Giáo án vật lý 11 - thấu kính mỏng potx

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : Bài 06 - 07 THẤU KÍNH MỎNG I. MỤC TIÊU : • Cần nắm vững các điểm sau • Cấu tạo của thấu kính • Phân loại thấu kính : Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. • Các yếu tố của thấu kính (đường kính khẩu độ, quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu điểm, độ tụ). • Điều kiện cho ảnh rõ của thấu kính. • Phân biệt được sự khác nhau về tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự của hai loại thấu kính. • Nắm được đường đi của tia sáng qua hai loại thu kính (đối với các tia dặc biệt cũng như với các tia bất kì) và sự tạo ảnh của một vật cho bởi thấu kính. • Hiểu về quang sai : cầu sai – sự biến dạng của ảnh. • Biết cách vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính. • Biết xác đònh ảnh của một vật bằng cách vẽ các tia sáng. • Biết vận dụng các công thức trên để xác đònh vò trí của vật(hay ảnh), tính độ phóng đại của ảnh và độ tụ của thấu kính. • Nhận ra các điểm giống nhau và các điểm khác nhau khi vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề … III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : -Một kính lúp ; Một hoặc hai con tem -Ba thấu kính hội tụ (hai mặt lồi , mặt lồi – mặt lõm , mặt lồi – mặt phẳng ) -Ba thấu kính phân kì (hai mặt lõm , mặt lõm – mặt lồi, mặt lõm – mặt phẳng ) GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -1 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY  Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức , điều khiển Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (5’) 1. CÂ1U Tạo , đường đi củatia sáng qua lăng kính 2. Công thức của lăng kính 3. Biến thiên góc lệch theo góc 4. Trả lời câu hỏi ,làm bài tập 1,2,3,4,5trang 33 SGK Kiểm tra và đánh giá 2. Nghiên cứu bài mới I. Đònh nghóa 1. Đònh nghóa Thấu kính là một khối trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. 2. Phân loại : • Thấu kính mép mỏng gọi là thấu kính hội tụ. • Thấu kính mép dày gọi là thấu kính phân kì. Cho HS xem một kính lúp hỏi HS công dụng của kính lúp Cho HS biết kính lúp cũng là một loại kính hội tụ Yêu cầu quan sát hình dạng của thấu kính này HS đưa ra một ĐN cho thấu kính Sửa lại hoặc bổ sung các ĐN của HS Giới thiệu mô hình ,nêu đònh nghóa một cách tổng quát Cho HS quan sát từng loại thấu kính và đề nghò nhận xét những điểm giống nhau và khác nhau giữa các loại thấu kính Gợi ý cho HS đưa ra cách phân loại thấu kính Đưa ra cách phân loại và Đònh nghóa các yếu tố của thấu kính .giải thích tại sao lấy bán kính mặt phẳng là vô cực Giải thích cho học sinh tại sao thấu kính mép mỏng được gọi là thấu kính hội tụ, tại sao thấu kính mép dày được gọi là thấu kính phân kì Quan sát và trả lời Nhóm hội ý và đưa ra đònh nghóa Ghi nhớ Quan sát và ghi nhớ Nhóm quan sát ,thảo luận và cho ý kiến Thống nhất chọn ý kiến chung Ghi nhớ GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -2 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 3. Đònh nghóa các yếu tố của thấu kính . - R 1 , R 2 : Bán kính các mặt cầu (mặt phẳng được coi là có bán kính vô cực) - C 1 C 2 : Trục chính. , là đường thẳng nối các tâm của hai mặt cầu (hoặc đi qua tâm của mặt câu và vuông góc với mặt phẳng) - : Quang tâm thấu kính (O là điểm mà trục chính cắt thấu kính). - : Trục phụ Đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O - được gọi là đường kính mở hay đường kính khẩu độ. - Ta chỉ xét các thấu kính mỏng và trong không khí . 4. Tính chất của quang tâm Một tia sáng bất kì qua quang tâm thì truyền thẳng. 5. Điều kiện để cóảnh rõ nét điều kiện tương điểm Các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục chính. Trong điều kiện này ứng với một điểm vật chỉ có một điểm ảnh rõ nét. Nêu tính chất của quang tâm và điều kiện để có ảnh rõ nét Chú ý : đây là điều kiện quan trọng Để có điều kiện này ta có thể làcách nào ? GV : Bằng một tấm bìa chắn sáng, trên đó có đục một lỗ thủng tròn, được đặt trước thấu kính. Trong trường hợp này, đường kính khẩu độ bằng đường kính lỗ tròn .Nghóa là  Thu nhỏ đường kính khẩu độ của thấu kính (Cáh này cũng dùng cho gương cầu ) Ghi nhớ HS : ta có thể giới hạn chùm tia tới thấu kính Cá nhân suy nghỉ vàghi nhớ GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -3 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 II. Tiêu điểm.Tiêu diện.Tiêu cự 1. Tiêu điểm ảnh chính - Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác đònh tiêu điểm ảnh chính - Tiêu điểm ảnh chính : Vò trí của điểm sáng trên truc chính khi chùm tia tới song song ới trục chính Giao điểm của các tia ló (hay đường kéo dài của các tia ló ) khi chùm tia tới song song ới trục chính . Kí hiệu : F’ - Vò trí tiêu điểm ảnh chính • Thấu kính hội tụ : Nằm phía tia ló. • Thấu kính phân kì : Nằm phía tia tới . Tiêu điểm ảnh chính Thí nghiệm GV : Tiến hành thí nghiệm Chiếu một chùm tia sáng song song với trục chính tới một thấu kính hội tụ (cách đơn giản nhất là dùng thấu kính này để hứng chùm sáng song song từ mặt trời). Dùng một màn E để hứng chùm sáng ló Hãy nhận xét hình ảnh trên màn GV: Hãy nhận xét hình ảnh trên màn khi tiếp tục cho di chuyển màn E GV: Vò trí điểm sáng này được gọi là tiêu điểm ảnh chính F’, thường gọi tắt là tiêu điểm ảnh. Làm thí nghiệm với thấu kính phân kì Với thấu kính phân kì, tiêu điểm ảnh F’ nằm phía tia tới. Tiêu điểm vật chính Quan sát và nhận xét HS :Ta được một vệt sáng hiện trên màn E. HS : Có một vò trí đặt biệt lúc này vệt sáng nhỏ và sáng nhất. Ghi nhớ Quan sát và nhận xét Không có điểm sáng trên màn E Thực hiện thí nghiệm GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -4 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Đường đi của tia sáng qua thấu kính 1. Các tia đặc biệt • Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’. • Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính. • Tia tới qua tâm O thì đi thẳng Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì Xét một tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo các cách sau: a. Cách 1: - Vẽ trục phụ song song với tia tới SI. - Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu diện phụ là F’ 1 . - Từ I vẽ tia ló đi qua F’ 1 Trình bày các bước vẽ Ghi nhớ Yêu cầu HS trả lới câu hỏi H1 GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -5 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 b. Cách 2: - Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phụ là F 1 . - Vẽ trục phụ đi qua F 1 . - Vẽ tia ló song song với trục trên . GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -6 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 IV. Xác đònh ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng 1. Xác đònh ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính. - Trước hết, xác đònh ảnh B’ - Để xác đònh ảnh B’, từ B vẽ đường đi tia sáng của hai trong các tia đặc biệt. nh B’ là giao điểm của các tia ló Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính, ta được ta được ảnh A’B’ của vật AB. 2. nh của một vật qua thấu kính hội tụ  Khi vật A 1 B 1 ngoài tiêu điểm, ảnh A’ 1 B’ 1 là ảnh thật ngược chiều  Khi vật A 2 B 2 ở trong tiêu điểm, ảnh A’ 2 B’ 2 là ảnh ảo, cùng chiều.  Khi vật ở tiêu điểm, ảnh ở vô cực. Ghi nhớ GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -7 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 V. Độ tụ 1. Đònh nghóa Độ tụ là một đại lượng dùng để xác đònh khả năng làm hội tụ chùm tia nhiều hay ít . 2. Công thức : f 1 D = 3. Đơn vò : điôp (với tiêu cự f tính ra met) 4. Qui ước dấu :  Với thấu kính hội tụ, D > 0.  Với thấu kính phân kì, D < 0. Công thức tính độ tụ của thấu kính  Công thức         +−== 21 R 1 R 1 )1n( f 1 D Trong đó, • n : chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với môi trường xung quanh thấu kính. • R 1 , R 2 : Bán kính của các mặt thấu kính,  Quy ước : • R 1 , R 2 > 0 với các mặt lồi, Thông tin Nhấn mạnh ý nghóa Chu ùý: - Qui ước về dấu - Mối tương quan giữa hai đa lượng f vàĐ - n là chiết suất tuyệt đối của thấu kính , nếu thấu kính nằm trong môitrươg không phải là không khí thì n là chiết suất tỉ đối của thấu kính với môi trươg ngoài Ghi nhớ GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -8 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 • R 1 , R 2 < 0 với các mặt lõm, • R 1 (hay R 2 ) = ∞ với mặt phẳng.  Ýù nghóa :  Độ tụ D càng lớn khả năng hội tụ chùm tia sáng đi qua thấu kính càng mạnh. Thấu kính phân kì có độ tụ âm. VI.Công thức thấu kính Để thành lập công thức liên hệ giữa các vò trí của vật và ảnh, ta xét trường hợp vật thật, ảnh thật như trên Xét các tam giác đồng dạng BIJ và FOJ, ta có : IB OF IJ OJ = Xét các tam giác đồng dạng B’IJ và F’OJ, ta có : 'JB 'OF JI OI = cộng hai phương trình vế với vế, ta được: JB 'OF IB OF JI OIOJ += + Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật ta chia vế với vế hai phương trình đầu tiên ở trên, ta được : Mà OJ + OI = JI, suy ra : 'OF 1 'OA 1 'OF 1 'OA 1 OA 1 'JB 1 IB 1 'OFhay 'JB 'OF IB OF 1 =+ =+⇒       +=+= OA 1 hay 1 Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật ta chia vế với hai phương trình đầu tiên ở trên, ta được : GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -9 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 OA 'OA AB 'B'A IB 'JB OI OJ = = rasuy Để tổng quát hoá các công thức trên, ta thay các khoảng cách hình học bằng các trò đại số với quy ước như sau : OA  d ; OA’  d’ ; OF  f d > 0 với vật thật, d’ > 0 với ảnh thật, f > 0 với thấu kính hội tụ. f < 0 với thấu kính phân kì. d < 0 với vật ảo d’ < 0 với ảnh ảo. Ta được các công thức tổng quát sau, áp dụng cho mọi trường hợp, cho cả hai loại thấu kính hội tụ và phân kì. f 1 'd 1 d 1 =+ Độ phóng đại được đònh nghóa là : AB 'B'A k = ta có d 'd k −= Chú ý :  Nếu ảnh và vật cùng chiều, k > 0. Nếu ảnh và vật ngược chiều, k < 0. Làm bài tập áp dụng và so sánh kết quả với cách vẽ HS hợp tác GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -10 /12 [...]... : ĐỖ HIẾU THẢO  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Cho thêm vài thí dụ VẬT LÝ PB 11: 06 -1 1 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 VIII ng dụng của thấu kính máy ảnh, óng nhòm kính lúp (để quan sát các vật nhỏ), kính hiển vi (để quan sát các vi thể), kính thiên văn (để quan sát các thiên thể) ,kính tụ quang trong các đèn chiếu, dụng cụ đo quang học… nhằm biến chùm tia sáng phân kì thành chùm song... tròn sáng, kích thước của hình tròn sáng này nhỏ nhất tại K Với thấu kính phân kì, các tia sáng đi gần mép thấu kính bò phân kì mạnh hơn, cho ảnh tại S’’, sác tii gần trục cho ảnh tại S’ Ta được nhiều điểm ảnh ở trên một đoạn sáng có chiều dài S’S’’ b Sự biến dạïng của ảnh Là hiện tượng quang sai do độ phóng đại sủa thấu kính không điều nhau đối với các tia sáng đi gần trục hay xa trục của thấu kính. ..TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  VII Quang sai a Cầu sai Cầu sai xảy ra là do chùm tia tới thấu kính không thỏa mãn điều kiện tương điểm Xét một chùm tia rông, từ một nguồn điểm S, tới một thấu kính hội tụ Các tia gần trục, sau khi qua thấu kính sẽ hội tụ tại một điểm S’, các tiû mép của chùm tia sẽ hội tụ tại điểm S’’ gần quang tâm hơn (hình 6.24) Các tiû khoảng giữa... song song 3 Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu nhắc lại : Nhấn mạnh các nội dung quan trọng Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bò bài mới” Kính lúp “    GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -1 2 /12 . ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : Bài 06 - 07 THẤU KÍNH MỎNG I. MỤC TIÊU : • Cần nắm vững các điểm sau • Cấu tạo của thấu kính • Phân loại thấu kính : Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. •.  VẬT LÝ PB 11: 06 -2 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 3. Đònh nghóa các yếu tố của thấu kính . - R 1 , R 2 : Bán kính các mặt cầu (mặt phẳng được coi là có bán kính vô. HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 06 -1 1 /12 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 VIII. ng dụng của thấu kính máy ảnh, óng nhòm. kính lúp (để quan sát các vật nhỏ), kính hiển vi (để