Phương pháp giúp học sinh giải một số dạng bài tập quang hình vật lý 9 THCS tạ thị kiều nguyễn thị ánh hồng

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc MÔ TẢ SÁNG KIẾN Mã số:……………………………… Tên sáng kiến: PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP QUANG HÌNH VẬT LÝ LỚP 1- Lĩnh vực áp dụng: Chuyên môn 2- Mơ tả chất sáng kiến 2.1 Tình trạng giải pháp biết - Môn vật lý môn học lý thú, hấp dẫn nhà trường phổ thơng, đồng thời áp dụng rộng rãi thực tiễn đời sống hàng ngày người Hơn môn học ngày yêu cầu cao để đáp ứng kịp với công CNH- HĐH đất nước, nhằm bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra, góp phần xây dựng đất nước ngày giàu đẹp - Mặt khác, đội ngũ học sinh lực lượng lao động dự bị nòng cốt thật hùng hậu khoa học kỹ thuật, kiến thức, kỹ vật lý đóng góp phần khơng nhỏ lĩnh vực Kiến thức, kỹ vật lý vận dụng sâu vào sống người góp phần tạo cải, vật chất cho xã hội ngày đại hơn.Tuy nhiên trình học tập lĩnh vực mơn vật lý em gặp phải khó khăn việc giải dạng tập quang hình nên lý mà thân chọn đề tài cho sáng kiến * Những ưu khuyết điểm giải pháp - Ta biết, giai đoạn (lớp lớp 7) khả tư học sinh hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên SGK đề cập đến khái niệm, tượng vật lý quen thuộc thường gặp hàng ngày Ở giai đoạn (lớp lớp 9) khả tư em phát triển, có số hiểu biết ban đầu khái niệm tượng vật lý ngày Do việc học tập mơn vật lý lớp đòi hỏi cao số toán điện, quang lớp mà em HS học vào năm sau kể từ thay SGK lớp - Thực tế qua năm dạy chương trình thay sách lớp thân nhận thấy: Các toán quang hình học lớp chiếm phần nhỏ chương trình Vật lý 9, loại tốn em hay lúng túng, đa số em chưa có kỹ tốt phân mơn hình học, em hướng dẫn số điểm loại tốn khơng phải khó Các em cịn nhằm lẫn cách dựng ảnh tạo loại thấu kinh với cách dựng ảnh tạo máy ảnh mắt Những ưu khuyết điểm thực tế gặp trình giảng dạy qua trao đổi với đồng nghiệp dạy khối Vì vậy, để giúp HS lớp có định hướng phương pháp giải tốn quang hình học lớp 9, đặc biệt biết phân dạng loại tập quang hình nên tơi chọn đề tài để viết sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận sáng kiến 2.2.1 Mục đích giải pháp Đề tài thực để nhằm giúp HS biết phân dạng tập, biết cách giải loại tập quang hình, tạo hứng thú cho em việc giải tập Mặt khác cịn chia sẻ với đồng nghiệp cách giải tập quang hình Vật lý lớp để em đạt kết cao môn học 2.2.2 Nội dung giải pháp 2.2.2.1 Những điểm khác biệt, tính giải pháp - Giúp em phân dạng tập quang hình - Hệ thống hóa cho HS được: bước giải tập quang hình; hệ thống kiến thức cần vận dụng trình giải tập - Giúp HS ham thích học tập mơn nói chung giải thành thạo tập quang hình chương trình vật lý lớp 2.2.2.2.Cách thức thực bước thực giải pháp - Cần giúp học sinh nắm dạng tập quang hình học thường gặp chương trình vật lý lớp sau: * Bài tập thấu kính: + Thấu kính hội tụ: Có trường hợp: Vật đặt tiêu cự thấu kính Vật đặt ngồi tiêu cự thấu kính + Thấu kính phân kỳ * Bài tập mắt * Bài tập máy ảnh * Bài tập kính lúp - Các bước giải tập quang hình: Để giải tập quang hình, HS phải tuân theo bước sau: + Đọc thật kỹ đề Xác định loại tập + Vẽ hình (dựng ảnh vật tạo loại thấu kính) + Tóm tắt kiện tốn: cho biết gì? u cầu làm gì? + Sau phân tích đề tiến hành giải + Phân tích cách lơgích tốn sau tổng hợp tiến hành giải - Các kiến thức cần khắc sâu để giải tập quang hình đạt kết cao: * Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: + Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: + Vật đặt vng góc với trục chính: + Trục chính, tiêu điểm F F', quang tâm O ; F F' • • O + Phim máy ảnh màng lưới mắt: Phim(máy ảnh) Màng lưới (Mắt) + Ảnh thật: ; Ảnh ảo: ; * Các Định luật, qui tắc, qui ước, hệ như: - Định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng - Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi trục - O gọi quang tâm thấu kính - F F' đối xứng qua O, gọi tiêu điểm - Đường truyền tia sáng đặc biệt như: Thấu kính hội tụ: + Tia tới song song với trục cho tia ló qua tiêu điểm F + Tia tới qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục + Tia tới qua quang tâm O tia ló truyền thẳng khơng bị đổi hướng + Tia tới cho tia ló qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới F • O F' • F • O • F' Thấu kính phân kì: + Tia tới song song với trục chính, cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm F' + Tia tới qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục + Tia tới qua quang tâm O, cho tia ló truyền thẳng + Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới F' • O F • • O F • F' Máy ảnh: + Vật kính máy ảnh thấu kính hội tụ + Ảnh vật phải vị trí phim muốn vẽ ảnh phải xác định vị trí đặt phim P B O A Q Mắt, mắt cận mắt lão: + Thể thuỷ tinh mắt thấu kính hội tụ -Màng lưới phim máy ảnh + Điểm cực viễn: điểm xa mắt mà ta nhìn rõ không điều tiết + Điểm cực cận: điểm gần mắt mà ta nhìn rõ + Kính cận thấu kính phân kì B A • F, CV Mắt Kinh cận + Mắt lão nhìn rõ vật xa, khơng nhìn rõ vật gần Kính lão thấu kính hội tụ Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần B • F CC A Mắt Kinh lão Kính lúp: + Kính lúp thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn + Để dựng ảnh, xác định vị trí vật qua kính lúp cần phải đặt vật khoảng tiêu cự kính Ảnh qua kính lúp phải ảnh ảo lớn vật B O • F A * Để trả lời phần câu hỏi định tính học sinh cần thu thập thơng tin có liên quan đến nội dung: - Thấu kính hội tụ: + Vật đặt ngồi tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều + Vật đặt xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự + Vật đặt khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn vật, chiều với vật - Thấu kính phân kì + Vật đặt vị trí trước thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ vật ln nằm khoảng tiêu cự thấu kính + Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo vật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự - Máy ảnh + Ảnh phim ảnh thật, nhỏ vật ngược chiều với vật - Mắt cận + Mắt cận nhìn rõ vật gần, khơng nhìn rõ vật xa + Mắt cận phải đeo kính phân kì - Mắt lão + Mắt lão nhìn rõ vật xa, khơng nhìn rõ vật gần + Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần - Kính lúp + Vật cần quan sát phải đặt khoảng tiêu cự kính ảnh ảo lớn vật Mắt nhìn thấy ảnh ảo * Nắm cơng thức vật lý, hệ thức tam giác đồng dạng,dùng phép toán để biến đổi hệ thức, biểu thức : Cơng thức tính số bội giác: 25 25 G= f ⇒ f = G Các hệ thức tam giác đồng dạng: Hai tam giác đồng dạng cặp cạnh tương ứng tỉ lệ Các phép biến đổi * Phân tích tập quang hình cách lơ gích sau tiến hành giải Bài tập minh họa: Ví dụ 1: Một người dùng kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát vật nhỏ AB đặt vng góc với trục kính cách kính 8cm a) Dựng ảnh vật AB qua kính (khơng cần tỉ lệ), ảnh ảnh thật hay ảo? b) Tính tiêu cự kính? Vật phải đặt khoảng trước kính? c) Ảnh lớn hay nhỏ vật lần? Giáo viên cho học sinh đọc vài lần Hỏi: * Dạng tập nào? * Bài tốn cho biết gì? - Kính gì? Kính lúp loại thấu kính gì? Số bội giác G? - Vật AB đặt với trục thấu kính? Cách kính bao nhiêu? - Vật AB đặt vị trí so với tiêu cự? * Bài tốn cần tìm gì? u cầu gì? - Dựng ảnh vật AB qua kính ta phải sử dụng tia sáng đặc biệt nào? - Tìm tiêu cự? Để tính tiêu cự kính lúp cần sử dụng cơng thức nào? - Để nhìn rõ ảnh qua kính lúp vật phải đặt khoảng trước kính? - Xác định ảnh thật hay ảnh ảo? - So sánh độ lớn ảnh vật? * Một HS lên bảng vẽ hình sau ghi tóm tắt (chú ý đơn vị phù hợp chưa  lớp làm ) Cho biết Kính lúp G = 2,5X OA = 8cm a) G = ?Vật đặt khoảng nào? b) Dựng ảnh AB Ảnh gì? c) A' B ' =? AB Hướng dẫn học sinh giải: - Kính lúp làm dụng cụ quang học nào? Hãy dựng ảnh vật qua kính lúp Dựa vào ảnh vừa dựng nêu tính chất ảnh vật - Dựa vào kiện toán cho, để tinh tiêu cự kính lúp ta dùng cơng thúc nào? 25 G= f - Vận dụng kiến thức tam giác đồng dạng tính tỉ số chiều cao ảnh vật, từ so sánh độ cao ảnh so với vật * Tiến hành giải: Kính lúp G = 2,5X OA = 8cm a) Dựng ảnh AB Ảnh gì? a Dựng ảnh vật AB b) G = ?Vật đặt khoảng nào? c) A' B ' =? AB Ảnh vật qua kính lúp ảnh ảo chiều với vật, lớn vật b Tiêu cự kính: 25 25 25 G = f ⇒ f = G = 2,5 = 10(cm) OF > OA → vật đặt khoảng tiêu cự thấu kính c Chiều cao ảnh so với vật: * ∆ OA'B' ∽ ∆ OAB, nên ta có : A' B' OA' OA' = = AB OA (1) * ∆ F'A'B' ∽ ∆ F'OI, nên ta có: A' B ' A' B ' F ' A' OA'+ F ' O OA' F ' O OA' = = = = + = +1 AB OI F 'O F 'O F ' O F ' O 10 Từ (1) (2) ta có: OA' OA' OA' OA' = +1 ⇔ − = ⇔ OA' = 40 (cm) 10 10 Thay (3) vào (1) ta có : A' B' OA' 40 = = = ⇒ A' B' = AB AB 8 Vậy: ảnh lớn gấp lần vật (3) (2) Chú ý phần phần cốt lõi để giải toán quang hình học, nên số HS yếu tốn hình học GV thường xuyên nhắc nhở nhà rèn luyện thêm phần : - Một số HS nêu tam giác đồng dạng, nêu số hệ thức biến đổi suy đại lượng cần tìm - Trường hợp GV phải nắm cụ thể tùng HS Sau giao nhiệm vụ cho số em tổ, nhóm giảng giải, giúp đỡ để tiến Ví dụ 2: Đặt vật AB cao 12cm vng góc với trục thấu kính hội tụ (A nằm trục chính) cách thấu kính 24cm thu ảnh thật cao 4cm Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính tính tiêu cự thấu kính *Hướng dẫn học sinh phân tích tốn, sau tổng hợp lại giải: - Để hướng dẫn HS phân tích, tìm hiểu tốn phải cho HS đọc kỹ đề, xác định dạng tập, vẽ hình, dựa vào hình vẽ ghi tóm tắt kiện biết I B Cho biết: TK hội tụ, vật đặt tiêu cự AB = 12cm; OA = 24cm A • O F' • A' F A'B' = 4cm (ảnh thật) B' OA' = ? OF = OF' = ? - Hướng dẫn học sinh phân tích tốn: + Muốn tính OA' ta cần sử dụng kiến thức tam giác đồng dạng Do cần xác định OA’ có mặt tam giác nào? Tam giác đồng dạng với tam giác nào? ( ∆ OAB ∽ ∆ OA'B') ⇒ OA' = + Muốn tính OF' = f ta phải xác định OF’ có mặt tam giác nào? Tam giác đồng dạng với tam giác nào? ( ∆ OIF' ∽ ∆ A'B'F') + OI với AB? F'A' = ? - Hướng dẫn HS giải theo cách tổng hợp lại: Tìm OA' → F'A' → OI → OF' ; *Tiến hành giải: Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là: Ta có: ∆ OAB ∽ ∆ OA'B' Nên: AB OA A' B '.OA 4.24 = ⇒ OA' = = = 8(cm) A' B ' OA' AB 12 Tiêu cự thấu kính: Mặt khác: ∆ OIF' ∽ ∆ A'B'F' ⇒ OI OF' OF' = = A' B ' F' A OA'-OF' Mà: OI = AB, nên: AB OF' 12 OF' = ⇔ = ⇒ OF' = f = 6(cm) A' B ' OA'-OF' - OF' ĐS: OA = 8cm OF = 6cm Bài toán ngược tập thấu kính Đề bài: Trên hình XY trục thấu kính, AB vật sáng qua thấu kính cho ảnh A’B’ hình vẽ B X A’ A Y B’ a Thấu kính cho thấu kính gì? Tại sao? b Bằng cách vẽ, xác định quang tâm O hai tiêu điểm F,F’ thấu kính c Tính khoảng cách OA, OA’ OF thấu kính Biết AB = 5cm, A’B’ = 10cm, AA’= 90cm Hướng dẫn học sinh phân tích đề - Đây tốn ngược lại tập thấu kính học, thơng thường đề yêu cầu dựng ảnh cùa vật tạo thấu kính đề cho vật, ảnh yêu cầu xấc định loại thấu kính, quang tâm O, hai tiêu điểm F, F’ - Để trả lời thấu kính cần lưu ý đến tính chất ảnh A’B’ - Tìm quang tâm O, hai tiêu điểm vào cách dựng ảnh, tính chất loại thấu kính - Vận dụng kiến thức tam giác đồng dạng để tính OA, OA’ OF thấu kính Tiến hành giải: a Thấu kính cho thấu kính hội tụ vìA’B; ảnh thật (ngược chiều với vật) b Xác định quang tâm O hai tiêu điểm F, F’ thấu kính B I X F’ A F O A’ Y B’ + Nối B với B’ cắt XY quang tâm O + Dựng thấu kính hội tụ vng góc với XY O + Vẽ tia tới BI//XY cho tia ló IB’ (vì thấu kính hội tụ nên chùm tia ló hội tụ B’) cắt XY tiêu điểm F’ + Lấy F đối xứng với F’ qua O ta tiêu điểm F c Khoảng cách OA, OA’ OF thấu kính Dựa vào hình vẽ (câu b) ta có: AB = 5cm A’B’= 10cm AA’= 90cm OA=? OA’=? OF= OF’=? Ta có: ∆ OAB ∽ ∆ OA'B' = Nên : = OA’= OA Mà: AA’= OA + OA’= OA + OA’= 3OA OA = Mặt khác: ∆ OIF’ ∽ ∆ A'B'F’ Nên: (*) Mà A’F’= OA’- OF’, thay vào (*) ta có: OF’= OA’- OF’ Hay: OF’= OA’ OF’= Vậy: OA= 30cm OA’= 60cm OF’=OF= 20cm Tóm lại: Để học tốt phần quang hình học đặc biệt giải tập phần GV cần giúp HS nắm kiến thức, phân loại dạng tập, kỹ vẽ hình (dựng ảnh vật tạo loại thấu kính, máy ảnh, mắt, kính lúp,…), liên mơn với kiến thức tam giác đồng dạng mơn Tốn để giải dạng tập 2.3 Khả áp dụng giải pháp Đề tài áp dụng cho tất GV giảng dạy Vật lý THCS nói riêng GV giảng dạy mơn vật lý nói chung, đồng thời giúp cho HS có cách học phân mơn quang hình học giúp em dễ dàng giải dạng tập HS cần nắm kiến thức quang hình mơn vật lý lớp 9; bước cách giải tập dạng Từ tạo hứng thú để học tập môn, đem kiến thức tiếp thu chương trình học vào thực tế đời sống sản xuất 2.4 Hiệu quả, lợi ích thu dự kiến thu áp dụng giải pháp * Kết khảo sát đầu tháng 3/2016 ( khảo sát tốn quang hình lớp ) Lớp Sĩ số điểm điểm – 10 điểm SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ 35,5% 9/1 31 16 51,6% 12,9% 11 9/2 29 14 48,3% 10,3% 12 41,4% Tổng 60 30 50,0% 11,7% 23 38,3% * Kết đợt khảo sát cuối tháng 3/2016 (sau áp dụng biện pháp này) Lớp Điểm 9-10 Điểm SL SL SL Sĩ số 31 9/1 Điểm 19 Tỷ lệ 61,3% Tỷ lệ 22,6% Tỷ lệ 16,1% Điểm tăng SL Tỷ lệ 19,4% 9/2 29 17 58,6% 20,7% 20,7% 20,7% Tổng 60 36 60,0% 13 21,7% 11 18,3% 12 20,0% Kết quả: Điểm 5: Tăng 10,0% Điểm 5: giảm 20,0% ; Điểm – 10: tăng 10,0% Sau áp dụng giải pháp nêu thấy kết HS giải tốn “Quang hình học lớp 9" khả quan Đa số HS yếu biết vẽ hình, trả lời số câu hỏi định tính Tất HS chủ động giải loại toán này, tất em cảm thấy thích thú giải tốn quang hình học lớp Qua áp dụng phương pháp giải tập quang hình học giảng dạy nhận thấy HS say mê, hứng thú đạt hiệu cao giải tập tập quang hình học Học sinh phát huy tính chủ động, tích cực nắm phương pháp giải loại toán * Chất lượng môn năm học 2014-2015 Chỉ tiêu Trường giao Đạt Giỏi 15% 50,8% Khá 35% 34,9% Tài liệu kèm theo: SGK Vật lý – Nhà xuất giáo dục TB 40% 12,7% Yếu, 10% 1,6 Sách tập Vật lý 9- Nhà xuất giáo dục DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT: - HS: học sinh CNH: cơng nghiệp hóa HĐH: đại hóa GV: giáo viên SGK: sách giáo khoa PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO MỎ CÀY NAM TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠ THỊ KIỀU HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG NHIỆM VỤ: PHÓ HIỆU TRƯỞNG Mã số:…………………………………… Tên sáng kiến: PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP QUANG HÌNH VẬT LÝ ... 3/2016 (sau áp dụng biện pháp này) Lớp Điểm 9- 10 Điểm SL SL SL Sĩ số 31 9/ 1 Điểm 19 Tỷ lệ 61,3% Tỷ lệ 22,6% Tỷ lệ 16,1% Điểm tăng SL Tỷ lệ 19, 4% 9/ 2 29 17 58,6% 20,7% 20,7% 20,7% Tổng 60 36 60,0%... khảo sát đầu tháng 3/2016 ( khảo sát toán quang hình lớp ) Lớp Sĩ số điểm điểm – 10 điểm SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ 35,5% 9/ 1 31 16 51,6% 12 ,9% 11 9/ 2 29 14 48,3% 10,3% 12 41,4% Tổng 60 30 50,0%... lý THCS nói riêng GV giảng dạy mơn vật lý nói chung, đồng thời giúp cho HS có cách học phân mơn quang hình học giúp em dễ dàng giải dạng tập HS cần nắm kiến thức quang hình mơn vật lý lớp 9;