Cho một điểm sáng S dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính của một thấu kính có tiêu cự 5 cm thì ảnh của nó là S’ qua thấu kính cũng dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính. Đồ thị theo thời gian của S và S’ như hình vẽ. Khoảng cách lớn nhất giữa S và S’ gần với giá trị nào dưới đây?

Đáp án B.

Phương trình dao động của S và S’ là: xS=cos⁡ω⁢t⁢(c⁢m)xS'=5⁢cos⁡(ω⁢t+π)⁢(c⁢m)

Từ đồ thị ta thấy, ảnh cao gấp 5 lần vật và ngược chiều với vật (S và S’ dao động ngược pha nhau).

⇒d'=5⁢d1f=1d+1d'⇔1f=1d+15⁢d⇒1f=65⁢d⇒d=65⁢f=6⁢(c⁢m)⇒d'=30⁢c⁢m

+ Khoảng cách lớn nhất giữa S và S’ theo phương dao động là: Δ⁢xmax=AS+AS'=1+5=6⁢(c⁢m)

+ Khoảng cách giữa hai vị trí cân bằng của S và S’ là: L = d + d’ = 6 + 30 = 36 cm.

+ Khoảng cách lớn nhất giữa S và S’ trong quá trình dao động là

(S⁢S')max=L2+(Δ⁢xmax)2=362+62=36,5⁢(c⁢m)