Phân loại và phương pháp giải bài tập Quang học chương trình THCS

Học vật lý lại càng pháttriển năng lực tích cực, năng lực tư duy để học sinh học không phải chỉ biết màcòn phải hiểu để giải thích hiện tượng vật lý cũng như áp dụng kiến thức và kỹnăng

có ý nghĩa hết sức quan trọng Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dục phải đượctiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý thứcnăng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là con đường phát triển tối ưucủa giáo dục Cũng như trong học tập các bộ môn khác Học vật lý lại càng pháttriển năng lực tích cực, năng lực tư duy để học sinh học không phải chỉ biết màcòn phải hiểu để giải thích hiện tượng vật lý cũng như áp dụng kiến thức và kỹnăng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và cộng đồng.

Trong khuôn khổ chương trình trung học cơ sở, bài tập vật lý thường là nhữngvấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận logic, bằng tínhtoán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc vật lý, phương pháp vật lý đãquy định trong chương trình học Giải những bài tập vật lý là một khâu quan trọngtrong quá trình dạy và học vật lý

Việc giải bài tập vật lý giúp củng cố đào sâu, mở rộng kiến thức cơ bản củabài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn làbiện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác dụng giáodục sâu sắc tới mặt tư tưởng, giáo dục Vì thế trong việc giải bài tập vật lý mụcđích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số, tuy điều này cũng quan trọng

và cần thiết, mục đích chính của giải bài tập là người làm bài tập hiểu được sâusắc hơn các khái niệm, định luật vật lý, vận dụng chúng vào trong những vấn đềcủa thực tế trong đời sống và trong lao động

2 Lý do chủ quan

Trong số tất cả các bộ môn khoa học tự nhiên: Toán, Lý, Hoá, Sinh… thìvật lý là một trong những môn khoa học khó Việc học tập môn vật lý nhằm mang

trọng nhất trong đời sống và sản xuất … kỹ năng quan sát các hiện tượng và quátrình vật lý để thu thập các thông tin và các dữ liệu cần thiết… mang lại hứng thútrong học tập cũng như áp dụng các kiến thức và kỹ năng vào các hoạt động trongđời sống gia đình và cộng đồng.

Chương trình vật lý trung học cơ sở gồm 4 mảng kiến thức lớn:

và tính toán ở những bài tập này các em gặp không ít khó khăn

Vì vậy để giúp quá trình lĩnh hội và vận dụng kiến thức lý vào giải các bài tập

về quang học được tốt hơn, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, phục vụ công tácbồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý đã thôi thúc tôi quyết định lựa chọn vấn đề này

II TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Việc dạy học vật lý trong trường phổ thông hiện nay chưa phát huy đượchết vai trò của bài tập vật lý trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học Dạy học sinhgiải bài tập vật lý là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ củangười giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động của học sinh

Về vấn đề này đã có rất nhiều tài liệu tham khảo của nhiều tác giả khácnhau dành cho học sinh, hầu hết đều đáp ứng được yêu cầu giúp học sinh rènluyện kỹ năng giải bài tập vật lý, củng cố và nâng cao kiến thức vật lý

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Do thời gian có hạn và nhiều nguyên nhân khách quan khác nên tôi chỉ hệthống kiến thức nội dung và bài tập chương “Quang học” ở chương trình lớp 7 vàlớp 9 trung học cơ sở

IV MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tìm phương pháp giải cho các loại bài tập Phân loại bài tập quang học,phương pháp giải bài tập quang học Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyếtphân tích bài toán đề ra được phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu nhất Sosánh với các phương pháp khác, tình huống có thể xảy ra với bài toán để mở rộnghiểu sâu tường tận bài toán

V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu các quy luật của quá trình nhận thức và mức độ nhận thức

- Sưu tầm hệ thống bài tập nội dung phần quang học THCS

- Xác định nội dung kiến thức tương ứng với các mức độ nhận thức

- Xây dựng các tiêu chí để phân loại bài tập

- Đưa ra phương pháp giải chung và áp dụng phương pháp giải chung chomột số bài tập

VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau:

- Phương pháp đọc sách và tham khảo tài liệu

- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia

- Phương pháp điều tra cơ bản

- Phương pháp quan sát sư phạm

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh

VII ĐÓNG GÓP CỦA KHÓA LUẬN

- Thông qua khóa luận giúp tôi rèn luyện thêm về kỹ năng giải bài tập và ứngdụng lý thuyết vào những bài tập cụ thể

- Xây dựng hệ thống bài tập theo mức độ nhận thức phần Quang học

- Làm tài liệu tham khảo cho học sinh đặc biệt là học sinh chuyên vật lý Nhằmnâng cao chất lượng học tập học phần Quang học của học sinh THCS

VIII CẤU TRÚC CỦA KHÓA LUẬN

PHẦN I MỞ ĐẦU

PHẦN II NỘI DUNG

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

I Cơ sở lí luận

II Cơ sở thực tiễn

CHƯƠNG II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUANGHỌC CHƯƠNG TRÌNH THCS

I Hệ thống các kiến thức cơ bản quang học chương trình THCS

II Phân loại và phương pháp giải bài tập quang học chương trình THCS

PHẦN II NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

I CƠ SỞ LÝ LUẬN

Theo quan điểm hoạt động, sự sản xuất vật chất là hoạt động có đối tượng,

có mục đích của con người, trong đó có chủ thể tác động đến đối tượng, nhờnhững phương tiện cần thiết và trong những điều kiện nhất định, làm đối tượngbiến thành sản phẩm thu được Khi đó, nói phương pháp là cách thức hoạt động,tức là một hệ thống các hành động tuần tự, có ý thức của con người dẫn tới sự đạtđược kết quả tướng ứng với mục đích đã vạch ra

Do đó, có thể nói mọi phương pháp đều hoạch định một mục đích được đặt

ra, một hệ thống các hành động tương ứng với nó, những phương tiện cần thiết,quá trình biến đổi đối tượng và kết quả thu được của sự áp dụng phương pháp.Phương pháp dạy học là một loạt các hành động có mục đích của giáo viên

tổ chức hoạt động trí óc và chân tay của học sinh, đảm bảo cho học sinh chiếmlĩnh được nội dung dạy học, đạt được mục tiêu xác định

Đối với môn vật lý ở trương trung học cơ sở, bài tập vật lý đóng vai tròquan trọng Việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học,

ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạtđộng trí tuệ của học sinh Vì thế đòi hỏi người giáo viên và cả học sinh phải họctập và lao động không ngừng Làm bài tập vật lý sẽ giúp cho học sinh hơn lýthuyết, những quy luật, những hiện tượng vật lý Thông qua các bài tập ở cácdạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thứcvật lý để tự giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau Từ đó họcsinh hiểu sâu, những kiến thức này trở nên sâu sắc hoàn thiện và trở thành vốnriêng của học sinh Trong quá trình giải quyết vấn đề, tình huống cụ thể học sinhphải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quáthóa để giải quyết vấn đề Từ đó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, óctưởng tượng phong phú, tính độc lập suy nghĩ, suy luận Nên bài tập vật lý gâyhướng thú học tập cho học sinh

1 HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC

1.1 Khái niệm hoạt động nhận thức

Hoạt động nhận thức là quá trình tâm lý phản ánh hiện thực khách quan vàbản thân con người thông qua các giác quan và dựa trên kinh nghiệm hiểu biếtcủa bản thân Việc nhận thức thế giới có thể đạt những mức độ khác nhau: từ đơngiản đến phức tạp, từ thấp đến cao Vì thế, hoạt động nhận thức chia thành: nhậnthức cảm tính và nhận thức lý tính

1.2 Nhận thức cảm tính

Là mức độ nhận thức đầu tiên, thấp nhất của con người Trong đó con ngườiphản ánh những thuộc tính bên ngoài, những cái đang trực tiếp tác động đến giácquan của họ Nhận thức cảm tính bao gồm: cảm giác và tri giác

- Cảm giác: là quá trình nhận thức phản ánh từng thuộc tính riêng lẻ, bềngoài của sự vật, hiện tượng và trạng thái bên trong của cơ thể khi chúng đangtrực tiếp tác động vào giác quan của ta

- Tri giác: là quá trình nhận thức phản ánh một cách trọn vẹn các thuộc tínhcủa sự vật, hiện tượng khi chúng trực tiếp tác động vào các giác quan của ta

1.3 Nhận thức lý tính

Là mức độ nhận thức cao ở con người, trong đó con người phản ánh nhữngthuộc tính bên trong, những mối quan hệ có tính quy luật của hiện thực kháchquan một cách gián tiếp Nhận thức lý tính bao gồm: tư duy và tưởng tượng

- Tư duy: tư duy là một quá trình nhận thức phản ánh những thuộc tính bảnchất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật và hiệntượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết

- Tưởng tượng: là một quá trình nhận thức phản ánh những cái chưa từng cótrong kinh nghiệm của cá nhân bằng cách xây dựng hình ảnh mới trên cơ sởnhững biểu tượng đã có

2 KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP VẬT LÝ

Trong thực tế dạy học, bài tập vật lý là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giảiquyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sởcác định luật và các phương pháp vật lý Hiểu theo nghĩa rộng, mỗi vấn đề xuất

hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh.

Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là một bài toán

3 TÁC DỤNG CỦA GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ

3.1 Bài tập Vật lý giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức học sinh đã nắm được cái chúng cáikhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là các khái niệm trừu tượng.Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng

đó vào những trường hợp cụ thể của chúng trong thực tế và phạm vi ứng dụngcủa chúng Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật bài tập vật lý giúpcho học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong thực tiễn củacác các kiến thức đã học

Còn khái niệm, định luật vật lý thì còn rất đơn giản nhưng biểu hiện củachúng trong tự nhiên thì rất phức tạp Do đó bài tập vật lý sẽ giúp luyện tập chohọc sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp đó

Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khigiải bài tập vật lý học sinh phải nhớ lại kiến thức đã học, có khi phải sử dụngtổng hợp các kiến thức của nhiều chương nhiều phần của chương trình

3.2 Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức mới

Nhiều khi bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suynghĩ về hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiệntượng mới do bài tập phát hiện ra

3.3 Giải bài tập vật lý rèn lyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết và thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹnăng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiếnthức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn

3.4 Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện đầu bài, tựxây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra

được nên tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực, nâng cao,tính kiên trì được phát triển.

3.5 Giải bài tập góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng nhữngkiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặc biệt lànhững bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm

3.6 Giải bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Tùy theo cách ra bài tập ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiếnthức của học sinh giúp việc đánh giá chất lượng học sinh được chính xác

3.7 Bài tập Vật lý là một phương tiện để giáo dục người học

Nhờ bài tập vật lý ta có thể giới thiệu cho người học biết sự xuất hiện củanhững tư tưởng, quan điểm tiến bộ, hiện đại, những phát minh, những thành tựucủa nền khoa học trong và ngoài nước Tác dụng giáo dục của bài tập vật lý cònthể hiện ở chỗ: Chúng là phương tiện hiệu quả để rèn luyện đức tính kiên trì,vượt khó, ý chí và nhân cách của người học Việc giải bài tập vật lý có thể mangđến cho người học niềm phấn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu thích môn học,tăng cường hứng thú học tập

4 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ THCS

Có nhiều kiểu phân loại bài tập vật lý: phân loại theo mục đích, phân loạitheo nội dung, phân loại theo cách giải, phân loại theo mức độ nhận thức… Tùytheo mục đích sử dụng mà ta chọn cách phân loại phù hợp

Phân loại:

Về cơ bản có 3 cách phân loại: + Phân loại theo nội dung.

+ Phân loại theo phương tiện giải.

4.1 Phân loại

a Phân loại theo nội dung: có thể phân ra làm 4 loại:

- Phân loại theo môn vật lý: Chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật

lý Bài tập về cơ học, về điện học, về quang học… Sự phân chia có tính quy ước

- Phân loại theo tính chất trừu tượng hay cụ thể của nội dung bài tập Nétđặc trưng của những bài tập trừu tượng đó là nó tập trung làm nổi bật bản chấtvật lý của vấn đề cần giải quyết, bỏ qua những yếu tố không cần thiết Những bàitoán như vậy dễ dàng giúp học sinh nhận ra là cần phải sử dụng công thức hayđịnh luật hay kiến thức vật lý để giải Các bài tập có nội dung cụ thể, là nó gắnvới cuộc sống thực tế và có tính chất trực quan cao Khi giải bài tập vật lý nàyngười học nhận ra tính chất vật lý của hiện tượng qua phân tích hiện tượng thực

tế, cụ thể của bài toán

- Phân loại theo tính chất kĩ thuật: đó là các bài toán có nội dung chứa đựngcác tài liệu về sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, vận tải…

- Phân loại theo tính chất lịch sử: đó là những bài tập chứa đựng những kiếnthức có đặc điểm lịch sử, những dữ liệu về các thí nghiệm vật lý cổ điển, vềnhững phát minh sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính lịch sử

b Phân loại theo mức độ nhận thức

Dựa vào thang đo độ nhận thức Bloom ta có thể phân loại bài tập theo cácmức độ:

- Bài tập vận dụng, tái hiện tái tạo: là khả năng ghi nhớ và nhận diện thông tin

- Bài tập hiểu áp dụng: là khả năng hiểu, diễn dịch, diễn giải, giải thích hoặcsuy diễn

- Bài tập vận dụng linh hoạt: là khả năng sử dụng thông tin và kiến thức từmột sự việc này sang sự việc khác

- Bài tập phân tích, tổng hợp: phân tích là khả năng nhận biết chi tiết, pháthiện và phân biệt các bộ phận cấu thành của thông tin hay tình huống; tổng hợp

là khả năng hợp nhất nhiều thành phần để tạo thành vật lớn, khả năng khái quát

- Bài tập đánh giá: là khả năng phán xét giá trị hoặc sử dụng thông tin theocác tiêu chí thích hợp

c Phân loại theo cách giải

Bài tập vật lý có thể chia làm 4 loại như sau:

- Bài tập định tính (bài tập câu hỏi lý thuyết): là loại bài tập mà việc giảikhông đòi hỏi phải làm một phép tính nào hoặc chỉ phải làm những phép tính đơngiản có thể tính nhẩm được Muốn giải bài tập này phải dựa vào những kháiniệm, những định luật vật lý đã học, xây dựng những suy luận logic, để xác lậpmối liên hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật lý

- Bài tập định lượng (bài tập tính toán): là loại bài tập mà việc giải đòi hỏiphải thực hiện một loạt các phép tính Được phân làm hai loại: bài tập tập dượt

và bài tập tổng hợp

+ Bài tập tập dượt là loại bài tập tính toán đơn giản, muốn giải chỉ cần vậndụng một vài định luật, một vài công thức Loại này giúp củng cố các khái niệmvừa học, hiểu kỹ hơn các định luật các công thức và cách sử dụng chúng, rènluyện kỹ năng sử dụng các đơn vị vật lý và chuẩn bị cho việc giải các bài tậpphức tạp hơn

+ Bài tập tổng hợp là loại bài tập tính toán phức tạp, muốn giải phải vậndụng nhiều khái niệm, nhiều công thức có khi thuộc nhiều bài, nhiều phần khácnhau của chương trình Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt trong việc mở rộng,đào sâu kiến thức giữa các thành phần khác nhau của chương trình và bài tập nàygiúp cho người học biết tự mình lựa chọn những định luật, nhiều công thức đã học

Bài tập định lượng

Bài tập thí nghiệm

Bài tập đồ thịBài tập vật lý

- Bài tập thí nghiệm: là những bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm mới giảiđược bài tập Những thí nghiệm mà bài tập này đòi hỏi phải tiến hành được ởphòng thí nghiệm hoặc ở nhà với những dụng cụ thí nghiệm đơn giản mà ngườihọc có thể tự làm, tự chế Muốn giải phải biết cách tiến hành thí nghiệm và biếtvận dụng các công thức cần thiết để tìm ra kết quả Loại bài tập này kết hợp được

cả tác dụng của các loại bài tập vật lý nói chung và các loại bài thí nghiệm thựchành Có tác dụng tăng cường tính tự lực của người học

- Bài tập đồ thị: là loại bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ liệu đểgiải, phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi người học phảibiểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

4.2 Phương pháp giải

Xét về tính chất của các thao tác tư duy khi giải các bài tập vật lý, người tathường dùng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

- Giải bài tập bằng phương pháp phân tích

Theo phương pháp này xuất phát điểm của suy luận là đại lượng cần tìm.Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết có liên quan gì với những đại lượngvật lý nào và khi biết được sự liên hệ này thì biểu diễn nó thành những công thứctương ứng Nếu một vế của công thức là đại lượng cần tìm còn vế kia chỉ gồmnhững dữ kiện của bài tập thì công thức ấy cho ta đáp số của bài tập Nếu trongcông thức còn những đại lượng khác chưa biết thì đối với mỗi đại lượng, cần tìmmột biểu thức liên hệ nó với các đại lượng vật lý khác, cứ làm như thế cho đếnkhi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lượng cần tìm bằng những đại lượng đã biếtthì bài toán đã được giải xong Như vậy theo phương pháp này ta có thể phân tíchmột bài toán phức tạp thành những bài toán đơn giản hơn rồi dựa vào những quytắc tìm lời giải mà lần lượt giải các bài tập đơn giản này, từ đó tìm ra lời giải củabài tập phức tạp trên

- Giải bài tập bằng phương pháp tổng hợp

Theo phương pháp này suy luận không bắt đầu từ đại lượng cần tìm mà bắtđầu từ các đại lượng đã biết, có nêu trong đề bài Dùng công thức liên hệ các đại

lượng này với các đại lượng chưa biết, ta đi dần tới công thức cuối cùng, trong đóchỉ có một đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm.

Nhìn chung giải bài tập vật lý ta phải dùng chung hai phương pháp phântích và tổng hợp Phép giải bắt đầu bằng phân tích các điều kiện của bài toán đểhiểu đề bài, phải có sự tổng hợp kèm theo ngay để kiểm tra lại mức độ đúng đắncủa các sự phân tích ấy Muốn lập được kế hoạch giải phải đi sâu phân tích nộidung vật lý của bài tập, tổng hợp những dữ kiện đã cho với những quy luật vật lý

đã biết, ta mới xây dựng được lời giải và kết quả cuối cùng Vậy ta đã dùngphương pháp phân tích và tổng hợp

Chúng ta phân tích đặc điểm và phương pháp giải của từng dạng

a Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết

* Đặc điểm

- Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toánđơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải thích hiện tượngthông qua các lập luận có căn cứ, có lôgic

- Nội dung của các câu hỏi khá phong phú và đòi hỏi phải vận dụng rấtnhiều các kiến thức vật lý

* Các bước chung để giải bài tập định tính: Thông thường để giải các bài toán

này cần tiến hành theo các bước sau:

- Căn cứ vào những điều đã cho biết, xác định xem hiện tượng đã nêu trongbài thuộc phần nào của kiến thức vật lý, có liên quan đến những khái niệm nào,định luật nào, quy tắc nào?.

- Đối với những hiện tượng vật lý phức tạp thì phải phân tích ra thànhnhững hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một quy tắchay một định luật vật lý xác định

- Tìm hiểu xem hiện tượng vật lý biểu hiện qua những giai đoạn nào, mỗigiai đoạn tuân theo những quy luật nào?

Bước 3: Xây dựng lập luận cho việc giải bài tập

- Trình bày có hệ thống, chặt chẽ lập luận logic để tìm ra mối liên hệ giữanhững điều cho biết và điều phải tìm

- Nếu cần phải tính toán định lượng, thì lập các công thức liên quan đến cácđại lượng cho biết, đại lượng cần tìm Thực hiện các phép biến đổi toán học đểcuối cùng tìm ra được một công thức toán học, trong đó ẩn số là đại lượng vật lícần tìm, liên hệ với các đại lượng khác đã cho trong đề bài

- Đổi các đơn vị đo trong đầu bài thành đơn vị của cùng một hệ đơn vị vàthực hiện các phéo tính toán

Có thể trình bày lập luận theo hai phương pháp: phương pháp phân tích vàphương pháp tổng hợp

Theo phương pháp phân tích: Thì ta bắt đầu từ điều phải tìm (ẩn số) xác

định mối liên hệ giữa những điều cho biết và điều phải tìm và cả những điềutrung gian chưa biết Tiếp đó lại tìm mối liên hệ giữa những điều trung gian đãbiết khác Cuối cùng tìm ra được mối liên hệ trực tiếp giữa điều phải tìm vànhững điều đã cho biết

Theo phương pháp tổng hợp: Ta đi từ những điều đã cho biết, xác định mối

liên hệ giữa những điều đã cho biết với một số điều trung gian không biết, tiếptheo tìm mối liên hệ giữa những điều trung gian và điều phải tìm, cuối cùng xácđịnh được mối liên hệ trực tiếp giữa điều đã cho và điều phải tìm

Đối với học sinh THCS chúng ta nên dùng phương pháp phân tích thì học sinh dễ hiểu hơn, có thể định hướng sự tìm tòi của học sinh dễ dàng, có hiệu quả hơn ở học sinh.

Bước 4: Bắt tay vào bài toán

- Dựa vào bước phân tích trên ta đã tìm được mối liên hệ giữa điều đã biết

và điều phải tìm (tức là học sinh đã tìm ra được công thức cho việc giải bài toán

đó thông qua các công thức đã học)

- Bây giờ chỉ còn sắp xếp lại các công thức đó và thay số Tìm đại lượngnào trước, dù là đại lượng trung gian hay trực tiếp thì đều phải ghi lời giải

- Để ghi được lời giải thì ta phải dựa vào câu hỏi của bài toán hoặc tìm đạilượng trung gian nào

- Đại lượng nào bài toán cho chưa rõ ràng thì phải lập luận để sử dụng chúng

- Sau đó áp dụng công thức rồi thay số và giải Khi giải xong, đầu bài bắttìm đại lượng nào thì chúng ta phải ghi đáp số của đại lượng đó

Bước 5: Thử lại và biện luận về kết quả thu được

- Thử lại để biết chắc chắn là kết quả thu được đã chính xác Giáo viên cầnhướng dẫn học sinh dùng các phép tính để kiểm tra kết quả

- Những kết quả thu được bằng suy luận hay bằng biến đổi toán học Khigiải một bài tập vật lý không phải lúc nào cũng phù hợp với thực tế có khi chỉ làmột hiện tượng đặc biệt (là một trường hợp riêng) Vậy có khi phải biện luận đểchọn những kết quả phù hợp hơn với thực tế hoặc để mở rộng phạm vi lời giảiđến những trường hợp tổng quát hơn

b Bài tập vật lý định lượng

* Đặc điểm

Đó là loại bài tập vật lý mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt cácphép tính Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:

- Bài tập tập dượt: - Là loại bài tập tính toán đơn giản, muốn giải chỉ cần

vận dụng một vài định luật, một vài công thức, loại này giúp củng cố các kiếnthức vừa học đồng thời nắm kỹ hơn kiến thức và cách vận dụng nó

- Bài tập tổng hợp: - Là loại bài tập tính toán phức tạp, muốn giải phải vận

dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức loại này có tác dụng đặc biệt trong việc

mở rộng, đào sâu kiến thức giữa các phần khác nhau của chương trình, đồng thời

nó giúp người học biết tự mình lựa chọn những định luật, công thức cần thiếttrong các công thức và các ðịnh luật đã học

Đặc biệt khi các câu hỏi loại này được nêu dưới dạng trắc nghiệm khách

quan thì yêu cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã được chứng minh trước

đó để giải nó một cách nhanh chóng vì vậy yêu cầu học sinh phải hiểu bài mộtcách sâu sắc để vận dụng kiến thức ở mức độ cao

* Các bước chung để giải

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài

Đọc kỹ đầu bài, vừa đọc vừa tóm tắt các dữ kiện bài cho, những cái cần phảitính Trong bước này, chú ý phân tích kỹ để hiểu rõ những thuật ngữ đặc biệt của

bài (Bước này tất nhiên ai cũng phải thực hiện, nhưng nhiều học sinh mới đọc sơ qua đã vội làm bài nên làm sai hoặc không thể làm được do chưa nắm hết dữ kiện của bài ).

Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lý

Trong bước này phải vẽ hình, điền các thông số trên hình vẽ, phân tích xemquá trình vật lý xảy ra như thế nào, liên quan đến hiện tượng, định luật nào đã

học (Bước này vô cùng quan trọng, nhờ nó mà ta mới xác định được hướng giải).

Bước 3: Lập các phương trình liên quan và tiến hành giải

Dựa vào các hiện tượng, định luật mà bài toán lập hệ cần thiết lập cácphương trình tương ứng Kiểm tra số ẩn và số phương trình lập được nếu bằngnhau thì đã đủ giải Nếu thiếu thì dựa vào những dữ kiện chưa được sử dụng lập

hệ cho đủ ẩn số để giải

Giải hệ phương trình để tìm những đại lượng mà bài yêu cầu (Chú ý, khi giảicần tuân thủ đúng các quy tắc toán học, chẳng hạn khi khai căn phải lấy hai giá trị +,-, …)

Bước 4 : Biện luận

Xét xem các nghiệm toán học tìm được có phù hợp với ý nghĩa vật lýkhông, loại bỏ những nghiệm không phù hợp với vật lý.

c Bài tập đồ thị

* Đặc điểm

Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dưới dạng đồ thị hay trong quá trìnhgiải nó ta phải sử dụng đồ thị ta có thể phân loại dạng câu hỏi này thành các loại:

Đọc và khai thác đồ thị đã cho: Bài tập loại này có tác dụng rèn luyện cho

học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết cách đoán nhận sự thay đổi trạng thái của vậtthể, hệ vật lý, của một hiện tượng hay một quá trình vật lý nào đó Biết cách khaithác từ đồ thị những dữ liệu để giải quyết một vấn đề cụ thể

Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho: Bài tập này rèn luyện cho học sinh kỹ

năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồthị chính xác

* Các bước giải

Đọc kỹ đầu bài bài, xác định yêu cầu của bài, xác định thông tin dựa vàocác trục, đơn vị, dạng đồ thị, nhận xét về các cực trị, điểm đặc biệt để suy rathông tin cần thiết Khi vẽ cần chọn tỉ lệ và đơn vị thích hợp

d Bài tập thí nghiệm (xây dựng phương án thực nghiệm)

* Đặc điểm

Đây là loại bài tập yêu cầu học sinh xây dựng phương án thực nghiệm đểxác định một đại lượng hoặc kiểm tra một quy luật, một hiện tượng hoặc mộtđiều kiện vật lý nào đó Loại bài tập này có 2 mức độ:

- Mức độ 1: Chỉ xây dựng phương án (tính toán lập luận trên giấy, không đo

đạc, làm thí nghiệm thực)

- Mức độ 2: Tiến hành làm thí nghiệm thực theo phương án đã vạch ra.

Bài tập thí nghiêm tạo ra ở học sinh động cơ học tập, sự hăng say tò mòkhám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh một sự hứng thú, tự giác tưduy độc lập, tích cực sáng tạo

Thông qua bài tập thí nghiệm, học sinh sẽ có khả năng tổng hợp kiến thức

lý thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành một cách

khéo léo, các vốn hiểu biết về vật lý, kĩ thuật và thực tế cuộc sống nhằm phát huytốt nhất khả năng suy luận và tu duy lôgíc.

Với bài tập thí nghiệm, học sinh có thể đề xuất các phương án thí nghiệmkhác nhau gây ra không khí tranh luận sôi nổi trong lớp

* Các bước giải

Bước 1: Đọc, hiểu đề bài

Bước 2: Phân tích nội dung bài tập thí nghiệm

Bước 3: Xác định phương án thí nghiệm

Bước 4: Tiến hành các thao tác thí nghiệm

Bước 5: Kiểm tra câu trả lời so với kết quả thí nghiệm

e Các bước chung để giải một bài tập vật lý

Phương pháp giải một bài tập vật lý phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích yêucầu của bài tập, nội dung bài tập, trình độ của các em, v.v… Tuy nhiên trongcách giải phần lớn các bài tập vật lý cũng có những điểm chung

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Tìm hiểu ý nghĩa vật lý của các từ ngữ trong đề bài và diễn đạt lại bằngngôn ngữ vật lý

- Biểu diễn các địa lượng vật lý bằng các ký hiệu, các chữ cái quen dùngtheo quy ước trong sách giáo khoa Vẽ hình (nếu cần thiết)

- Tóm tắt đề bài: xác định dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm của bài tập

Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lý

- Xác định xem hiện tượng nêu trong đề bài thuộc phần kiến thức vật lý nào,

có liên quan đến những khái niêm nào, định luật nào, quy tắc nào

- Nếu gặp hiện tượng vật lý phức tạp thì cần phân tích ra thành những hiệntượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một quy tắc hay một địnhluật vật lý xác định

- Tìm hiểu xem hiện tượng vật lý đó diễn biến qua những giai đoạn nào;mỗi giai đoạn tuân theo những định luật nào, quy tắc nào

Bước 3: Xây dựng lập luận cho việc giải bài tập

- Trình bày có hệ thống các lập luận logic để tìm ra mối liên hệ giữa dữ kiện

đã cho và dữ kiện cần tìm của bài tập Có thể trình bày lập luận theo hai phươngpháp: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

+ Phân tích là bắt đầu từ dữ kiện cần tìm, thông qua các mối quan hệ trunggian, ta xác lập các mối quan hệ dần đến dữ kiện đã cho Cuối cùng, ta tìm đượcmối liên hệ trực tiếp giữa dữ kiện cần tìm và dữ kiện đã cho Phương pháp nàygiúp học sinh ở bậc trung học cơ sở dễ tiếp cận vấn đề hơn

+ Tổng hợp là bắt đầu từ những dữ kiện đã cho, thông qua các mối quan hệtrung gian, ta xác lập các mối quan hệ dần đến dữ kiện cần tìm Cuối cùng, ta tìmđược mối liên hệ trực tiếp giữa dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm

- Nếu cần tính toán định lượng thì lập các công thức có liên quan đến đạilượng đã cho biết và đại lượng cần tìm Sau đó thực hiện các phép biến đổi toánhọc để đưa về một phương trình chứa các đại lượng đã biết và ẩn số là đại lượngcần tìm

- Đổi đơn vị các đại lượng về cùng một hệ đơn vị và thực hiện tính toán

Bước 4: Kiểm tra và biện luận về kết quả thu được

- Kiểm tra xem các biến đổi toán học có chính xác chưa Có thể kiểm trabằng cách giải khác

- Biện luận xem kết quả thu được đã đầy đủ chưa, những kết quả được

chọn có phù hợp với thực tế hay không

4.3 Lựa chọn bài tập vật lý

Lựa chọn một hệ thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Các bài tập phải từ dễ đến khó, đơn giản đến phức tạp, giúp người họcnắm được phương pháp giải các bài tập điển hình

- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập Bài tập giả thuyết và bàitập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo, bài tập thừa hoặc thiếu dữkiện, bài tập có tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khácnhau, bài tập có nhiều lời giải tùy thuộc những điều kiện cụ thể của bài tập

- Lựa chọn chuẩn bị các bài tập nêu vấn đề để sử dụng trong tiết dạy nghiên cứutài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy của người học

- Lựa chọn những bài tập nhằm củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiếnthức cụ thể đã học, cung cấp cho học sinh những hiểu biết về thực tế, kỹ thuật cóliên quan với kiến thức lý thuyết

- Lựa chọn, chuẩn bị các bài tập điển hình nhằm hướng dẫn cho người họcvận dụng kiến thức đã học để giải những loại toán cơ bản, hình thành phươngpháp chung để giải các bài tập đó

II CƠ SỞ THỰC TIỄN

1 Thực trạng dạy và học vật lý ở các trường trung học cơ sở

a Việc dạy học của giáo viên

Trong quá trình giảng dạy môn vật lý, một số giáo viên sử dụng phương phápchia nhóm học sinh để thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi mà giáo viên đã đặt

ra để rồi giáo viên thường kết luận là đúng, sai cho các câu trả lời của các thànhviên trong nhóm mà không giải thích, hướng dẫn gì thêm Việc giảng dạy vật lýnhư thế sẽ không đạt kết quả cao vì trong lớp có các đối tượng học sinh khá, giỏi,trung b́ình yếu khác nhau nên khả năng tư duy của các em rất khác nhau, đối vớihọc sinh yếu, kém hay trung bình thì không thể tư duy kịp và nhanh như học sinhkhá, giỏi Nên khi thảo luận các em chưa kịp hiểu vấn đề và nhất là khi thảo luậnnhóm giáo viên lại hạn chế thời gian hoặc thi xem nhóm nào đưa ra kết quả nhanhnhất thì thường kết quả này là tư duy của học sinh khá giỏi trong nhóm Vì thế nênhọc sinh yếu, kém hầu như không hoạt động, suy nghĩ, tư duy gì dẫn đến các kỹnăng của các em, hầu như không có hoặc có cũng rất yếu Và với cách dạy đó nếugiáo viên không chú trọng đến việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tậpvật lý thì học sinh sẽ đoán mò và không nắm vững kiến thức

Hiện nay, giáo viên thường dành các tiết bài tập với cách là chữa bài tập chohọc sinh, thông thường giáo viên chữa những bài khó, bài tập điển hình Giáoviên thường trình bày một cách cận kẽ, chặt chẽ cho học sinh hiểu rồi vận dụng,tức là học sinh bắt chước cách làm để giải các bài tương tự Một số giáo viênkhông tìm hiểu những vướng mắc, khó khăn ở chỗ nào khiến học sinh không giảiđược Khi trình bày bài giảng cũng không nói rõ mình suy nghĩ như thế nào đểtìm ra được lời giải Cách làm như thế chỉ làm học sinh thuộc lòng bài giảng cụ

thể “thầy giảng bài nào thì trò biết bài ấy” chứ không không phát triển được khảnăng tư duy, suy nghĩ tìm tòi của bản thân học sinh.

Muốn khắc phục được lối dạy học truyền thụ một chiều đặt học sinh vào thế bịđộng như thế thì giáo viên cần phải hướng dẫn học sinh suy nghĩ tìm lấy lời giải.Suy nghĩ tìm lấy lời giải là một hoạt động diễn ra trong óc, không quan sátđược do giáo viên không làm mẫu để cho học sinh bắt chước được Giáo viên chỉđưa ra những lời chỉ dẫn hoặc đưa ra những câu hỏi gợi ý để định hướng cho họcsinh suy nghĩ

Để đưa ra được những câu hỏi hướng dẫn thích hợp bản thân giáo viên phảigiải bài tập theo bốn bước đã nêu một cách tỉ mỉ, lượng hết những khó khăn rồicăn cứ vào đó mà đặt cậu hỏi hướng dẫn

b Việc học của học sinh.

Nhìn chung việc học của các em học sinh THCS còn nhiều điều chưa đượchợp lí như sau:

- Hầu hết các em học sinh THCS khi học bộ môn vật lý, chỉ thích học lýthuyết mà ngại giải bài tập vật lý Vì thế mà kỹ năng tính toán, kỹ năng giải bàitập của các em còn yếu, kém

- Đa số các em khi giải một bài toán vật lý chưa giải theo các bước, theo yêucầu của một bài giải, nên các em chưa hiểu sâu hết về yêu cầu của bài toán dẫnđến còn nhiều thiếu sót trong trình bày bài giải của các em

- Các em biết về bài tập vật lý nhưng chưa biết phân loại các bài tập, dẫnđến các em chưa định hướng được cách giải phù hợp nhất cho bài tập vật lý đó

- Về kỹ năng tính toán khi giải bài tập vật lý của một số em còn yếu kémnên thường dẫn tới kết quả hay bị sai

- Khi làm bài đọc đề vội vàng, hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổnghợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để giải bài toán còn hạn chế

- Việc sử dụng các đơn vị đại lượng vật lý trong một bài toán, trong mộtcông thức vật lý chưa được thống nhất, nên thường đem tới kết quả sai

2 Thuận lợi và khó khăn

a Thuận lợi

Trong thời buổi ngày nay với sự phát triển về mọi mặt nên các giáo viên vàhọc sinh có rất nhiều điều kiện thuận lợi phục vụ cho việc dạy và học

- Hầu hết các trường THCS đã được trang bị cơ sở vật chất khá đầy đủ như:thư viện với nhiều loại sách tham khảo, các phòng thiết bị được trang bị đầy đủcác dụng cụ phục vụ cho việc dạy học được tốt hơn, các phòng thí nghiệm đượctrang bị đầy đủ các dụng cụ thí nghiệm, hệ thống internet, máy chiếu tạo điềukiện thuận lợi cho việc dạy học.

- Đa số đội ngũ giáo viên có kinh nghiệm trong giảng dạy, học sinh chămngoan, chịu khó học tập, có khả năng nhận thức nhanh, học tập hăng say và thực

sự có hứng thú trong việc học tập môn vật lý

- Gia đình, nhà trường và xã hội quan tâm cùng phối hợp chặt chẽ, tạo điều kiệnthuận lợi nhất cho giáo viên và học sinh thực hiện việc dạy và học của mình

- Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp dạy học lýthuyết, biến đổi công thức hay phương pháp giải một bài toán vật lý

- Kiến thức toán còn hạn chế nên không thể tính toán được mặc dù đã thuộclòng các công thức

- Do phòng thí nghiệm, phòng thực hành còn thiếu, vẫn còn những giáoviên vừa ra trường với kỹ năng và kinh nghiệm trong dạy học còn non kém

- Một số học sinh còn có thái độ ham chơi, ỷ lại không tự giác, không tíchcực, không chủ động chiếm lĩnh tri thức

- Một số gia đình chỉ chú trọng vào công việc làm ăn mà ít quan tâm tới việchọc hành của con em mình

3 Điều tra thực tế giáo dục

Trong đợt thực tập vừa qua bản thân em đã thực hiện việc nghiên cứu và tìmhiểu thực tế về chất lượng học tập bộ môn vật lý, đặt biệt là phần quang học (lớp

7 và lớp 9) của học sinh THCS tại trường em được phân về thực tập Qua đó em

thấy rằng việc học sinh tiếp thu và vận dụng các kiến thức phần quang học cònrất hạn chế, kết quả chưa cao được Sự nhận thức và ứng dụng vào thực tế cũngnhư vận dụng vào việc giải các bài tập vật lý( đặc biệt là phần quang học) cònyếu kém Cụ thể là :

Năm học

Lần khảo sát

Kết quả các bài khảo sát chất lượng

CHƯƠNG II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

QUANG HỌC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ THCS

I HỆ THỐNG CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN QUANG HỌC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ THCS.

1 Nội dung kiến thức chương quang học lớp 7

1.1 Các khái niệm cơ bản

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng

- Nguồn sáng là gì, cách nhận biết nguồn sáng

- Ta nhận biết ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta

K

Hình 1.1

- Ảnh ảo tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn chắn và lớn bằng vật

- Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từảnh của điểm đó đến gương

- Các tia sáng từ các điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đườngkéo dài đi qua ảnh ảo S’.

b) Gương cầu lồi

i

O S

- Ảnh ảo tạo bởi gương cầu lồi nhỏ hơn vật

- Vùng nhìn thấy của gương cầu lồi rộng hơn vùng nhìn thấy của gươngphẳng có cùng kích thước

- Ảnh ảo của gương cầu lõm lớn hơn vật

- Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành mộtchùm tia phản xạ hội tụ vào một điểm và ngược lại, biến đổi một chùm tia tớiphân kỳ thích hợp thành một chùm tia phản xạ song song

2 Nội dung kiến thức chương quang học lớp 9

2.1 Thấu kính

a) Phân loại thấu kính

* Theo đặc điểm về hình dạng: Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa

và thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa

* Theo đặc điểm quang học

- Thấu kính hội tụ (rìa mỏng): biến chùm sáng song song thành chùm sánghội tụ.

- Thấu kính phân kỳ( rìa dày): biến chùm sáng song song thành chùm sángphân kỳ

b) Ký hiệu thấu kính: Hình vẽ dưới

Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kỳ

Hình 2.1 c) Các khái niệm: trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính

O

F

Hình 2.2

*Trục chính ( ký hiệu ): Chiếu một chùm sáng song song, vuông góc với

mặt thấu kính hội tụ hay phân kỳ mỏng ta thấy có một tia sáng ở chính giữakhông bị gãy khúc Tia sáng đó trùng với trục chính  của thấu kính (với thấukính mỏng  coi như vuông góc với thấu kính)

* Quang tâm ( ký hiệu O): là một điểm trên thấu kính mà mọi tia sáng đi

qua nó đều cho tia ló truyền thẳng ( với thấu kính mỏng thì quang tâm O đượccoi là giao điểm của  với thấu kính)

* Tiêu điểm (ký hiệu F và F ’ ): Chiếu một chùm sáng song song với trục

chính  của một thấu kính hội tụ( hay phân kỳ) thì chùm sáng ló sẽ hội tụ tạiđiểm F’ trên  ( hoặc có đường kéo dài đi qua điểm F trên ) Điểm F và F’ gọi là

tiêu điểm của thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm đối xứng nhau qua quangtâm O (Tiêu điểm F và tia sáng tới nằm cùng phía đối với thấu kính).

* Tiêu cự (ký hiệu f): khoảng cách OF = OF’ gọi là tiêu cự của thấu kính,

- Tia tới( tia 2a) đi qua quang tâm O cho tia ló(tia 2b) đi thẳng

- Tia tới(tia 3a) có đường kéo dài đi qua F ‘ cho tia ló( tia 3b) song song với

trục chính .

e) Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ

* Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

+ Vật thật đặt trước thấu kính hội tụ có thể cho ảnh thật hoặc ảnh ảo.

+ Vật ở ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính ( d > f) luôn cho ảnh thật

- Khi f < d < 2f  ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật

- Khi d =2f  ảnh thật, ngược chiều, lớn bằng vật

- Khi d > 2f ảnh thật, ngược chiều, lớn nhỏ vật( khi d =   ảnh thật ở tiêuđiểm)

+ Vật ở trong khoảng tiêu cự ( 0 < d  f )  ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật

* Đặc điểm ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ

Vật thật đặt trước thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo cùng chiều, bé hơn vật, nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính

+ Khi vật ở tiêu điểm ( d = f )  ảnh ảo ở vô cực (d’ =  )

2.2 Các trường hợp đặc biệt cần chú ý

* Điểm sáng S   cho ảnh S’  

* Vật AB   ( hay AB // TK ) thì ảnh A’B’   ( hay A’B’ // TK)

2.3 Máy ảnh:+ Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ.

+ Ảnh của vật phải ở ngay vị trí của phim cho nên muốn vẽ ảnhphải xác định vị trí đặt phim

Q

P O

A B

Hình 2.5 2.4.Mắt, mắt cận và mắt lão

+ Thể thuỷ tinh ở mắt là một thấu kính hội tụ - Màng lưới như phim ở máy ảnh.+ Điểm cực viễn: Điểm xa mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được khi khôngđiều tiết

+ Điểm cực cận: Điểm gần mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được Kính cận làthấu kính phân kì

B

v

Mắt Kính cận

+ Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

+ Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính Ảnh qua kính lúp phải là ảnh ảo lớn hơn vật

2.6 Các bước giải bài toán dựng hình cơ bản

- Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng một, hai kháiniệm hay định luật đã học là có thể giải quyết được Dạng bài tập này nên dùngcủng cố khắc sâu khái niệm hay định luật.

Ví dụ 1: Vì sao ta nhìn thấy một vật ?

A Vì ta mở mắt hướng về phía vật

B Vì mắt ta phát ra các tia sáng chiếu lên vật

C Vì có ánh sáng từ vật truyền vào mắt ta

Ví dụ 3: Trên hình có vẽ trục chính của một thấu kính hội tụ (), S là một điểm

sáng, S’ là ảnh của điểm sáng S Bằng cách vẽ, hãy xác định vị trí quang tâm, các

tiêu điểm của thấu kính

S' S

* Tóm tắt:

+ Thấu kính hội tụ, S là điểm sáng, S’ là ảnh của S

+ Xác định :- quang tâm O ?

- các tiêu điểm F.F’ ?

* Các mối quan hệ cơ bản cần xác lập:

- Vẽ tia tới truyền thẳng từ S tới S’ cắt trục() tại quang tâm O (1)

- Vẽ thấu kính hội tụ qua O và vuông góc với trục chính( ) (2)

- Vẽ tia tới SI song song với tục chính () (3)

- Vẽ tia ló IS’ cắt trục() tại F’ (4)

- Lấy điểm F đối xứng với F’ qua O Khi đó F và F’ chính là các tiêu điểmcủa thấu kính (5)

* Sơ đồ tiến trình rút ra kết quả:

* Kết quả:

F' O

S'

I F

S

Ví dụ 4:

Cho thấu kính hội tụ có trục chính(),

quang tâm O, tiêu điểm F( như hình)

Hãy vẽ các tia ló của các tia tới AI,

AO, AK

I

O ( )

K

A F

* Tóm tắt:

- Trục chính, quang tâm O, tiêu điểm F

- Vẽ các tia ló của tia: AI, AO, AK ?

2 3 4

F và F’

5

* Các mối quan hệ cơ bản cần xác lập:

- Tia tới AI đi qua F sẽ cho tia ló song song với trục chính  (1)

- Tia tới AO cho tia ló đi thẳng (2)

- Hai tia ló nói trên có đường kéo dài cắt nhau tại A’ (3)

- Tia tới AK cũng cho tia ló có đường kéo dài qua A’ (4)

* Sơ đồ tiến trình rút ra kết quả:

* Kết quả:

A

K O I

Những ví dụ chứng tỏ ánh sáng mang năng lượng :

- Chiếu ánh sáng mặt trời vào chậu nước lạnh, sau một thời gian nước trongchậu nóng lên

- Chiếu ánh sáng vào bộ phận pin mặt trời thì pin có thể phát ra điện

- Giữa trưa chiếu ánh sáng mặt trời vào thấu kính hội tụ, phía sau có một ổ rơm.Nếu di chuyển thấu kính đến một vị trí thích hợp thì ta thấy ổ rơm sẽ bị đốt cháy

Ví dụ 6:

1

2

Đặt một điểm sáng S trước một

thấu kính hội tụ và nằm ngoài khoảng

tiêu cự của thấu kính Hãy dựng ảnh S’

của S qua thấu kính và cho biết S’ là

ảnh thật hay ảnh ảo ?

S

F' F

O ( )

* Tóm tắt: + Dựng ảnh S’

+ Ảnh ảo hay ảnh thật ?

* Các mối quan hệ cơ bản cần xác lập:

Muốn dựng ảnh S’ của S qua thấu kính hội tụ ta tiến hành vẽ các tia như sau:

- Vẽ tia tới SI song song với trục chính, cho tia ló qua tiêu điểm F’ (1)

- Vẽ tia tới qua quang tâm, tia này truyền thẳng (2)Hai tia ló cắt nhau tại S’ Khi đó S’ là ảnh của S qua thấu kính hội tụ Ảnh

Ví dụ 7: Hãy nêu một số ứng dụng về tác dụng nhiệt của ánh sáng và hãy

giải thích vì sao về mùa đông ta thường mặc áo màu sẫm còn mùa hè ta lại mặc

áo màu sáng?

1

2

3

Trả lời: Một số ứng dụng về tác dụng nhiệt của ánh sáng:

- Làm muối

- Phơi quần áo giữa trời nắng

- Chiếu đèn cho những trẻ sơ sinh bị bệnh vàng da

- Hong nắng vào buổi sáng cho những trẻ bị còi xương

- Tạo ta pin mặt trời

Về mùa đông ta hay mặc áo màu sẫm là vì vật có màu sẫm hấp thụ ánh sángmạnh, tán xạ ánh sáng kém nên ấm hơn

Về mùa hè ta lại thường mặc áo màu sáng là vì vật có màu sáng tán xạ ánhsáng mặt trời tốt cho nên đỡ nóng

Ví dụ 8:

Đặt một điểm sáng S nằm

trước thấu kính phân kỳ như hình

a Dựng ảnh S’ của S tạo bởi

O ( )

b S’ là ảnh ảo vì nó là giao điểm của các tia ló kéo dài

Ví dụ 9: Trên hình vẽ () là trục chính của một thấu kính, AB là vật thật, A’B’ là ảnhcủa vật tạo bởi thấu kính Áp dụng tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính Hãy xác định vịtrí của thấu kính và các tiêu điểm chính ở các hình H8a và hình H8b ?

( ) B

- Nối BB’ cắt () tại một điểm O ( O là quang tâm của thấu kính)

- Dùng thước eke hạ đường vuông góc với () tại O ta có vị trí đặt thấu kính( đây là thấu kính hội tụ vì cho ảnh ảo cùng chiều lớn hơn vật)

- Tại điểm B vẽ tia tới song song với trục chính đến thấu kính, tia ló đi qua

và cắt () tại đường kéo dài đến B’

- Lấy F đối xứng với F’ qua O ( OF = OF’) ta có tiêu điểm vật kính của thấukính

* Hình H9b:

Cách vẽ:

- Nối BB’cắt() tại O ( O là quang tâm của thấu kính)

- Dùng eke hạ đường thẳng vuông góc với() qua O, ta có vị trí đặt thấukính

- Từ B, dựng tia tới song song với trục chính, tia ló qua ảnh và cắt trụcchính tại F’, F’ là tiêu điểm ảnh chính của thấu kính

- Lấy đối xứng với F’ qua O (OF = OF’) F’ là tiêu điểm vật chính của thấukính.)

* Một số bài tập thêm

Bài tập 1: Trong trường hợp nào dưới đây ánh sáng truyền theo đường thẳng ?

A Trong môi trường trong suốt

B Đi từ môi trường suốt này sang môi trường trong suốt khác

C Trong môi trường đồng tính

D Trong môi trường trong suốt và đồng tính

Bài tập 2: Chiếu một tia sáng vuông góc tới mặt một gương phẳng Góc phản xạ

r có giá trị nào sau đây ?

A r = 90o B r = 45o

C r =180o D r = 0o

Bài tập 3: Nêu tính chất ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng, tính chất nào dướiđây là đúng ?

A Hứng được trên màn và lớn hơn vật

B Không hứng được trên màn và bé hơn vật

C Không hứng được trên màn và lớn bằng vật

D Hứng được trên màn và lớn hơn vật

Bài tập 4: Làm thế nào để trộn hai hay nhiều màu ánh sáng với nhau Khi trộn các ánhsáng có màu đỏ, lục và lam hoặc khi trộn các ánh sáng có màu từ màu đỏ đến tím thì tathu được ánh sáng có màu gì ?

Bài tập 5:

Hai quả cầu nhỏ A và B đặt trước một gương

phẳng như hình Đặt mắt ở vị trí nào thì nhìn thấy

ảnh của quả cầu này che khuất ảnh của quả cầu kia

? Vẽ hình

A

B

Bài tập 6

Trên hình, vẽ một tia sáng SI chiếu lên một gương

phẳng Góc tạo bởi SI với mặt gương bằng 300 Hãy

vẽ tiếp tia phản xạ

I S

30°

Bài tập 7:

Một vật sáng AB đặt trước một gương phẳng(hình)

Góc tạo bởi gương phẳng và vật bằng 600 Hãy vẽ

ảnh của vật tạo bởi gương phẳng và tìm góc tạo bởi

ảnh và gương

B

60 ° A

Bài tập 8: Đặt gương phẳng trước một vật như thế nào thì nhìn thấy ảnh của vật lộn ngược so với vật ? Vẽ hình

1.2 Loại bài tập định tính phức tạp

Đối với bài tập dạng định tính phức tạp thì việc giải quyết các bài tập này làgiải một chuỗi các câu hỏi định tính Những câu hỏi này đòi hỏi học sinh phảidựa vào việc vận dụng một định luật vật lý, một tính chất vật lý nào đó Khi giảicác bài tập định tính phức tạp này ta thường phân tích ra ba giai đoạn:

+ Phân tích điều kiện hỏi

+ Phân tích các hiện tượng vật lý mô tả trong câu hỏi, trên cơ sở đó liên hệ vớiđịnh luật vật lý, định nghĩa, một đại lượng vật lý hay một tính chất vật lý liên quan.+ Tổng hợp các điều kiện đã cho và kiến thức tương ứng để giải

Ví dụ 1:

Trên hình: Cho một thấu kính phân kỳ có

trục chính(), quang tâm O, các tiêu điểm

F và F’ Điểm S’ là ảnh của một điểm sáng

* Tóm tắt:

Thấu kính phân kỳ có: - Trục chính(), quang tâm O, tiêu điểm F, F’

- Điểm S’ là ảnh của S + Ảnh ảo hay ảnh thật? Tại sao?

+ Xác định vị trí S?

* Các mối quan hệ cơ bản cần xác lập:

a S’ là ảnh ảo vì ta biết với mọi vị trí của điểm sáng trước thấu kính phân kỳ thì

b Xác định vị trí của điểm sáng S:

- Vẽ tia ló I1 có phần kéo dài qua S’ và qua F (2)

- Vẽ tia ló Ok2 qua quang tâm có phần kéo dài qua S’ (3)

- Vẽ đoạn thẳng IS song song với trục chính cắt S’O tại S S chính là điểm sáng cần xác định (4)

* Sơ đồ tiến trình rút ra kết quả:

* Kết quả:

a S’ là ảnh ảo

b Vị trí điểm sáng S

(1) (2)

S là ảnh ảo

S'

I O

S

Ví dụ 2:

Trên hình: Biết () là trục chính của một thấu

kính, A’B’ là ảnh của một vật sáng AB( AB

vuông góc với trục chính)

a) A’B’ là ảnh ảo hay ảnh thật? Thấu kính đó

là thấu kính hội tụ hay phân kỳ? Tại sao

b) Hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F của

* Các mối quan hệ cơ bản cần xác lập:

a A’B’ là ảnh ảo Vì thấu kính đó là thấu kính phân kỳ vì A’B’ cùng chiều và nhỏ hơn AB

b.Xác định quang tâm O, tiêu điểm F của thấu kính:

- Vẽ đường thẳng BB’ cắt trục chính tại quang tâm O( BO là tia tới) (1)

- Vẽ đoạn thẳng vuông góc với () tại O (đó là vị trí của thấu kính) (2)

- Vẽ đoạn thẳng BI song song với ( )nối IB’ và kéo dài cắt () tại tiêu

- Tiêu điểm F’ lấy đối xứng qua quang tâm O (4)

* Sơ đồ tiến trình rút ra kết quả :