức: G = 25/f
Nêu cấu tạo của kính lúp
Cấu tạo của kính lúp gồm:
- Nó có cấu tạo là một thấu kính hội tụ, có khung bảo vệ bên ngoài và có phần tay cầm hay phần chân đế, được dùng để khuếch đại hình ảnh.
- Đường kính thông thường của kính lúp thường là từ vài cm đến vài chục cm.
- Khung bảo vệ của kính lúp được làm từ nhiều loại chất liệu khác nhau.
- Đối với phần tay cầm hay chân đế sẽ phụ thuộc vào ứng dụng của chúng trong từng trường hợp.
Chẳng hạn, để sử dụng với mục đích kiểm tra những chi tiết không quá phức tạp thì kính lúp sẽ được làm nhỏ gọn, đơn giản bằng tay cầm. Ngược lại, với những chi tiết cầu kỳ hơn, chúng ta cần phải sử dụng những loại kính được điều chỉnh bằng thông số phức tạp.
Công dụng của kính lúp
Ngày nay có rất nhiều loại kính lúp khác nhau để sử dụng ở những tình huống phù hợp. Chính vì vậy mà công dụng của chúng cũng ngày càng đa dạng hơn.
Một số công dụng chính của kính lúp có thể kể đến như dùng để quan sát các vật, đọc chữ có kích thước nhỏ hay được sử dụng trong việc điều tra những dấu vết nhỏ của tội phạm trong ngành công an,…
Ngoài các công dụng chính trên, kính lúp còn được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như:
-
Sửa chữa các loại đồng hồ, máy ảnh
-
Kiểm tra cấu trúc sợi vải trong ngành dệt may
-
Sử dụng trong ngành khảo cổ học, dùng để nghiên cứu các loại đồ cổ
-
Dùng để kiểm tra chi tiết sản phẩm sử dụng trong ngành cơ khí như đai ốc,…
-
Sử dụng trong lĩnh vực sửa chữa linh kiện điện tử, kiểm tra các bo mạch điện tử,…
-
Sử dụng trong lĩnh vực y tế, làm đẹp, nha khoa,…
-
Sử dụng để kiểm tra đá quý trong những tiệm trang sức,…
Cách sử dụng kính lúp
Tiếp đến chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cách quan sát trên kính lúp, điều tưởng chừng hầu hết ai cũng đã biết nhưng thực tế không phải ai cũng có thể giải thích được.
Như đã giải thích ở khái niệm, nguyên lý hoạt động của kính lúp chính là tạo ra ảo ảnh ở phía sau kính, cùng phía với vật thể quan sát.
Hướng dẫn cách quan sát vật qua kính lúp
Thông thường, chúng ta sẽ đặt kính gần với vật thể sao cho khoảng cách giữa vật với kính nhỏ hơn tiêu cự của kính để có thể quan sát một cách tốt nhất.
* Tìm hiểu thêm để hiểu rõ được nguyên lý hoạt động của kính lúp:
-
Điểm nằm chính giữa thấu kính hội tụ, được tính là điểm cố định của thấu kính được gọi là quang tâm.
-
Nơi ánh sáng từ vật đi qua kính và hội tụ lại gọi là tiêu điểm.
-
Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm gọi là tiêu cự.
Quá trình tạo ảnh của kính lúp
Khi một hình ảnh của vật đi qua kính lúp, tiêu điểm của thấu kính hội tụ sẽ là nơi hội tụ của các bước sóng ánh sáng, sau đó truyền tới mắt chúng ta nhưng đó thực chất không phải là hình ảnh thật của vật mà chỉ là ảnh ảo.
Ảo ảnh sẽ được hứng lại trong khoảng tiêu cự trước mắt để người dùng có thể quan sát được.
Vậy nên, khi quan sát vật qua kính lúp, mọi người phải đặt vật trong khoảng tiêu cự nhất định của thấu kính, sao cho thu được ảnh ảo lớn hơn vật, cũng như mắt nhìn thấy ảnh ảo sẽ cùng chiều và lớn hơn vật.
Các loại kính lúp thông dụng hiện nay
Kính lúp có tay cầm là dụng cụ được lựa chọn và sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Ngoài ra, kính lúp còn có rất nhiều loại khác nhau, phù hợp cho từng nhu cầu của mỗi người.
Kính lúp cầm tay (không có đèn hoặc có đèn): đây là loại kính lúp được sử dụng phổ biến nhất bởi kích thước nhỏ gọn, dễ dàng mang theo bên mình.
Kính lúp đội đầu: kính lúp đội đầu thường kế khi người sử dụng không tiện cầm tay.
Kính lúp đeo mắt có đèn: thường được thiết kế dạng 1 mắt và 2 mắt, mắt kính giúp người sử dụng tùy chỉnh mức độ phóng đại theo mong muốn.
Kính lúp đọc sách báo, chữ nhỏ: thường được dùng để giúp người lớn tuổi có thể đọc được sách báo.
Kính lúp sửa chữa các thiết bị điện tử:
Kính lúp soi vải dùng trong ngành may:
Kính lúp soi trang sức, đá quý
Kính lúp để bàn, kẹp bàn:
Bài tập về kính lúp vật lý lớp 9
Về nội dung kiến thức về kính lúp, chúng ta sẽ được học và làm quen từ chương trình học môn Vật Lý 9. Vậy nên, dưới đây là một số bài tập liên quan để các em cùng nhau luyện tập:
Bài 1: Trên giá đỡ của một thấu kính có ghi 2,5x. Đó là:
A. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 2,5 cm.
B. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 2,5 cm.
C. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm.
D. Một thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm.
Đáp án: Chọn C
Bài 2: Có thể dùng kính lúp để quan sát:
A. Một ngôi sao.
B. Quả bóng đá.
C. Một con kiến.
D. Các nguyên tử.
Đáp án: Chọn C
Bài 3: Thấu kính nào dưới đây có thể dùng làm kính lúp?
A. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm.
B. Thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm.
C. Thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm.
D. Thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm.
Đáp án: Chọn A
Bài 4: Kính lúp là thấu kính hội tụ có:
A. tiêu cự dài dùng để quan sát các vật nhỏ.
B. tiêu cự dài dùng để quan sát các vật có hình dạng phức tạp.
C. tiêu cự ngắn dùng để quan sát các vật nhỏ.
D. tiêu cự ngắn dùng để quan sát các vật lớn.
Đáp án: C
Bài 5: Có thể dùng kính lúp để quan sát:
A. trận bóng đá trên sân vận động.
B. một con vi trùng.
C. các chi tiết máy của đồng hồ đeo tay.
D. kích thước của nguyên tử.
Đáp án: C
Bài 6: Một người quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp, người ấy phải điều chỉnh để:
A. ảnh của vật là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.
B. ảnh của vật là ảnh thật, cùng chiều, lớn hơn vật.
C. ảnh của vật là ảnh ảo, ngược chiều, lớn hơn vật.
D. ảnh của vật là ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.
Đáp án: A
Bài 6: Trong các kính lúp sau, kính lúp nào khi dùng để quan sát một vật sẽ cho ảnh lớn nhất?
A. Kính lúp có số bội giác G = 5.
B. Kính lúp có số bội giác G = 5,5.
C. Kính lúp có số bội giác G = 4.
D. Kính lúp có số bội giác G = 6.
Đáp án: D
Bài 7: Số bội giác và tiêu cự (đo bằng đơn vị xentimet) của một kính lúp có hệ thức:
A. G = 25f
B. G = f/25
C. G = 25/f
D. G = 25 – f
Đáp án: C
Bài 8: Số ghi trên vành của một kính lúp là 5x. Tiêu cự kính lúp có giá trị là:
A. f = 5m
B. f = 5cm
C. f = 5mm
D. f = 5dm
Đáp án: B
Bài 9: Khi quan sát một vật bằng kính lúp, để mắt nhìn thấy một ảnh ảo lớn hơn vật ta cần phải:
A. đặt vật ngoài khoảng tiêu cự.
B. đặt vật trong khoảng tiêu cự.
C. đặt vật sát vào mặt kính.
D. đặt vật bất cứ vị trí nào.
Đáp án: B
Bài 10: Số bội giác của kính lúp cho biết gì?
A. Độ lớn của ảnh.
B. Độ lớn của vật.
C. Vị trí của vật.
D. Độ phóng đại của kính.
Đáp án: D
Bài 11: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật hay nhìn trực tiếp thấy vật? Có thể làm thí nghiệm đơn giản nào để để chứng minh câu trả lời đó không?
Đáp án: Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp, ta nhìn thấy ảnh của vật.
Để kiểm tra, có thể dùng kính để quan sát một phần chiếc bút chì, phần còn lại nằm ngoài kính. Khi đó phần nhìn qua kính lớn hơn, còn phần nằm ngoài kính thì nhỏ hơn. => đpcm.
Bài 12: Kính lúp có số bội giác càng lớn thì có tiêu cự càng dài hay ngắn?
Đáp án: Số bội giác của kính lúp được tính bởi công thức:
G = 25/f (f được tính bằng đơn vị cm)
⇒ Kính lúp có số bội giác càng lớn thì tiêu cự càng ngắn.
Bài 13: Số bội giác nhỏ nhất của kính lúp là 1,5x. Vậy tiêu cự dài nhất của kính lúp sẽ là bao nhiêu?
Đáp án: Từ công thức tính số bội giác của kính lúp, ta có tiêu cự dài nhất của kính lúp là:
G = 25/f = 25/1,5 ≈ 16,7 (cm)
Bài 14: Một vật nhỏ qua kính sẽ có ảnh thật hay ảnh ảo? To hay nhỏ hơn vật?
Đáp án: Một vật nhỏ qua kính lúp sẽ có ảnh ảo, to hơn vật.
Bài 15: Muốn có ảnh như ở bài 7, ta phải đặt vật trong khoảng cách nào trước kính?
Đáp án: Muốn có ảnh như ở câu C3 thì phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính lúp (cách kính lúp một khoảng nhỏ hơn hay bằng tiêu cự của kính).
Bài 16: Hãy kể một số trường hợp trong thực tế đời sống và sản xuất phải sử dụng đến kính lúp.
Đáp án: Những trường sử dụng kính lúp là:
-
Đọc những chữ viết nhỏ.
-
Quan sát những chi tiết nhỏ của một số con vật hay thực vật (như các bộ phận của con kiến, con muỗi, con ong, các vân trên lá cây,…).
-
Quan sát những chi tiết nhỏ của một đồ vật (ví dụ như các chi tiết trong đồng hồ, trong mạch điện tử của tivi, máy thu thanh,…).
Bài 17: Cho một hệ gồm 2 kính lúp có độ bội giác lần lượt là G1 = 2x, G2 = 5x. Đặt 2 kính lúp trên sát nhau, với kính lúp G2 sẽ tạo ảnh từ vật trước. Đặt một vật có kích thước 1 mm trước hệ thấu kính rồi quan sát thì ta thấy ảnh thu được qua hệ thấu kính có kích thước 1,5 cm. Tìm khoảng cách ban đầu giữa vật và hệ thấu kính.
Đáp án:
-
Đặt ẩn là hệ số phóng đại k của kính lúp G2 và khoảng cách d từ vật đến hệ thấu kính.
-
Áp dụng công thức thấu kính cho G2, tìm mối liên hệ giữa d và k.
-
Áp dụng công thức thấu kính cho G1 để tìm được d và k => đáp án cần tìm.
=> d = 103 cm
Bài 18: Trên vành của một chiếc kính lúp có ghi G = 5x. Vật nhỏ S có chiều cao là 0,4cm được đặt trước kính lúp và cách kính lúp 3cm. Ảnh của S qua kính lúp cách S bao nhiêu xen ti mét?
Đáp án:
Tiêu cự của kính lúp là:
G = 25/f => f = 25/G= 25/5 = 5cm
Vì d < f nên ảnh này là ảnh ảo, nằm cùng phía với vật so với kính lúp
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo
1/f = 1/d − 1/d′ => 1/d′ = 1/d − 1/f = 13 − 15 = 2/15
=> d’ = 7,5 cm
=> Khoảng cách từ ảnh đến vật là: 7,5 – 3 = 4,5 (cm)
Bài 19: Một người có điểm cực cận cách mắt 25cm. Người này quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ bội giác G = 5x. Mắt đặt cách kính 10cm. Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính để người này có thể quan sát được vật đúng cách?
Đáp án:
Tiêu cự của kính lúp là:
G = 25/f => f= 25/G = 25/5 = 5cm
Kính lúp là thấu kính hội tụ. Người này quan sát bằng kính lúp đúng cách tức là phải đặt vật trong khoảng tiêu cự. Và để người này quan sát được ảnh thì ảnh phải cách mắt ít nhất 25cm. Do mắt cách kính lúp 10cm nên ảnh phải cách kính lúp ít nhất 15cm.
Áp dụng công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo ta có
1/f = 1/d − 1/d′ => 1/d = 1/f + 1/d′
Do d’ > 15cm nên =>1/d < 1/5 + 1/15 = 4/15
=> d > 3,75 (cm)
Vậy vật phải đặt cách kính lúp từ 3,75cm đến 5cm.
Bài 20: Một kính lúp có ghi 5x trên vành của kính. Người ta dùng kính này để quan sát một vật nhỏ. Người quan sát có điểm cực cận cách mắt 20cm. Khi dùng kính lúp người ấy đặt kính sát mắt và ảnh của vật hiện ra ở đúng điểm cực cận của mắt. Số phóng đại của ảnh là bao nhiêu?
Đáp án:
Tiêu cự của kính lúp là:
G = 25/f => f= 25/G = 25/5 = 5cm
Khi dùng kính lúp người ấy đặt kính sát mắt và ảnh của vật hiện ra ở đúng điểm cực cận của mắt => ảnh cách kính lúp 20cm.
Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự 5cm. Áp dụng công thức thấu kính cho trường hợp ảnh ảo ta có:
1/f = 1/d − 1/d′ => 1/d = 1/f + 1/d′ => 1/d = 1/5 + 1/20 = 1/4
=> Hệ số phóng đại của ảnh là: k = d′/d = 20/4 = 5
Kết luận
Bài viết trên đã tổng hợp những khái niệm về kính lúp cũng như cấu tạo và công dụng của kính lúp mà các bạn đã được học trong chương trình vật lý 9. Hy vọng rằng, thông qua bài viết này, các bạn có thể hiểu và áp dụng được chúng trong đời sống hàng ngày nhé!
