SKKN vật lý KHỐI lớp 9 bồi DƯỠNG CHO học SINH lớp 9 về KHẢ NĂNG NGHI NHỚ lí THUYẾT QUANG HÌNH, kĩ NĂNG vẽ HÌNH, kĩ NĂNG làm bài tập ĐỊNH LƯỢNG

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG THCS SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM BỒI DƯỠNG CHO HỌC SINH LỚP VỀ KHẢ NĂNG NGHI NHỚ LÍ THUYẾT QUANG HÌNH, KĨ NĂNG VẼ HÌNH, KĨ NĂNG LÀM BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG Năm 2022 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ TĨM TẮT SÁNG KIẾN Hi vọng viết bổ trợ tốt việc dạy học phần quang hình vật lí Nội dung sáng kiến: - Khó khăn học sinh lớp học phần quang hình học: Lí thuyết dài, hướng dẫn tốn định lượng sách giáo viên khơng thống nhất… - Giải pháp khắc phục khó khăn: Lập bảng kiến thức ơn tập lí thuyết, rèn luyện nhiều việc vẽ ảnh tia sáng đặc biệt, dùng kĩ thuật vng giải tốn định lượng - Các ví dụ mẫu tập vận dụng Mục đích sáng kiến: - Bồi dưỡng cho học sinh lớp khả nghi nhớ lí thuyết quang hình, kĩ vẽ hình, kĩ làm tập định lượng - Hình thành phương pháp dạy học hiệu cho giáo viên Ý nghĩa sáng kiến: - Giúp học sinh lớp có phương pháp học tập tốt phần quang hình - Phát triển kĩ giải tập định lượng - Các thầy giáo sử dụng sáng kiến này, đối chiếu với hướng dẫn sách giáo viên để tìm phương pháp dạy học hiệu quả, phù hợp với đối tượng học sinh HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ MƠ TẢ SÁNG KIẾN 1- MỞ ĐẦU 1.1- Đặt vấn đề − Chương trình vật lí THCS có nhiều đổi nội dung lẫn hình thức so với chương trình vật lí cũ Đặc biệt phần quang học lớp có hai nội dung hồn tồn khúc xạ ánh sáng (quang hình học) tán sắc ánh sáng (quang lí) Hai nội dung trước đề cập đến chương trình vật lí THPT, đưa vào cấp THCS để học sinh mở rộng, tiếp cận dần với vấn đề vật lí Từ nhiều năm trước đó, nội dung quang hình học cấp THCS (khơng chun) dừng lại tượng phản xạ ánh sáng Học sinh cần phải biết thêm ánh sáng để hiểu tượng thực tế Tuy nhiên, đưa thêm nội dung gì? Thể nội dung cho phù hợp với học sinh THCS? Việc đưa vào chương trình phần quang học lớp nói định mang tính đột phá khó khăn tác giả viết sách giáo khoa − Trong phần quang học lớp 9, nội dung quang lí chiếm tỉ lệ nhỏ vấn đề đưa đơn giản, dừng mức độ " nhận thức cảm tính" thơng qua tượng gần gũi với học sinh Vấn đề muốn đề cập nội dung phần quang hình học Phần có lượng kiến thức lớn, hầu hết học hàm chứa kiến thức khó học sinh cấp Bản thân nội dung quang hình học vấn đề khó học sinh phổ thông, với học sinh THCS lại trở nên khó khăn Quang hình học lớp có mức độ yêu cầu định lượng, em không sử dụng công thức quang hình học mà sử dụng hiểu biết thơ sơ hình học phẳng Với hầu hết học sinh cấp việc sử dụng kiến thức tam giác đồng dạng thường có nhiều khó khăn sử dụng kiến thức khác tam giác nhau, hay đường tròn Sử dụng tam giác đồng dạng để giải tốn vật lí mối liên hệ " giả thiết" "kết luận" hình học mờ mịt so với tốn hình học túy! − Để giúp em học sinh lớp khắc phục khó khăn việc học tập nội dung quang hình học, tơi xin viết số kinh nghiệm sáng kiến tích lũy q trình dạy học HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ 1.2 -Thực trạng trước áp dụng kinh nghiệm 1.2.1 -Thuận lợi: − Học sinh lớp trang bị tốt kiến thức tự nhiên, phương pháp học tập nên đa số phát vấn đề cần xử lí − Bộ thí nghiệm quang hình học tương đối đầy đủ cho học − Nội dung phần quang hình học đảm bảo tính phù hợp với tư học sinh, đảm bảo học sinh cần sử dụng kiến thức THCS giải vấn đề 1.2.2- Khó khăn: − Ánh sáng đối tượng khó quan sát nên thí nghiệm quang hình học thường nhiều thời gian, kiến thức học nhiều quỹ thời gian tiết học có hạn − Kiến thức quang hình học dài khó ghi nhớ đa số em học sinh Học sinh thường nhớ lẫn lộn kiến thức hai loại thấu kính nên giải sai u cầu _ Các tốn thấu kính đa dạng, học sinh sử dụng kiến thức tam giác đồng dạng chưa thật linh hoạt Mặt khác, sách giáo viên hướng dẫn không thống phương pháp: xét tam giác vuông, xét tam giác thường, điều gây khó khăn cho hoạt động dạy - học giáo viên học sinh 1.2.3 - Biện pháp giải quyết: - Vì kiến thức quang hình học dài và dễ bị nhầm lẫn hai loại thấu kính nên học sinh cần có nhìn tổng quát đối tượng kiến thức, biết đối chiếu so sánh phân tích đối tượng Cách ghi nhớ tốt lập bảng đơn vị kiến thức để dễ nhớ, dễ phân biệt, so sánh - Để giúp học sinh làm tốt toán định lượng, đưa " kỹ thuật vuông" nhằm giúp học sinh xử lí tốt tam giác đồng dạng, biến đổi tỉ lệ để đến kết Cả biện pháp trình bày cụ thể phần nội dung viết - NỘI DUNG SÁNG KIẾN 2.1 - Hướng dẫn học sinh học tốt phần lí thuyết 2.1.1-Nhận xét, hướng dẫnchung Để học tốt phần quang hình học yêu cầu học sinh phải ghi nhớ lí thuyết quang hình Lí thuyết phần nhiều, địi hỏi học sinh phải có đầu tư thời gian ý chí cao để ghi nhớ, tránh bị chồng chéo lẫn lộn HƯỚNG DẪN GIẢI TOÁN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ đối tượng với nhau; phải phân biệt rõ ràng truyền ánh sáng, đặc điểm ảnh thấu kính hội tụ thấu kính phân kì Kinh nghiệm cho thấy, học sinh nên ơn tập lại phần lí thuyết cách lập bảng để đối chiếu, so sánh tổng hợp kiến thức cách hồn chỉnh Tơi thường cho học sinh hồn thành nhóm kiến thức theo bảng, cách làm giúp học sinh nắm bắt rõ hơn, ghi nhớ nhanh nội dung 2.1.2- Ví dụ mẫu Bài 1.1: Nêu đường truyền tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ thấu kính phân kì Giải Đường truyền tia sáng đặc biệt qua loại thấu kính: Tia tới Tia ló Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Qua quang tâm Truyền thẳng theo Truyền thẳng theo phương tia tới phương tia tới Song song với trục Qua tiêu điểm Phương kéo dài qua tiêu điểm Qua tiêu điểm Song song với trục Chú ý: - TKHT có tia đặc biệt, TKPK có tia đặc biệt - Các toán dựng ảnh thường dùng tia sáng tia số số Bài 2: Nêu đặc điểm ảnh tạo thấu kính hội tụ thấu kính phân kì? Giải Các đặc điểm ảnh: Vị trí vật Đặc điểm ảnh Tạo TKHT Tạo TKPK d > 2f - Ảnh thật, ngược chiều nhỏ vật - Ảnh ảo, chiều d = 2f - Ảnh thật, ngược chiều nỏ vật lớn vật f < d < 2f - Ảnh thật, ngược chiều - Ảnh nằm lớn hớn vật khoảng tiêu cự nằm d 2f nên ảnh A'B' ảnh thật, ngược chiều nhỏ vật Vẽ sơ đồ tạo ảnh: - Theo hướng dẫn SGV: vẽ tia đặc biệt, tia qua tiêu điểm, tia song song với trục - Theo quy tắc vng: vẽ tia đặc biệt, tia qua quang tâm, tia song song với trục ( Xem câu b ) b) Ta xét hướng dẫn sau: Theo SGV Vật lí - Tr 225: Theo kỹ thuật vng: ' ' - Tam giác ABF, OHF đồng dạng A' B ' AO A ' B ' AO ' ' ∆ A B O ~ ∆ ABO ⇒ = ⇔ = (1) AB AO 36 - Tam giác A'B'F', OIF' đồng dạng ' − 12 - Viết hệ thức đồng dạng, từ ∆ A' B ' F ' ~ ∆ OIF' ⇒ A' B ' = A' F ' ⇔ A' B ' = AO (2) ' OI OF 12 tính A'B' = 0,5cm, OA' = Từ (1) (2) tính được: 18cm OA' = 18cm A'B' = 0,5 cm 18 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Nhận xét: - Theo dẫn " viết hệ thức đồng dạng" có nhiều tỉ lệ biến đổi lúc khơng khéo bị rối ( nhiều có nhiều tỉ lệ lập ) Với hướng dẫn đầy bỏ ngỏ thực gây khó cho giáo viên khó học sinh Một số sau đó, sách giáo viên lại vẽ ảnh theo cách khác sử dụng tam giác khác đi, cách làm giáo viên thực học sinh khiến học sinh phải hoang mang rắc rối nhiều tỉ lệ - Quy tắc "2 vng" giúp ích học sinh nhiều: thống cách vẽ ảnh, cách xét tam giác đồng dạng biến đổi tỉ lệ Bài 3.2: Vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm Điểm A nằm trục cách quang tâm khoảng d = 8cm Vẽ sơ đồ tạo ảnh tính độ cao ảnh, biết độ cao AB h = 1cm (Theo câu C5, ý b SGK Vật lí 9-Tr 117- Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn Hướng dẫn SGV Vật lí Theo kỹ thuật vuông: A' B ' A'O A ' B ' A 'O - Tr 226: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ = ⇔ = (1) AB AO - Tam giác OB'F' BB'I đồng A ' B ' A' F' A ' B ' A ' O + 12 dạng ∆ A ' B 'F' ~ ∆ OIF' ⇒ = ⇔ = (2) OI OF' 12 - Tam giác OAB OA'B đồng Từ (1) (2) tính được: dạng OA' = 24 cm A'B' = 3cm - Viết hệ thức đồng dạng, từ tính A'B' = 3cm, OA' = 24cm Nhận xét: 19 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Hướng dẫn sách giáo viên xét đồng dạng tam giác tù, khác hoàn toàn so với hướng dẫn ý a ( hình vẽ khác, đoạn tỉ lệ khác nhiều) Nếu trình bày cụ thể định làm học sinh thấy rối! Vì thời lượng cho câu C5 khơng có nhiều, thời gian ngắn mà không lựa chọn tốt cách diễn giải (lúc lúc kia!) khó khăn cho việc giảng dạy Quy tắc vuông thay đổi chút ( ảnh thay đổi tính chất) so với 3.1, cách xét tam giác tỉ lệ rõ ràng thống chung mặt trình bày Bài 3.3: Vật sáng AB có độ cao h đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f, điểm A nằm trục cách thấu kính khoảng d = 2f Vẽ hình tạo ảnh A'B' tính độ cao ảnh theo h, tính khoảng cách từ ảnh tới thấu kính theo d (Theo 43.5/ SBT VL 9-Tr 51- Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn Hướng dẫn SGV Vật lí Tr227: Theo kỹ thuật vuông: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ - Dùng hai tia sáng đặc biệt hình vẽ - Tính h' = h, d' = d = 2f ∆ A' B ' F ' ~ ∆ OIF' ⇒ A ' B ' A'O A ' B ' A 'O = ⇔ = (1) AB AO h 2f ' A' B ' A' F ' A' B ' AO −f = ' ⇔ = (2) OI OF h f Từ (1) (2) tính được: OA' = 2f =d A'B' = h Nhận xét: + Đây vị trí đặc biệt vật trước thấu kính hội tụ (d = 2f) Trường hợp sau học sinh học xong thực hành đo tiêu cự thấu kính khơng cịn tập mà kiến thức cần nhớ Khi d = 2f học sinh kết luận ảnh mà không cần phải chứng minh lại + Sách giáo viên tiếp tục hướng dẫn không cụ thể việc xét tỉ lệ 20 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Trường hợp thấu kính phân kì, SGV lại tiếp tục thay đổi tam giác đồng dạng Bài 3.4: Đặt vật sáng AB trước thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm Vật AB cách thấu kính đoạn d = 8cm, A nằm trục Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kinhsvaf chiều cao ảnh biết AB cao 6mm ( Theo câu C5 C7 SGK Vật lí - Tr 123) Hướng dẫn Hướng dẫn SGV Vật lí Theo kỹ thuật vuông: A ' B ' A'O A ' B ' A 'O Tr237: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ = ⇔ = (1) AB AO 0, - Tam giác FB'O IB'B đồng A' B' A' F A' B ' 12 − OA ' dạng ∆ A' B ' F ~ ∆ OIF ⇒ = '⇔ = (2) OI OF 0,6 12 - Tam giác OA'B' OAB đồng Từ (1) (2) tính được: dạng OA' = 4,8 cm A'B' = 0,36 cm = - Viết hệ thức đồng dạng, từ 3,6mm tính A'B' = 0,36cm, OA' = 4,8cm Bài 3.5: Dùng máy ảnh có tiêu cự vật kính 5cm để chụp ảnh người đứng cách máy 3m Xác định khoảng cách từ phim đến vật kính lúc chụp ảnh ( Theo 47.4 sách BTVL - Trang 54 - Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn 21 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Hướng dẫn SGV Vật lí Tr247: ∆FA ' B ' : ∆FOI ⇒ FA ' = FO A' B ' d' = f OI d -.d' = OA' = OF + FA' = f + f d' d Theo kỹ thuật vuông: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ ∆ A' B ' F ~ ∆ OIF ⇒ A ' B ' A 'O A ' B ' A 'O = ⇔ = (1) AB AO AB 300 A' B ' A' F A' B ' OA '− = ⇔ = (2) OI OF AB Từ (1) (2) tính được: OA' = 5,08cm - Giải phương trình tính d'= d f 300.5 = ≈ 5, 08cm d − f 300 − Nhận xét: Đây SGV viết tường minh tỉ số đồng dạng Ta thấy cách diễn đạt cầu kì học sinh cấp ( Làm xuất kiến thức THPT cơng thức thấu kính) Bài 3.6: Dùng máy ảnh có tiêu cự vật kính 5cm để chụp ảnh người cao 1,6m đứng cách máy 4m Tính chiều cao ảnh A'B' người phim ( Theo 47.5 sách BTVL - Trang 54 - Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn Hướng dẫn SGV Vật lí Tr247: - Chiều cao người trêm phim d' h' = h (1) d d' f - Theo công thức d = d − f Theo kỹ thuật vuông: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ A ' B ' A'O A ' B ' A 'O = ⇔ = (1) AB AO 160 400 A' B ' A ' F A' B ' OA '− ∆ A B ' F ~ ∆ OIF ⇒ = ⇔ = (2) OI OF 160 ' tính Từ (1) (2) tính được: OA' = 5,06cm A'B' = 2,03 cm được: h' ≈ 2, 03cm Nhận xét: SGV gần hướng học sinh tới việc áp dụng cơng thức thấu kính Học sinh cấp khơng trang bị cơng thức thấu kính loại thấu kính, trường hợp tạo ảnh lại có cơng thức riêng, học sinh khó nhớ hết công thức Nếu muốn sử dụng công thức lại phải có 22 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ quy ước âm, dương đoạn thẳng, điều khó thực với học sinh THCS Vì vậy, việc giải tốn quang hình cấp tốt dựa trực tiếp vào hình vẽ để xử lí Sau ta xét tiếp việc sử dụng "kỹ thuật vuông" để việc giải tập định lượng thấy tính hiệu cách làm Bài 3.7: Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới không đổi 2cm Hãy tính độ thay đổi tiêu cự thể thủy tinh chuyển từ trạng thái nhìn vật xa sang trạng thái nhìn vật cách mắt 50cm ( Theo 48.4 sách BTVL - Trang 55 - Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn - Khi ngắm vật xa, tiêu điểm thể thủy tinh nằm màng lưới tiêu cự thể thủy tinh f = 2cm - Khi vật cách mắt đoạn OA = 50cm Gọi f' tiêu cự thể thủy tinh đó, ta có: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ ∆ A' B ' F ~ ∆ OIF ⇒ A' B ' A 'O A' B ' = ⇔ = (1) AB AO AB 50 A' B ' A' F A' B ' − f ' = ⇔ = (2) OI OF AB f' Từ (1) (2) tính f' = ∆f = f − f ' = − 25 Độ thay đổi tiêu cự 13 25 = 0, 077cm 13 ( Chúng ta xem so sánh thêm với hướng dẫn SGV) Bài 3.8: Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát vật nhỏ Vật cách kính khoảng 8cm Dựng ảnh A'B' qua thấu kính tính tỉ số độ cao vật ảnh ( Theo 50.5 sách BTVL - Trang 57 - Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn Chú ý: Kính lúp sử dụng thấu kính hội tụ Vì d < f nên ảnh A'B' ảnh ảo 23 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ ∆ A' B ' F ~ ∆ OIF ⇒ A' B ' A'O A' B ' A'O = ⇔ = (1) AB AO AB A' B ' A' F A' B ' A ' O + 10 = ⇔ = (2) OI OF AB 10 Từ (1) (2) tính A'O = 40cm, thay vào (1) ta A'B' = 5AB Bài 3.9: Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát vật nhỏ cao 1mm Muốn có ảnh cao 10mm phải đặt vật cách kính cm? ( Theo 50.6 sách BTVL - Trang 57 - Nxb Giáo dục 2005) Hướng dẫn Tương tự 3.8 ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ A ' B ' A'O A 'O = ⇔ = (1) AB AO 0,1 AO A' B ' A' F A ' O + 10 ∆ A B ' F ~ ∆ OIF ⇒ = ⇔ = (2) OI OF 0,1 10 ' Từ (2) tính A'O = 90cm, thay vào (1) ta AO = 9cm Bài 3.10: Người ta muốn chụp ảnh tranh kích thước 0,48m x 0,72m phim ảnh có kích thước 24mm x 36mm Xác định khoảng từ vật đến thấu kính ảnh có kích thước lớn nhất, biết tiêu cự thấu kính 6cm Hướng dẫn 24 HƯỚNG DẪN GIẢI TOÁN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Ảnh có khích thước lớn chiều ngang chiều cao ảnh vừa đủ kích thước phim Ta có AB = 720mm A'B' = 36mm ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ A ' B ' A 'O 36 A ' O = ⇔ = (1) AB AO 720 AO ∆ A' B ' F ' ~ ∆ OIF' ⇒ A' B ' A' F ' 36 A ' O − 60 = ⇔ = (2) OI OF' 720 60 Từ (2) tính A'O = 63mm Thay giá trị A'O vào (1) ta được: AO = 20A'O = 20.63= 1260mm = 1,26m Qua ví dụ ta thấy hầu hết toán quang hình học có tính định lượng chương trình trình bày theo kỹ thuật vng Bài tốn định lượng quang hình chưa phổ biến vào kì thi dành cho học sinh đại trà Nếu giáo viên hướng dẫn không thống thực khó khăn cho việc làm thi học sinh việc làm đáp án chấm Nếu hướng học sinh theo kỹ thuật vuông rõ ràng việc đơn giản nhiều Hiện có kì thi dành cho học sinh giỏi đụng chạm nhiều đến định lượng quang hình học Sau thời gian viết áp dụng sáng kiến, thử mở rộng khả kỹ thuật vuông cách giải tốn thi học sinh giỏi Qua tìm hiểu tơi nhận thấy nhiều tốn quang hình có nội dung định lượng đề thi học sinh giỏi sử dụng kỹ thuật vng để có lời giải gọn gang mà không cần sử dụng công tbhuwcs thấu kính Tiếp theo ta xét thêm ứng dụng kỹ thuật vuông việc giải số thi dành cho học sinh giỏi Bài 3.11: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục chính, ta thu ảnh ngược chiều cao gấp đôi AB Dịch vật lại gần thấu kính đoạn 10 cm ta lại thu ảnh cao gấp đơi AB Tính tiêu cự f thấu kính (Thi HSG Hà Nội 2007) Hướng dẫn 25 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Vì thấu kính tạo ảnh ngược chiều nên thấu kính cho thấu kính hội tụ, ảnh lần thứ ảnh ảo Gọi d1 d2 khoảng cách từ A đến thấu kính hai trường hợp tạo ảnh đầu ∆A1 B1O ~ ∆ABO ⇒ ∆A1 B1F ~ ∆OIF ⇒ A1 B1 A1O AO = ⇔ = (1) AB AO d1 A1 B1 A1F AO − f = ⇔ 2= => A1O = f (2) OI OF f (1) (2) => d1 = 1,5f Tương tự, áp dụng quy tắc vuông với tam giác chứa A2B2 ta tính được: A2 O = d2 = 0,5f Theo đầu d1- d2 = 10 cm => 1,5f -0,5f =10 => f = 10cm Bài 3.12: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 16cm, A nằm trục Cần đặt vật khoảng để thu ảnh ảo nằm khoảng tiêu cự thấu kính? Hướng dẫn Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo vật nằm khoảng tiêu cự thấu kính Ta có sơ đồ tạo ảnh ảo TKHT: ∆ A ' B ' O ~ ∆ ABO ⇒ A' B ' A'O = (1) AB AO 26 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ ∆ A' B ' F ~ ∆ OIF ⇒ A' B ' A ' F A ' B ' OA '+ f = ⇔ = (2) OI OF AB f A 'O Từ (1) (2) ta có : AO = A 'O + f f AO ⇒ A 'O = f f − AO f AO f Ảnh A'B' nằm khoảng tiêu cự A'O < f ⇒ f − AO < f ⇒ AO < Thay số tính AO < 8cm thu ảnh ảo nằm khoảng tiêu cự Nhận xét: - Trong tốn thay f = 16cm để tính AO < 8cm Bài tốn tính tổng qt để có tổng quát vị trí ảnh - Ảnh ảo tạo thấu kính phân kì ln nằm khoảng tiêu cự Ảnh ảo tạo thấu kính hội tụ nằm ngồi tiêu cự Các tốn chương trình học ln xảy trường hợp ảnh ảo thấu kính hội tụ nằm ngồi tiêu cự, điều dễ gây hiểu nhầm cho học sinh vị trí ảnh Vì vậy, giáo viên cần ý tránh gây hiểu nhầm tính chất ảnh ảo TKHT Bài 3.13: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục chính, ta thu ảnh thật cao gấp vật Dịch chuyển thấu kính dọc theo trục xa vật thêm đoạn 15 cm ảnh dịch 15 cm so với ảnh ban đầu Tính tiêu cự f thấu kính (Thi HSG Ninh Bình 2012) Hướng dẫn Gọi d1 khoảng cách từ A đến thấu kính trường hợp tạo ảnh ∆A ' B ' O ~ ∆ABO ⇒ A' B ' A'O A 'O = ⇔ 2= (1) AB AO d1 ∆A ' B ' F ' ~ ∆OIF' ⇒ A' B ' A' F ' A 'O − f = ⇔2= => A ' O = f (2) OI OF' f (1) (2) => d1 = 1,5f A 'O Theo ta có d = A 'O − f f 27 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Khi thấu kính dịch chuyển 15cm ta có tương tự: A ' O − 15 ( A ' O − 15) − f f − 15 (3 f − 15) − f = ⇔ = ⇒ f = 30cm d1 + 15 f 1,5 f + 15 f Chú ý: Khi vật dịch chuyển xa thấu kính hội tụ ảnh thật dịch lại gần thấu kính Bài 3.14: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục cách quang tâm O đoạn OA = 3OF, với F tiêu điểm thấu kính Tính tỉ số chiều cao ảnh vật (Thi HSG Quảng Ninh 2007) Hướng dẫn Gọi f tiêu cự thấu kính ∆A ' B ' O ~ ∆ABO ⇒ A' B ' A'O A ' B ' A 'O = ⇔ = (1) AB AO AB 3f ∆A ' B ' F ' ~ ∆OIF' ⇒ A' B ' A' F ' A ' B ' A 'O − f = ⇔ = (2) OI OF' AB f (1) (2) => A 'O A 'O − f = ⇒ A ' O = 1,5 f (3) 3f f Thay A'O = 1,5f vào (1) => A' B ' = AB Bài 3.15: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục thấu kính hội tụ, A nằm trục cách quang tâm khoảng OA = a Dịch chuyển vật xa hay lại gần thấu kính thêm đoạn b = 5cm thu ảnh có độ cao vật, có ảnh chiều ảnh ngược chiều với vật Tính a tiêu cự f thấu kính (Thi HSG Hà Nam 2010) Hướng dẫn 28 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Gọi d1 d2 khoảng cách từ A đến thấu kính hai trường hợp tạo ảnh đầu ∆A1 B1O ~ ∆ABO ⇒ ∆A1 B1F ~ ∆OIF ⇒ (1) (2) => d1 = A1 B1 A1O AO = ⇔ = (1) AB AO d1 A1 B1 A1F AO − f = ⇔ 3= => A1O = f (2) OI OF f f Tương tự, áp dụng quy tắc vng với tam giác chứa A2B2 ta có: ∆A2 B2O ~ ∆ABO ⇒ ∆A2 B2 F ~ ∆OIF ⇒ A2 B2 A2O AO = ⇔ = (3) AB AO d2 A2 B2 A2 F AO+ f = ⇔ 3= => A2O = f (4) OI OF f Từ (3) (4) ta có d2 = Theo đầu bài, d1- d2 = 2b => f f − f = 2.5 => f = 15cm 3 Dễ thấy d2 = 10cm a = d2 + b = 10 + = 15cm Dạng tốn dịch chuyển vị trí vật thấu khính phổ biến thi học sinh giỏi Trong trường hợp ta việc áp dụng nhiều lần kỹ thuật vng để có liên hệ hình học cần thiết Các quang hình học nội dung phong phú, nhiều điều kiện khác nhìn chung đa số giải cách sử dụng kỹ thuật vng trình bày 2.4 - Bài tập vận dụng Bài 4.1: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính phân kì, A nằm trục cách thấu kính khoảng OA = 24cm Vẽ sơ đồ tạo ảnh tính tỉ số độ cao vật ảnh biết tiêu cự thấu kính f = 12cm ( ĐS: AB = 3) A' B ' 29 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ Bài 4.2: Đặt vật sáng AB vng góc với trục của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm, A nằm trục thấu kính Xác định vị trí vật trước thấu kính để có ảnh A'B' cao gấp lần AB ( ĐS: OA = 8cm OA = 16cm) Bài 4.3: Vật sáng AB đặt trục thấu kính cho ảnh A'B' hình vẽ a) Vẽ hình xác định quang tâm tiêu điểm thấu kính b) Tính tiêu cự thấu kính biết ảnh A'B' cao gấp lần AB khoảng cách AA' = 45cm ( ĐS : f = 10cm) Bài 4.4: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính phân kì, A trục cách thấu kính đoạn OA = 12cm Ảnh A'B' thu cách AB đoạn 8cm Tính tiêu cự thấu kính ( ĐS: f = 6cm) Bài 4.5: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính phân kì tiêu cự f = 15cm ta thu ảnh A'B' cách AB khoảng 20cm Tính khoảng cách từ vật tới thấu kính ( ĐS: OA = 30cm ) Bài 4.6: Vật sáng AB đặt trước thấu kính cho ảnh cao AB Dịch vật xa thấu kính thêm đoạn 10cm ảnh thu ảnh AB Tính tiêu cự thấu kính ( ĐS: f = 10cm ) Bài 4.7: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục ta thu ảnh A'B' ngược chiều cao gấp đôi AB Dịch vật xa thấu kính thêm đoạn cm độ cao ảnh giảm nửa Xác định tiêu cự thấu kính ( ĐS : f = 10cm) Bài 4.8: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục cách thấu kính đoạn 15cm Ảnh A'B' thu ngược chiều với AB Dịch vật xa thấu kính thêm đoạn cm độ cao ảnh giảm nửa Xác định tiêu cự thấu kính ( ĐS : f = 10cm) 30 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ 3-KẾT LUẬN CHUNG 3.1- Kết luận - Tôi viết kinh nghiệm sau thời gian giảng dạy rút kinh nghiệm, với góp ý đồng nghiệp tham khảo thông tin mạng internet Bài viết nhằm cung cấp cho học sinh kĩ bản, quan trọng học phần quang hình học; giúp em có khả ghi nhớ tốt lí thuyết quang hình, xử lí tốt việc vẽ hình khai thác hình vẽ Tơi xin nhấn mạnh lại rằng, học sinh cần biết lập bảng thống kê nội dung lí thuyết nhớ tốt được; toán định lượng cần nắm bắt kỹ thuật vng để trình bày cho ngắn gọn Hy vọng viết đem lại điều mẻ, bổ ích cho việc dạy - học đơng đảo quý thầy cô em học sinh - Nội dung viết đề cập đầy đủ vấn đề quang hình học, viết thích hợp với đối tượng học sinh đại trà Ngoài việc cung cấp kĩ để học sinh bước đầu học tập quang hình, tài liệu có số mở rộng để học sinh giỏi tìm hiểu rèn luyện thêm 3.2 - Kiến nghị - Quang hình mơn học khó, học sinh cần có nỗ lực cao việc học tập; học kĩ lí thuyết làm đầy đủ tập chương trình Bài tập sách tập phong phú, mức độ nên nguồn luyện tập tốt học sinh - Đối với giáo viên, việc tham khảo hướng dẫn sách giáo viên cần thiết Đây kênh thông tin quan trọng để cung cấp thêm cho giáo viên kiến thức môn, phương pháp giảng dạy, cách thức giảng dạy đơn vị kiến thức Tuy nhiên, người giáo viên cần tích cực chủ động kiến thức, có độc lập suy nghĩ vấn đề để tìm hướng giải phù hợp với đối tượng học sinh Trong viết có nhiều đối chiếu với hướng dẫn sách giáo viên thấy rằng, cách giải tốn định lượng quang hình học có nhiều trình bày khác nhau; giáo viên cần xem xét kĩ để lựa chọn trình bày hiệu - Nhà trường cần đầu tư, tạo điều kiện học tập thuận lợi cho môn vật lí đặc thù mơn phụ thuộc nhiều vào sở vật chất phục vụ học tập - Vật lí mơn hấp dẫn khó với học sinh nói chung Tơi nhận thấy chương trình cịn thời lượng luyện tập khiến học sinh khơng có điều kiện rèn luyện kĩ làm tập Tơi mong có thêm hướng dẫn sách tập Lí (như mơn Tốn mơn Hóa làm) có điều chỉnh chương trình để học sinh có thêm thời lượng luyện giải tập Bài viết xin dừng Mặc dù có đầu tư thời gian có cân nhắc kinh nghiệm thân có hạn chế nên viết không tránh khỏi thiếu sót, tơi mong q đồng nghiệp góp ý kiến cho nội dung tài liệu hồn thiện Tơi xin kính chúc thầy, có nhiều sức khỏe, niềm vui đạt kết cao công việc giảng dạy Xin trân trọng cảm ơn! 31 HƯỚNG DẪN GIẢI TỐN QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÍ 32 ... định lượng - Các ví dụ mẫu tập vận dụng Mục đích sáng kiến: - Bồi dưỡng cho học sinh lớp khả nghi nhớ lí thuyết quang hình, kĩ vẽ hình, kĩ làm tập định lượng - Hình thành phương pháp dạy học hiệu... Hướng dẫn học sinh học tốt phần lí thuyết 2.1.1-Nhận xét, hướng dẫnchung Để học tốt phần quang hình học yêu cầu học sinh phải ghi nhớ lí thuyết quang hình Lí thuyết phần nhiều, địi hỏi học sinh phải... trọng quang hình học Bài tốn dựng hình địi hỏi học sinh khơng nhớ lí thuyết mà cịn phải biết vận dụng lí thuyết cách linh hoạt Hình vẽ quang hình học thể rõ ràng nắm bắt lí thuyết quang hình học sinh