Sáng kiến kinh nghiệm: Giải bài toán quang hình học lớp 9

Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN QUANG HÌNH HỌC LỚP I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ Môn vật lý môn học lý thú, hấp dẫn nhà trường phổ thông, đồng thời áp dụng rộng rãi thực tiễn đời sống hàng ngày người Hơn môn học ngày lại càng yêu cầu cao để đáp ứng kịp với công CNH- HĐH đất nước , nhằm bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề " Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài", góp phần xây dựng Tổ Quốc ngày giàu đẹp -Hơn đội ngũ học sinh lực lượng lao động dự bị nòng cốt thật hùng hậu khoa học kỹ thuật, kiến thức, kỹ vật lý đóng góp phần không nhỏ lĩnh vực Kiến thức, kỹ vật lý vận dụng sâu vào sống người góp phần tạo cải, vật chất cho xã hội ngày đại Ta biết giai đoạn ( lớp lớp ) khả tư học sinh cịn hạn chế, vốn kiến thức tốn học chưa nhiều nên SGK đề cập đến khái niệm, tượng vật lý quen thuộc thường gặp hàng ngày Ở giai đoạn ( lớp lớp ) khả tư em phát triển, có số hiểu biết ban đầu khái niệm tượng vật lý ngày Do việc học tập mơn vật lý lớp đòi hỏi cao số toán điện, quang lớp mà em HS học vào năm thứ ba kể từ thay sách GK lớp Thực tế qua ba năm dạy chương trình thay sách lớp thân nhận thấy: Các tốn quang hình học lớp chiếm phần nhỏ chương trình Vật lý 9, loại tốn em hay lúng túng, em hướng dẫn số điểm loại tốn khơng phải khó Từ lý trên, để giúp HS lớp có định hướng phương pháp giải tốn quang hình học lớp 9, nên chọn đề tài để viết sáng kiến kinh nghiệm Sau thời gian ngắn tìm hiểu, kiểm nghiệm, nhận thấy thực trạng số nguyên nhân sau: Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin II- SỐ LIỆU VÀ THỰC TRẠNG: Kết khảo sát đầu tháng 3: ( khảo sát toán quang hình học lớp ) 38 37 39 39 39 37 điểm SL Tỷ lệ 20 53% 16 43% 15 38% 19 49% 19 49% 22 59% điểm - 10 SL Tỷ lệ 5,3% 2,7% 0% 5,1% 7,8% 11% điểm - SL Tỷ lệ 2,6% 13,5% 10% 10% 7,7% 8% 229 111 12 20 Lớp Sĩ số 91 92 93 94 95 96 Kh ối 48% 5,2% 8,7% Nguyên nhân chính: a) Do tư học sinh hạn chế nên khả tiếp thu chậm, lúng túng từ khơng nắm kiến thức, kĩ bản, định lý, hệ khó mà vẽ hình hồn thiện tốn quang hình học lớp b) Đa số em chưa có định hướng chung phương pháp học lý thuyết, chưa biến đổi số công thức, hay phương pháp giải toán vật lý c) Kiến thức tốn hình học cịn hạn chế (tam giác đồng dạng) nên khơng thể giải tốn d) Do phịng thí nghiệm, phịng thực hành cịn thiếu nên tiết dạy chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu định luật, hệ hời hợt Một số nhược điểm HS trình giải tốn quang hình lớp 9: a) Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả phân tích đề, tổng hợp đề cịn yếu, lượng thơng tin cần thiết để giẩi tốn cịn hạn chế b)Vẽ hình cịn lúng túng Một số vẽ sai không vẽ ảnh vật qua thấu kính, qua mắt, qua máy ảnh khơng thể giải tốn c) Mơt số chưa nắm kí hiệu loại kính, đặt điểm tiêu điểm, đường truyền tia sáng dặt biệt, chưa phân biệt ảnh thật hay ảnh ảo Một số khác khơng biết biến đổi cơng thức tốn d) Chưa có thói quen định hướng cách giải cách khoa học trước tốn quang hình học lớp III- NHỮNG GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT: Những tốn quang hình học lớp gói gọn chương III từ tiết 40 đến tiết 51 Mặc dù em học phần quang năm lớp 7, khái niệm Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Trường THCS Hương Phong Lương Văn Thành Tổ: Toán Lý- Tin bản, toán loại cịn lạ HS, khơng phức tạp HS lớp tập dần cho HS có kỹ định hướng giải cách có hệ thống, có khoa học, dễ dàng thích ứng với tốn quang hình học đa dạng lớp cấp sau Để khắc phục nhược điểm nêu trên, đưa số giải pháp cần thiết cho HS bứơc đầu có phương pháp để giải loại tốn quang hình lớp dược tốt hơn: Giáo viên cho HS đọc kỹ đề từ đến lần hiểu Sau hướng dẫn HS phân tích đề: Hỏi: * Bài tốn cho biết gì? * Cần tìm gì? u cầu gì? * Vẽ nào? Ghi tóm tắt * Vài học sinh đọc lại đề ( dựa vào tóm tắt để đọc ) Ví dụ 1: Một người dùng kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát vật nhỏ AB đặt vuông góc với trục kính cách kính 8cm a)Tính tiêu cự kính? Vật phải đặt khoảng trước kính? b)Dựng ảnh vật AB qua kính (không cần tỉ lệ), ảnh ảnh thật hay ảo? c) Ảnh lớn hay nhỏ vật lần? Giáo viên cho học sinh đọc vài lần Hỏi: * Bài tốn cho biết gì? -Kính gì? Kính lúp loại thấu kínhgì?Số bội giác G? -Vật AB đặt với trục thấu kính?Cách kính bao nhiêu? -Vật AB dược đặt vị trí so với tiêu cự? * Bài tốn cần tìm gì? u cầu gì? -Tìm tiêu cự? Để tính tiêu cự kính lúp cần sử dụng cơng thức nào? -Để nhìn rõ ảnh qua kính lúp vật phải đặt khoảng trước kính? -Dựng ảnh vật AB qua kính ta phải sử dụng tia sáng đặt biệt nào? -Xác định ảnh thật hay ảo? -So sánh ảnh vật? * Một HS lên bảng ghi tóm tắt sau vẽ hình (cả lớp làm ) Cho biết Kính lúp Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin G = 2,5X OA = 8cm a) G = ?Vật đặt khoảng nào? b) Dựng ảnh AB Ảnh gì? c) A' B ' =? AB * Cho2 học sinh dựa vào tóm tắt đọc lại đề ( có HS hiểu sâu đề ) *Để giải toán cần ý cho HS đổi đơn vị đơn vị số bội giác phải tính cm a) Để học sinh dựng ảnh, xác định vị trí vật xác qua kính,mắt hay máy ảnh GV phải ln kiểm tra, khắc sâu HS: *Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: -Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: ; -Vật đặt vng góc với trục chính: F • -Trục chính, tiêu điểm F F', quang tâm O: O F' • -Phim máy ảnh hoăc màng lưới mắt: Màng lưới -Ảnh thật: ; -Ảnh ảo: * Các Định luật, qui tắc qui ước, hệ như: - Định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng -Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi trục Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin -O gọi quang tâm thấu kính -F F' đối xứng qua O, gọi tiêu điểm -Đường truyền tia sáng đặt biệt như: Thấu kính hội tụ: +Tia tới song song với trục cho tia ló qua tiêu điểm F +Tia tới qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục +Tia tới qua quang tâm O, truyền thẳng +Tia tới cho tia ló qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới F F' O • F • O • • F' Thấu kính phân kì: +Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm F' +Tia tới qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục +Tia tới qua quang tâm O, truyền thẳng +Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới F' • O F • • F O • F' -Máy ảnh: +Vật kính máy ảnh thấu kính hội tụ +Ảnh vật phải vị trí phim muốn vẽ ảnh phải xác định vị trí đặt phim P B O Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin A Q -Mắt, mắt cận mắt lão: +Thể thuỷ tinh mắt thấu kính hội tụ -Màng lưới phim máy ảnh +Điểm cực viễn: điểm xa mắt mà ta có thẻ nhìn rõ không điều tiết +Điểm cực cận: điểm gần mắt mà ta nhìn rõ Kính cận thấu kính phân kì B • A F,CV Kinh cận Mắt +Mắt lão nhìn rõ vật xa, khơng nhìn rõ vật gần Kính lão thấu kính hội tụ Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần B • • CC F A Mắt Kinh lão -Kính lúp: +Kính lúp thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn +Để dựng ảnh, xác định vị trí vật qua kính lúp cần phải đặt vật khoảng tiêu cự kính Ảnh qua kính lúp phải ảnh ảo lớn vật B • F O A *Ở Ví dụ1: -Dựng ảnh vật AB qua kính lúp: +Ta phải đặt vật AB khoảng tiêu cự kính lúp +Dùng hai tia đặt biệt để vẽ ảnh A'B' Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Trường THCS Hương Phong Lương Văn Thành Tổ: Toán Lý- Tin b) Để trả lời phần câu hỏi định tính học sinh cần thu thập thơng tin có liên quan đến nội dung, u cầu tốn từ vận dụng để trả lời Ở ví dụ -Câu a) Vật đặt khoảng nào? Câu b) ảnh gì? +Ở vật kính kính lúp vật phải đặt khoảng tiêu cự nhìn rõ vật Ảnh vật qua thấu kính ảnh ảo lớn vật *Các thơng tin: -Thấu kính hội tụ: +Vật đặt tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều +Vật đặt xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự +Vật đặt khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn vật, chiều với vật -Thấu kính phân kỳ: +Vật đặt vị trí trước thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ vật ln nằm khoản tiêu cự thấu kính +Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo vật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự -Máy ảnh: +Ảnh phim ảnh thật, nhỏ vật ngược chiều với vật -Mắt cận: + Mắt cận nhìn rõ vật gần, khơng nhìn rõ vật xa + Mắt cận phải đeo kính phân kì -Mắt lão: +Mắt lão nhìn rõ vật xa, khơng nhìn rõ vật gần + Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần -Kính lúp: +Vật cần quan sát phải đặt khoảng tiêu cự kính ảnh ảo lớn vật.Mắt nhìn thấy ảnh ảo Nắm cơng thức vật lý, hệ thức tam giác đồng dạng,dùng phép toán để biến đổi hệ thức, biểu thức : * Cơng thức tính số bội giác: G= 25 25 ⇒f = f G Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong -Trở lại ví dụ1 : G= Tổ: Tốn Lý- Tin 25 25 ⇒f = f G = 25 = 10(cm) 2,5 * Hệ thức tam giác đồng dạng, phép toán biến đổi: Ta trở lại câu c) ví dụ1: c) B' B  F / O  F' A A ', ' '' ''''' * ∆OA'B' Đồng dạng với ∆OAB , nên ta có : A' B ' OA' OA' = = AB OA (1) * ∆F'A'B' đồng dạng với ∆ F'OI, nên ta có: A' B ' A' B ' F ' A' OA'+F ' O OA' F ' O OA' = = = = + = +1 AB OI F 'O F 'O F 'O F 'O 10 (2) Từ (1) (2) ta có: OA' OA' OA' OA' = +1 ⇔ − = ⇔ OA' = 40 (cm) 10 10 (3) Thay (3) vào (1) ta có : A' B ' OA' 40 = = = ⇒ A' B ' = AB AB 8 *Vậy ảnh lớn gấp lần vật * Chú ý phần phần cốt lõi để giải tốn quang hình học, nên số HS yếu tốn hình học GV thường xuyên nhắc nhở nhà rèn luyện thêm phần : -Một số HS nêu tam giác đồng dạng , nêu số hệ thức biến đổi suy đại lượng cần tìm - Trường hợp GV phải nắm cụ thể tùng HS Sau giao nhiệm vụ cho số em tổ, nhóm giảng giải, giúp đỡ để tiến 4.Hướng dẫn HS phân tích đề tốn quang hình học cách lơgich, có thống: Ví dụ 2: Đặt vật AB cao 12cm vng góc với trục thấu kính hội tụ (A nằm trục chính) cách thấu kính 24cm thu ảnh thật cao 4cm Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính tính tiêu cự thấu kính *Hướng dẫn học sinh phân tích tốn , sau tổng hợp lại giải: Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin - Để hướng dẫn HS phân tích, tìm hiểu tốn phải cho HS đọc kỷ đề ,ghi tóm B tắt sau vẽ hình I Cho biết: TK hội tụ AB = 12cm; OA = 24cm A • F O F' A' • B' A'B' = 4cm(ảnh thật) OA' = ? OF = OF' = ? -Hướng dẫn học sinh phân tích tốn: *Muốn tính OA' ta cần xét yếu tố nào? ( ∆OAB ~ ∆OA'B') ⇒ OA' = *Muốn tính OF' = f ta phải xét hai tam giác đồng dạng với nhau? ( ∆OIF' ~ ∆A'B'F') *OI với AB; F'A' = ? -Hướng dẫn HS giải theo cách tổng hợp lại: Tìm OA' → F'A' → OI → OF' ; GIải: *Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là: ∆OAB ~ ∆OA'B' suy AB OA A' B '.OA 4.24 = ⇒ OA' = = = 8(cm) A' B ' OA' AB 12 *Tiêu cự thấu kính: ∆OIF' ~ ∆A'B'F' ⇒ OI OF' OF' = = Do OI = AB nên: A' B' F' A OA'-OF' AB OF' 12 OF' = ⇔ = ⇒ OF' = f = 6(cm) A' B ' OA'-OF' - OF' ĐS: OA = 8cm OF = 6cm IV KẾT QUẢ: Sau gần hai tháng áp dụng giải pháp nêu thấy kết HS giải tốn " Quang hình học lớp " khả quan Đa số HS yếu biết vẽ hình , trả lời số câu hỏi định tính Tất HS chủ động giải loại toán này, tất em cảm thấy thích thú giải tốn quang hình học lớp Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin Qua kết đây, hy vọng lên cấp III em có số kỹ để giải loại tốn quang hình học *Kết đợt khảo sát cuối tháng 4/2007: Điểm 9-10 SL Lớp Điểm 1-2 Điểm Điểm Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ Sĩ số tăng 91 38 31 82% 18% 0 11 29% 92 37 29 78% 8% 5,4% I3 35% 93 39 27 69% 7,5% 5,1% 12 31% 94 39 33 85% 15% 2,6% 14 36% 95 39 30 77% 18% 11 28% 96 37 32 86% 10 27% 0 10 27% K9 229 182 79% 36 16% 2,6% 71 31% Kết Khối 9: Điểm 5: Tăng 31% Điểm 1-2 :giảm 6,1% ; Điểm - 10 tăng: 10,8% V BÀI HỌC KINH NGHIỆM: -Để giúp HS hứng thú đạt kết tốt việc giải tốn quang hình học lớp 9, điều tiết dạy giáo viên phải tích cực, nhiệt tình, truyền đạt xác, ngắn gọn đầy đủ nội dung, khoa học lơ gích nhằm động não cho HS phát triển tư duy, độ bền kiến thức tốt - Những tiết lý thuyết, thực hành tiết tập GV phải chuẩn bị chu đáo dạy, hướng dẫn HS chuẩn bị theo ý định GV, có GVmới cảm thấy thoải mái giải sửa tập quang hình học từ khắc sâu kiến thức phương pháp giải tập HS Thường xuyên nhắc nhở em yếu, động viên, biểu dương em giỏi, cập nhật vào sổ theo dõi kết hợp với GV chủ nhiệm để có biện pháp giúp đỡ kịp thời, kiểm tra thường xuyên tập vào đầu tiết học, làm em có thái độ đắn, nề nếp tốt học tập Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang 10 Phòng GD Hương Trà Lương Văn Thành Trường THCS Hương Phong Tổ: Toán Lý- Tin Đối với số HS chậm tiến phải thơng qua GVCN kết hợp với gia đình để giúp em học tốt hơn, qua GV mơn tốn để giúp đỡ số HS yếu tốn giải vài tốn đơn giản điện lớp Từ gây đam mê, hứng thú học hỏi môn vật lý Qua hai tháng áp dụng phương pháp giải tập quang hình học tơi nhận thấy HS say mê, hứng thú đạt hiệu cao giải tập tập quang hình học Học sinh phát huy tính chủ động, tích cực nắm phương pháp giải loại toán Trên số giải pháp học kinh nghiệm nhỏ thân, dù góp phần nhỏ việc nâng cao chất lượng dạy học trường Hương phong, ngày 04 tháng năm 2007 Người viết Lương Văn Thành *XẾT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT SKKN TRƯỜNG THCS HƯƠNG PHONG Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang 11 Phòng GD Hương Trà Trường THCS Hương Phong Lương Văn Thành Tổ: Toán Lý- Tin Nhất trí xếp loại: Hương phong , ngày tháng năm 2007 Hiệu trưởng - Chủ tịch hội đồng *THẨM ĐỊNH CỦA HỘI ĐỒNG XÉT SKKN PHÒNG GIÁO DỤC HƯƠNG TRÀ Nhất trí xếp loại Hương Trà, ngày .tháng năm 2007 Trưởng phòng - Chủ tịch hội đồng Sáng kiến kinh nghiệm - 05 / 2007 Trang 12 ... cách giải cách khoa học trước tốn quang hình học lớp III- NHỮNG GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT: Những tốn quang hình học lớp gói gọn chương III từ tiết 40 đến tiết 51 Mặc dù em học phần quang năm lớp 7,... Phong Tổ: Toán Lý- Tin II- SỐ LIỆU VÀ THỰC TRẠNG: Kết khảo sát đầu tháng 3: ( khảo sát tốn quang hình học lớp ) 38 37 39 39 39 37 điểm SL Tỷ lệ 20 53% 16 43% 15 38% 19 49% 19 49% 22 59% điểm -... quang hình học *Kết đợt khảo sát cuối tháng 4/2007: Điểm 9- 10 SL Lớp Điểm 1-2 Điểm Điểm Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ Sĩ số tăng 91 38 31 82% 18% 0 11 29% 92 37 29 78% 8% 5,4% I3 35% 93 39