0

SKKN Phương pháp giải bài tập mắt và các dụng cụ quang học trong môn vật lý ở THPT

19 2,003 9
  • SKKN Phương pháp giải bài tập mắt và các dụng cụ quang học trong môn vật lý ở THPT

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 08/04/2015, 16:36

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC” I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cần thiết - Các dụng cụ quang học là một trong những vấn đề khá trừu tượng đối với học sinh. Đây là một chương của lớp 12(sách cũ) từ năm 2007 theo chương trình thay sách giáo khoa vấn đề này đã được đưa xuống lớp 11. Phần quang hình học, học sinh đã được làm quen từ cấp THCS tuy nhiên mới chỉ đề cập đến các vấn đề đơn giản. Để có một cách nhìn tổng quát và sâu sắc đòi hỏi cả người dạy và người học cần phải có một cách thức nghiên cứu hợp lý và bài bản. Các dụng cụ quang học là một trong những vấn đề có nhiều ứng dụng trong thực tế vì vậy ngoài việc người dạy phải trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về mặt lý thuyết thì đồng thời cũng phải rèn luyện cho học sinh biết cách vận dụng thực tế. - Vấn đề áp dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy là một trong những vấn đề cần thiết, những phần mềm hỗ trợ vẽ hình hoặc các thí nghiệm ảo giúp người dạy chủ động hơn và có nhiều thời gian hơn để quan tâm đến học sinh đồng thời cũng giúp học sinh có niềm tin sâu sắc vào những luận điểm mà giáo viên đưa ra. 2. Mục đích nghiên cứu - Xuất phát từ thực trạng về sự khó khăn trong việc tiếp thu kiến thức của học sinh và tầm quan trọng của vấn đề cần nghiên cứu. - Mục đích nêu ra giải pháp ôn tập chương có hiệu quả vừa đảm bảo tiến độ vừa có thể trang bị được khối lượng kiến thức cần thiết, vừa kích thích được trí sáng tạo của người học. - Nêu ra một cách tiếp cận khác SGK. - Nêu ra phương án tổng kết giúp học sinh dễ hiểu, dễ nhớ. 3. Kết quả cần đạt được. - Người dạy có một cách thức để hệ thống kiến thức. - Học sinh tiếp cận tốt, dễ hiểu, dễ nhớ. - Học sinh biết cách vận dụng vào trong các bài tập cụ thể. - Học sinh biết cách vận dụng vào trong thực tế. II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận - Dựa vào đặc điểm của ảnh qua thấu kính và hệ thấu kính. - Đặc điểm của mắt, sự điều tiết, điểm cực cận, cực viễn, giới hạn nhìn rõ, góc trông và năng suất phân li của mắt. 2. Nội dung nghiên cứu - MẮT - Kính lúp - Kính hiển vi - Kính thiên văn 2.1. Mắt: Là một thấu kính hội tụ có tiêu cự và độ tụ thay đổi được nhờ thay đổi độ cong của thủy tinh thể - Điểm cực cận (C C ) là điểm gần nhất trên trục chính mà đặt vật tại đó mắt còn nhìn rõ - Điểm cực viễn (C V ) là điểm xa nhất trên trục chính mà đặt vật tại đó mắt còn nhìn rõ - Giới hạn nhìn rõ: Từ C C đến C V - Cách sửa tật cận thị: đeo thấu kính phân kỳ có tiêu cự thích hợp - Cách sửa tật viễn thị: đeo thấu kính hội tụ có tiêu cự thích hợp * Lưu ý: Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới luôn không đổi * Phương pháp giải: Phương pháp hệ thấu kính Sơ đồ tạo ảnh. AB A 1 B 1 d (d < f) d ’ - Ngắm chừng ở điểm cực cận: A 1 trùng với điểm C c (Mắt điều tiết tối đa) - Ngắm chừng ở điểm cực viễn: A 1 trùng với điểm C v (Mắt không điều tiết) 2.2. Kính lúp - Nghiên cứu về tác dụng của kính lúp - Nghiên cứu về cấu tạo - Nghiên cứu về cách thức điều chỉnh. - Nghiên cứu về cách ngắm chừng. - Nghiên cứu về độ bội giác. 2.2.1. Tác dụng của kính lúp. - Làm tăng góc trông ảnh của vật bằng cách tạo ra ảnh ảo lớn hơn vật nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. 2.2.2. Cấu tạo: Kính lúp đơn giản là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. O k 2.2.3. Cách điều chỉnh. Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính hoặc từ kính đến mắt Sơ đồ tạo ảnh. AB d (d < f) d ’ 2.2.4. Cách ngắm chừng - Ngắm chừng ở điểm cực cận: A 1 trùng với điểm C c - Ngắm chừng ở điểm cực viễn: A 1 trùng với điểm C v - Ngắm chừng ở vô cùng: A 1 ở vô cùng 2.2.5. Số bội giác. - Trước hết đưa ra định nghĩa số bội giác của một dụng cụ quang học (Kính lúp và kính hiển vi) 00 tan tan α α α α ==G Trong đó: c 0 OC tan AB = α Đối với kính lúp: ld BA OA BA + == ' '' ' '' tan α Suy ra: ld OC k ld OC AB BA G cc + = + == '' '' 0 . tan tan α α - Ngắm chừng ở điểm cực cận: ccc kGOCld =⇒=+ ' - Ngắm chừng ở điểm cực viễn: v c vvv OC OC kGOCld =⇒=+ O k A 1 B 1 - Ngắm chừng ở vô cùng f OC d OC d d ld OC kGdld ccc = − −= + =⇒∞=−=+ ∞ ' ' ' '' Lưu ý - Ở đây ta dùng số bội giác và số phóng đại vì đó là những đại lượng không thứ nguyên và đây là số bội giác của kính không phải của ảnh. - Để làm rõ bản chất việc tạo ảnh qua kính nên vẽ đường truyền của tia sáng một cách chọn vẹn từ điểm xuất phát cho đến vị trí ảnh ở màng lưới. - Trường hợp mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính (l = f) ∞ == +− − = + = G f OC fd OC f df ld OC kG ccc ' ' ' ⇒ Nếu mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính thì độ bội giác không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt. 2.3. Kính hiển vi. 2.3.1. Kính hiển vi và tác dụng của kính hiển vi - Kính hiển vi: Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ A ’ B ’ F F , O k O A B - Tác dụng: Làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. 2.3.2. Cấu tạo của kính hiển vi - Vật kính: TKHT có tiêu cự rất ngắn. - Thị kính: TKHT có tiêu cự ngắn. - Bộ phận chiếu sáng. * Lưu ý: học sinh vật kính và thị kính được đặt đồng trục và khoảng cách giữa chúng không thể thay đổi được. 2.3.3. Cách điều chỉnh. - Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến vật kính để ảnh cuối cùng nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt và góc trông min αα ≥ . - Sơ đồ tạo ảnh. AB d 1 d 1 ’ d 2 d 2 ’ 2.3.4. Cách ngắm chừng - Ngắm chừng ở điểm cực cận: A 2 trùng với điểm C c - Ngắm chừng ở điểm cực viễn: A 2 trùng với điểm C v - Ngắm chừng ở vô cùng: A 1 ở vô cùng 2.3.5. Số bội giác - Theo định nghĩa ta có 0 tan tan α α =G , c OC AB = 0 tan α A 1 B 1 A 2 B 2 - Đối với kính hiển vi: 2 11 ' 2 22 22 22 2 22 tan d BA d BA AO BA OA BA ==== α Suy ra 2 1 2 11 ' 2 ' 2 22 d OC k d OC AB BA G d OC k d OC AB BA G cc cc == == - Xét 3 cách ngắm chừng: + Ngắm chừng ở điểm cực cận: 21 ' 22 .kkkG OCdCA cc cc ==⇒ =⇒≡ Dựa vào sơ đồ tạo ảnh 21 ' 2 ' 1 21 1 ' 1 1 ' 1 1 2 ' 1 2 ' 2 2 ' 2 22 ' 2 . dd dd kk fd fd d dld fd fd dCOd c =⇒ − =⇒ −=⇒ − =⇒−= + Ngắm chừng ở điểm cực viễn: v c vv OC OC kG = + Ngắm chừng ở vô cùng: 21 21 2121 21 ' 11 21 2 1 22 ' 2 . ff OC G f OC f ffOO f OC f df G Gk f OC kG fdd c cc c δ =⇔ −− = − −=⇔ ==⇒ =⇒∞= ∞ ∞ ∞ Lưu ý - Các công thức trên đây chỉ áp dụng khi mắt đặt sát thị kính. - Ngắm chừng ở vô cùng số bội giác không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt. - Nếu đặt mắt quan sát tại tiêu điểm ảnh của thị kính ta có: l = f 2 ∞ == − − = + =⇒ + = G f OC k df OC f df k ld OC AB BA G ld BA ccc 2 1 ' 22 2 ' 22 1 ' 2 22 ' 2 22 tan α Nhận xét: Nếu mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của thị kính thì số bội giác bằng số bội giác trong trường hợp ngắm chừng ở vô cùng. 2.4. Kính thiên văn 2.4.1. Kính thiên văn và tác dụng của kính thiên văn - Kính thiên văn: Dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật ở xa. - Tác dụng: Tạo ảnh ảo có góc trông lớn hơn vật nhiều lần. 2.4.2. Hai loại kính thiên văn - Kính thiên văn khúc xạ. - Kính thiên văn phản xạ. 2.4.3. Cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ. - Vật kính: TKHTcó tiêu cự lớn - Thị kính: TKHT có tiêu cự nhỏ * Lưu ý: Khoảng cách giữa vật kính và thị kính có thể thay đổi được. 2.4.4. Cách điều chỉnh - Đặt mắt sát thị kính và thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng cách dịch chuyển thị kính để ảnh cuối cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Sơ đồ tạo ảnh: AB 2.4.5. Cách ngắm chừng A 1 B 1 O 1 A 2 B 2 O 2 d 1 d 1 ’ d 2 d 2 ’ - Ngắm chừng ở điểm cực cận: A 2 trùng với điểm cực cận - Ngắm chừng ở vô cùng: A 2 ở vô cùng. - Trường hợp ngắm chừng ở vô cùng phải điều chỉnh kính sao cho ảnh A 1 B 1 nằm ở tiêu diện vật F 2 của thị kính lúc đó tiêu điểm ảnh F 1 của vật kính trùng với tiêu điểm ảnh của thị kính. Khi đó O 1 O 2 = f 1 + f 2 2.4.6. Số bội giác của kính thiên văn 0 tan tan α α =G Trong đó 0 , αα là góc trông ảnh của vật qua dụng cụ ( kính thiên văn) và góc trông trực tiếp vật khi đặt mắt tại vị trí đặt kính. Ta có: 1 11 0 tan f BA = α 2 1 ' 2 1 11 22 0 2 11 2 ' 2 22 2 22 tan tan tan )O(tan d f d f BA BA G d BA O d BA OA BA ===⇒ = ≡== α α α α - Ngắm chừng ở điểm cực cận: c 1 2 OC f kG c = - Ngắm chừng ở vô cùng: 2 1 22 f f Gfd =⇒= ∞ BẢNG TỔNG HỢP KIẾN THỨC TÁC DỤNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH, SỐ BỘI GIÁC [...]... f Bài 1: Mắt thường có điểm cực cận cách mắt D = 25cm quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp có tiêu cự f = 10cm Tính độ bội giác của kính lúp trong các trường hợp 1) Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh 2) Mắt đặt tại quang tâm của kính 3) Mắt đặt sau kính x = 5cm Trong mỗi trường hợp trên hãy xét a) Khi mắt không điều tiết b) Khi quan sát ở khoảng nhìn rõ ngắn nhất c) Khi vật cách kính lúp 8 cm Bài 2: Vật kính và. .. mắt 20 cm và điểm cực viễn ở vô cực Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính Đs: ∆d = 0,03cm Dạng 2: Xác định số bội giác của kính Phương pháp - Áp dụng các công thức tổng quát về độ bội giác - Áp dụng các công thức tính độ bội giác trong trường hợp đặc biệt Lưu ý các trường hợp Khoảng cách mắt, kính. (Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính hoặc thị kính) Độ bội giác ghi trên vành quang cụ VD: với... lớn hơn vật cách dịch chuyển nhiều lần Ngắm ở Cc : thị kính sao cho ảnh A2B2 nằm trong khoảng nhìn KÍNH AB f f tan α = 2 2 1' = 1 tan α 0 A1 B1 d 2 d2 rõ của mắt THIÊN - Thông thường VĂN người quan sát ngắm chừng ở vô cùng Gc = k 2 f1 OC c d2 = f2 - Ngắm ở ∞: ⇒ G∞ = f1 f2 * BÀI TẬP VẬN DỤNG Dạng 1: Xác định khoảng đặt vật Phương pháp: - Xác định vị trí các điểm vật có ảnh là điểm Cc, Cv Hệ quang học Cv... chuyên môn - Làm ngân hàng bài tập cho từng loại chủ đề của từng khối lớp, dùng chung cho ôn tập kiểm tra trong tổ - Tổ chức những tiết dạy công khai về giờ dạy bài tập của những giáo viên giỏi, nhiều kinh nghiệm để tôi học hỏi, rút kinh nghiệm b) Với Ban Giám Hiệu - Thường xuyên chỉ đạo và giúp đỡ tổ chuyên môn tổ chức các buổi đổi mới phương pháp dạy tiết: Bài tập 2 Kết luận: - Vấn đề đổi mới phương pháp. .. câu hỏi và khởi xướng được sự tranh luận trong lớp học Với sự định hướng của giáo viên hoạt động học của học sinh được diễn đạt theo một tiến trình hợp lý, lôgíc, giáo viên tổng kết kiểm tra kết quả học tập của học sinh phù hợp với mục tiêu dạy học Điều quan trọng trong quá trình dạy học là rèn luyện cho học sinh một tiềm lực để học sinh có thể tự học tập, có khả năng nghiên cứu, tìm tòi giải quyết vấn... đề và đồng thời cũng là tài liệu để học sinh tự giác học tập và ôn tập theo định hướng của giáo viên - Trên đây là một số ý kiến của cá nhân tôi xung quanh việc làm thế nào để tốt tiết bài tập quang học Trong đề tài này tôi chỉ mới tìm cho mình một phương pháp nhằm mục đích giúp các em có được kết quả tốt trong các kỳ thi - Tôi đã áp dụng cho nhiều loại đối tượng học sinh như lớp 11B 3 ( ban KHTN ),... Bài 1: Một người cận thị có khoảng nhìn rõ ngắn nhất D =15 cm và giới hạn nhìn rõ là 35 cm Người này quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự 5 cm Mắt cách kính 10 cm Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính Đs: 2,5cm ≤ d ≤ 4,44cm Bài 2: Vật kính và thị kính của một kính hiển vi có tiêu cự lần lượt là f 1 = 1cm, f2 = 4 cm Độ dài quang học của kính δ = 15cm Người quan sát có điểm cực cận cách mắt. .. dạy học là một vấn đề cấp thiết trong giai đoạn hiện nay Phương hướng đổi mới trong quá trình dạy học nhằm phát triển khả năng sáng tạo, khả năng tư duy, phát triển hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình chiểm lĩnh tri thức Người giáo viên phải là người tổ chức tình huống học tập, kiểm tra, định hướng hoạt động học Cần tập cho học sinh có thói quen biết đặt câu hỏi và. .. chừng ở điểm cực cận và ngắm chừng ở vô cùng c) Năng suất phân li của mắt là 2 ’ Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm đó khi ngắm cừng ở vô cực Đs: a- 1,006cm ≤ d ≤ 1,0625cm , b- 80, 100; c- 1,43 µm Bài 3: Một kính thiên văn được điều chỉnh sao cho một người bình thường nhìn được ảnh rõ nét của vật ở vô cực mà không phải điều tiết Khi đó vật kính và. .. bao nhiêu/ Bài 2: Vật kính và thị kính của một kính hiển vi có tiêu cự lần lượt là 4 mm và 25 mm Các quang tâm cách nhau 160 mm 1) Định vị trí vật để ảnh sau cùng ở vô cực 2) phải dời toàn bộ kính theo chiều nào, một đoạn bao nhiêu để có thể tạo được ảnh của vật trên màn đặt cách kính 25 cm Tính độ lớn của ảnh biết độ lớn của vật là 1 mm Đs: a- 4,122 mm, b- 2,7.10-6 m, 288 mm III KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN . NGHIỆM ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC” I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cần thiết - Các dụng cụ quang học là một trong những vấn đề khá trừu tượng đối với học sinh. Đây là. - Học sinh biết cách vận dụng vào trong các bài tập cụ thể. - Học sinh biết cách vận dụng vào trong thực tế. II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận - Dựa vào đặc điểm của ảnh qua thấu kính và. phải có một cách thức nghiên cứu hợp lý và bài bản. Các dụng cụ quang học là một trong những vấn đề có nhiều ứng dụng trong thực tế vì vậy ngoài việc người dạy phải trang bị cho học sinh những
- Xem thêm -

Xem thêm: SKKN Phương pháp giải bài tập mắt và các dụng cụ quang học trong môn vật lý ở THPT, SKKN Phương pháp giải bài tập mắt và các dụng cụ quang học trong môn vật lý ở THPT, SKKN Phương pháp giải bài tập mắt và các dụng cụ quang học trong môn vật lý ở THPT