BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: Phân tích chương trình Vật lý phổ thông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: Phân tích chương trình Vật lý phổ thông CHƯƠNG QUANG HÌNH HỌC Giảng viên hướng dẫn Thành viên nhóm : : TS Phùng Việt Hải Võ Thị Hồng Thúy Võ Thị Đông Trúc Nguyễn Phước Đức Lê Trọng Nghĩa Nguyễn Hữu Đức Phan Ngọc Công Khanh Đà Nẵng, tháng 05 năm 2017 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ MỤC LỤC CHƯƠNG 12 QUANG HÌNH HỌC Đặt điểm chung chương: 1.1 Đối tượng nghiên cứu: Hai chương: + Khúc xạ ánh sang + Mắt, Các dụng cụ quang Nằm phần cuối chương trình phổ thong lớp 11, nội dung học sinh học lớp 9, đến em tìm hiểu chuyên sâu hơn, phần tách biệt hoàn toàn với nội dung trước mà em học Phần chủ yếu nghiên cứu tượng khúc xạ ánh sáng dụng cụ quang học,mắt 1.2 Cấu trúc nội dung chương trình: Chương VI: Khúc xạ ánh sáng - Bài 26: Khúc xạ ánh sáng - Bài 27: Phản xạ toàn phần Chương VII: Mắt Các dụng cụ quang - Bài 28: Lăng kính - Bài 29: Thấu kính mỏng - Bài 30: Giải toán hệ thấu kính - Bài 31: Mắt - Bài 32: Kính lúp - Bài 33: Kính hiển vi - Bài 34: Kính thiên văn - Bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì 1.3 Kỹ cần đạt: - Vận dụng hệ thức định luật khúc xạ ánh sáng - Vận dụng công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần - Vẽ hình ảnh qua lăng kính công thức liên quan đến lăng kính - Vẽ hình ảnh qua thấu kính mỏng công thức lien quan đến thấu kính mỏng - Vận dụng công thức thấu kính để giải tập đơn giản - Phân biệt tật mắt cách khắc phục - Xác định ảnh vật thật tạo kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn - Xác định tiêu cự thấu kính phân kì thí nghiệm 1.4 Mục tiêu cụ thể chương theo chuẩn kiến thức, kĩ năng: Chương VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 26: Khúc xạ ánh sáng *Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Phát biểu định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định luật khúc xạ ánh sang Mức độ thể cụ thể KT, KN - Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới - Tia tới tia khúc xạ nằm hai bên pháp tuyến điểm tới - Đối với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới sin góc khúc xạ số: hay Hằng số n tuỳ thuộc vào môi trường khúc xạ(môi trường chứa tia khúc xạ) môi trường tới (môi trường chứa tia tới) +Nếu > sin r hay, môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới +Nếu hay môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới Biết tính chiết suất, góc tới, góc khúc xạ đại lượng công thức định luật khúc xạ - Hằng số n chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ môi trường tới Chiết suất tỉ đối tỉ số tốc độ ánh sáng môi trường tới môi trường khúc xạ: - Vận dụng hệ thức định luật khúc xạ ánh sáng - Nêu chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối mối quan hệ chiết suất với tốc độ ánh sáng môi trường - Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối môi trường chân không - Chiết suất tuyệt đối môi trường môi trường là: - Chiết suất tuyệt đối chất lớn Chiết suất tuyệt đối không khí xấp xỉ - Hệ thức chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối : - Dạng đối xứng định luật khúc xạ: - Nêu tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng thể tính chất định luật khúc xạ ánh sáng - Tính thuân nghịch truyền ánh sáng: Ánh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đường Bài 27: Phản xạ toàn phần *Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Mô tả tượng phản xạ toàn phần nêu điều kiện xảy tượng Mức độ thể cụ thể KT, KN Thí nghiệm tượng phản xạ toàn phần : + Xét tia sáng từ môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất nhỏ + Cho góc tới i tăng dần góc khúc xạ r tăng dần lớn i + Khi đạt giá trị lớn 90 góc tới có giá trị lớn là, với - Giải tập tượng phản xạ toàn phần + Khi , toàn ánh sáng bị phản xạ, tia khúc xạ vào môi trường thứ hai Hiện tượng gọi tượng phản xạ toàn phần - Điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần: Khi ánh sáng từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ có góc tới i lớn góc giới hạn xảy tượng phản xạ toàn phần, tia sáng bị phản xạ, tia khúc xạ - Biết nhận dạng trường hợp xảy tượng phản xạ toàn phần tia sáng qua mặt phân cách - Biết cách tính góc giới hạn phản xạ toàn phần đại lượng công thức tính góc giới hạn - Mô tả truyền ánh sáng cáp quang nêu ví dụ ứng dụng cáp quang tiện lợi - Sợi quang có lõi làm thuỷ tinh chất dẻo suốt có chiết suất n1 , bao quanh lớp vỏ có chiết suất n2 nhỏ n1 - Một tia sáng truyền vào đầu sợi quang Trong sợi quang, tia sáng bị phản xạ toàn phần nhiều lần mặt tiếp xúc lõi vỏ ló đầu Sau nhiều lần phản xạ vậy, tia sáng dẫn qua sợi quang mà cường độ sáng bị giảm không đáng kể - Nhiều sợi quang ghép với thành bó Các bó ghép hàn nối với tạo thành cáp quang - Ứng dụng cáp quang : Trong công nghệ thông tin, cáp quang dùng để truyền thông tin (dữ liệu) dạng tín hiệu ánh sáng Cáp quang có ưu điểm so với cáp kim loại truyền lượng liệu lớn, không bị nhiễu trường điện từ bên Chương VII: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC Bài 28: Lăng kính *Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Nêu cấu tạo lăng kính Mức độ thể KT, KN - Lăng kính khối suốt, đồng chất, giới hạn hai mặt phẳng không song song - Trình bày đường tia sáng - Chiếu chùm tia sáng hẹp đơn sắc tới mặt qua lăng kính, công thức lăng bên lăng kính, tia khúc xạ ló qua mặt kính bên (gọi tia ló) Khi có tia ló khỏi lăng kính, tia ló lệch phía đáy lăng kính so với tia tới - Góc tạo tia ló khỏi lăng kính tia tới vào lăng kính, gọi góc lệch D tia sáng truyền qua lăng kính -Các công thức lăng kính: - Hiểu biến thiên góc lệch tia sáng qua lăng kính góc tới biến thiên Góc lệch cực tiểu đường tia sáng trường hợp - Khi thay đổi góc tới i góc lệch thay đổi qua giá trị cực tiểu - Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường tia sáng đối xứng qua mặt phân giác góc đỉnh A Công thức xác định góc lệch cực tiểu: - Trình bày cấu tạo, nguyên tắc hoạt - Lăng kính có tiết diện tam giác vuông động, ứng dụng lăng kính phản xạ cân, =1.5 toàn phần - Dùng lăng kính phản xạ toàn phần kính tiềm vọng, ống nhòm - Vận dụng công thức lăng kính - Giải tập lăng kính chương trình Bài 29: Thấu kính mỏng *Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Nêu tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu diện, tiêu cự thấu kính - Phát biểu định nghĩa độ tụ thấu kính nêu đơn vị đo độ tụ Mức độ thể KT, KN - Tiêu điểm ảnh chính: Khi chum tia tới song song với trục chum tia ló hội tụ điểm -Tiêu cự: độ dài đại số có độ dài khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm F - Độ tụ: , đơn vị: dp (m-1) - Nêu số phóng đại ảnh tạo thấu kính Bài 31 : Mắt *Mục tiêu ( chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Nêu đặc điểm mắt cận mặt quang học nêu cách khắc phục tật - Nêu đặc điểm mắt viễn mặt quang học nêu cách khắc phục tật Mức độ thể cụ thể KT, KN - Mắt cận mắt nhìn xa so với mắt bình thường Điểm cực viễn Cv cách mắt cỡ 2m trở lại Khi không điều tiết, thấu kính mắt mắt cận có tiêu điểm nằm trước màng lưới Điểm cực cận Cc mắt cận gần mắt so với mắt bình thường - Có hai cách khắc phục tật cận thị: + Dùng thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp đeo trước mắt hay gắn sát giác mạc + Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc Trong thực tế người ta hay chọn cách dùng thấu kính phân kì, cho đeo kính, nhìn vật vô cực mà mắt không cần điều tiết Khi đeo kính này, điểm gần nhìn thấy rõ xa điểm cực cận không đeo kính - Mắt viễn mắt nhìn gần so với mắt thường Điểm cực cận mắt viễn Cc nằm xa mắt Khi không điều tiết thấu kính mắt mắt viễn có tiêu điểm nằm sau màng lưới Khi nhìn vật vô cực mắt viễn phải điều tiết .- Có hai cách khắc phục tật viễuthị: + Dùng thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp đeo trước mắt hay gắn sát giác mạc + Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc Trong thực tế, người ta hay dùng thấu kính hội tụ Chọn kính cho đeo kính, mắt viễn nhìn vật gần mắt tật Khi đeo kính mắt viễn nhìn vật vô cực đỡ phải điều tiết - Lão thị tật thông thường mắt người nhiều tuổi ,thường 40 tuổi - Nêu đặt điểm mắt lão mặt quang học nêu cách khắc phục tật - Giải thích tập mắt cận mắt lão trở lên Mắt lão nhìn gần so với mắt thường Khi tuổi ăng lên, khoảng cực cận Đ mắt lão tăng lên so với khoảng cực cận mắt hồi trẻ - Có hai cách khắc phục bệnh mắt lão: + Dùng thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp đeo trước mắt hay gắn sát giác mạc + Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc - Biết cách phân tích, nhận dạng mắt cận hay mắt lão nguyên tắc đeo kính để sửa tật - Biết cách tính độ tụ kính đeo trường hợp ngắm chừng người mắt cận mắt lão Bài 32: Kính Lúp Bài 33: Kính hiển vi Bài 34: Kính thiên văn * Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng): KT,KN - Nêu công dụng, cấu tạo, tạo ảnh công thức tính độ bội giác dụng cụ quang học Bài 32: Kính lúp Mức độ thể cụ thể KT, KN - Kính lúp dụng cụ bổ trợ cho mắt để quang sát vật nhỏ - Cấu tạo : thấu kính hội tụ - Sự tạo ảnh qua kính lúp : + Đặt vật khoảng từ quang tâm đến tiêu điểm vật kính lúp Khi kính cho ảnh ảo chiều lớn vật + Để nhìn thấy ảnh phải điều chỉnh khoảng cách từ vật đến thấu kính để ảnh giới hạn nhìn rỏ mắt Động tác quan sát ảnh vị trí xác định gọi ngắm chừng vị trí + Khi cần quan sát thời gian dài, ta nên thực cách ngắm chừng cực viễn để mắt không bị mỏi - Công thức tính độ bội giác: α α ( với góc , nhỏ) - Kính hiển vi dụng cụ quang học bỗ trợ cho mắt để nhìn vật nhỏ, cách Bài 33: Kính hiển vi tạo ảnh có góc trông lớn Số bội giác kính hiển vi lớn nhiều so với số bội giác kính lúp - Cấu tạo: Kính hiển vi gồm vật kính thấu kính hội tụ có tiêu nhỏ (vài mm) thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài cm) Vật kính thị kính đặt đồng truc, khoảng cách chúng O1O2 = l không đổi Khoảng cách F1’F2 = δ gọi độ dài quang học kính Ngoài có phận tụ sáng để chiếu sáng vật cần quan sát Đó thường gương cầu lỏm - Sự tạo ảnh qua kính hiển vi : Sơ đồ tạo ảnh : A1B1 ảnh thật lớn nhiều so với vật AB A2B2 ảnh ảo lớn nhiều so với ảnh trung gian A1B1 Mắt đặt sau thị kính để quan sát ảnh ảo A2B2 Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến vật kính (d1) cho ảnh cuối (A2B2) giới hạn nhìn rỏ mắt góc trông ảnh phải lớn suất phân li mắt Nếu ảnh sau A2B2 vật quan sát tạo vô cực ta có ngắm chừng vô cực - Công thức tính độ bội giác: + Khi ngắm chừng cực cận: d '1 d ' d1 d GC = + Khi ngắm chừng vô cực: δ OCC f1 f Bài 34: Kính thiên văn G∞ = |k1|G2 = Với δ = O1O2 – f1 – f2 - Là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt việc làm tăng góc trông ảnh vật xa - Cấu tạo : + gồm vật kính L1 thấu kính hội tụ thị kính L2 kính lúp + Hai kính lắp đồng trục - Sự tạo ảnh qua kính thiên văn : + Vật nhỏ AB xa qua L1 cho ảnh thật A’B’ tiêu diện F1’ - Công thức tính độ bội giác : G = k2 G∞ = f1 d2' + l tgα f = tgα f 1.5 Kỹ đặt trưng cần hình thành cho học sinh chương này: - Học sinh cần phải có khả hình dung hình ảnh vật qua thấu kính, hệ thấu kính - Học sinh vẽ hình ảnh vật qua thấy kính Xây dựng sơ đồ logic nội dung kiến thức chương? Từ xác định kiến thức trọng tâm chương? Khúc xạ ánh sáng Phản xạ toàn phần Các đường truyền TS Lăng kính PXTP Phần thí nghiệm ảo đưa vào dạy học giai đoạn 3: Chỉ đặc điểm định Lượng : phần phân tích tạo ảnh qua kính hiển vi chương trình Cơ Bản giai đoạn 3: Định nghĩa khái niệm chương trình Nâng Cao Học sinh so sánh ảnh tạo võng mạc dùng thấu kính hội tụ so với ảnh tạo ta ghép thấu kính hội tụ lại để tạo kính thiên văn Bài tập: Bài tập chương phân thành chủ đề lớn sau: Chủ đề 1: Bài tập khúc xạ ánh sáng Gồm dạng chính: Dạng 1: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng • Mục đích: cho HS nhớ sâu định luật khúc xạ ánh sáng cách áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng cho tập cụ thể • Kiến thức: Định luật khúc xạ ánh sáng - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng với tia tới bên pháp tuyến so với pháp tuyến - Đối với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) với sin góc khúc xạ (sinr) luôn số • Phương pháp: - Bước 1: Tóm tắt đề vẽ hình - Bước 2: Xác định biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm, áp dụng định luật khúc xạ để giải Bài tập dạng 1: Bài 1: Một tia sáng từ không khí vào nước có chiết suất n =4/3 góc tới i = 30 a Tính góc khúc xạ b Tính góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới GIẢI: Bước 1: Tóm tắt toán Ch o n1= n2=4/3 i=300 Tì m a Tính góc khúc xạ b Tính góc lệch S i r D Bước 2: a Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: Sin r = Sin r = • b Góc khúc xạ: r = 220 Góc lệch: D = i - r = 300 – 220 = 80 Bài 2: Một gậy cắm thẳng đứng xuống đáy hồ sâu 1,5m Phần gậy nhô lên khỏi mặt nước 0,5m Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến mặt nước góc 60 Tính chiều dài bóng gậy mặt nước đáy hồ? ĐS: 0,85m 2,11m Dạng 2: Lưỡng chất phẳng mặt song song • Mục đích: cho HS làm quen với mặt phân cách lưỡng chất phẳng mặt song song, cách giải tập với trường hợp cụ thể • Kiến thức: - Lưỡng chất phẳng mặt phân cách hai môi trường - Gọi d khoảng cách từ mặt phân cách đến vật - Gọi d’ khoảng cách từ mặt phân cách đến ảnh - Thì ta có (*) - Bản mặt song song gồm lưỡng chất phẳng - Gọi độ dời ảnh Ta có = = e (1 - ) (**) Phương pháp: - B1: Tóm tắt đề vẽ hình - B2: Xác định loại mặt phân cách để áp dụng công thức liên hệ - B3: Xác định biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm, áp dụng công thức (*) (**) để giải • Bài tập dạng 2: Bài 1: Nước chậu cao 40cm, chiết suất 4/3 Trên nước lớp dầu cao 30cm, chiết suất n=1,5 Mắt đặt không khí, cách mặt lớp dầu 50 cm thấy đáy chậu cách bao nhiêu? ĐS: 100 cm Bài 2: Một tia sáng từ không khí tới gặp thủy tinh phẳng suốt với góc tới i mà sini=0,8, cho tia phản xạ khúc xạ vuông góc với a Tính vận tốc ánh sáng thủy tinh b Tính độ dời ngang tia sáng ló so với phương tia tới Biết bề dày e = 5cm ĐS: a.225000 km/s b 1,73cm Dạng : Phản xạ toàn phần • Mục đích: Cho HS làm quen với dạng tập phản xạ toàn phần riêng biệt cụ thể • Kiến thức: - Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt - Điều kiện để có phản xạ toàn phần: + i igh + Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang - Góc lệch D góc tạo phương tia tới tia khúc xạ + Ta có: D=|i-r| • Phương pháp: - Bước 1: Tóm tắt đề vẽ hình - Bước 2: Áp dụng điều kiện để có phản xạ toàn phần, xét xem toán có xảy phản xạ toàn phần hay không - Bước 3: Xác định biểu thức liên quan đến đại lượng cần tìm, áp dụng công thức phản xạ toàn phần để giải toán Bài tập dạng 3: Bài 1: Một khối thủy tinh P có chiết suất n=1.5, tiết diện thẳng tam giác ABC vuông góc B Chiếu vuông góc tới mặt AB chùm sáng song song SI a, Khối thủy tinh P không khí Tính góc D làm tia tới tia ló b, Tính lại góc D khối P nước có chiết suất n=4/3 ĐS: a D = 90 ; b D =70 42’ Bài 2: Một khối thủy tinh hình hộp có tiết diện thẳng hình chữ nhật ABCD, chiết suất n=1,5 Một tia sáng mặt phẳng chứa tiết diện ABCD, đến AB góc tới i, khúc xạ vào thủy tinh đến mặt BC hình vẽ Tia sáng có ló khỏi mặt CD không? ĐS:Tia sáng phản xạ toàn phần mặt CD Chủ đề 2: Bài tập lăng kính Gồm có dạng: Dạng 1: Tính đại lượng liên quan đến lăng kính, vẽ đường tia sáng Mục đích: Biết cách áp dụng công thức lăng kính để tính góc khúc xạ, góc lệch, góc chiết quang vẽ đường tia sáng Kiến thức: Công thức lăng kính : sini1 = nsinr1 sini2 = nsinr2 A = r1 + r2 D = i1 +i2 – A Phương pháp: Sử dụng công thức lăng kính để rút đại lượng cần tìm Trường hợp tia sáng phản xạ toàn phần áp dụng công thức i igh với igh= n2/n1 học trước Bài Một lăng kính có chiết suất n = Chiếu tia sáng đơn sắc vào mặt bên lăng kính góc tới i = 45 Tia ló khỏi lăng kính vuông góc với mặt bên thứ Tính góc chiết quang A? ĐS: A= 38,68 Bài 2: Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác vuông cân ABC, A = 90 đặt cho mặt huyền BC tiếp xúc với mặt nước chậu, nước có n = 4/3 a/ Một tia sáng đớn sắc SI đến mặt bên AB theo phương nằm ngang Chiết suất n lăng kính khoảng cách AI phải thỏa mãn điều kiện để tia sáng phản xạ toàn phần mặt BC? ĐS: n > 1,374 Ví dụ : Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác đều, chiết suất n = √ 2, đặt không khí Chiếu tia sáng đơn sắc nằm tiết diện thẳng đến mặt bên lăng kính hướng từ đáy lên với góc tới i a/ Góc tới i góc lệch qua lăng kính có giá trị cực tiểu Dmin Tính Dmin? b/ Giữ nguyên vị trí tia tới Để tia sáng không ló mặt bên thứ phải quay lăng kính quang cạnh lăng kính theo chiều với góc nhỏ bao nhiêu? ĐS: a/ i = 450 , Dmin= 300 b/ 8,530 Dạng 3: Điều kiện để có tia ló • Mục đích: Học sinh tìm điều kiện để có tia ló khỏi lăng kính • Kiến thức: Áp dụng tính góc giới hạn phản xạ toàn phần mặt bên lăng kính Sin igh = với n1 chiết suất lăng kính, n2 chiết suất môi trường đặt lăng kính • Điều kiện để có tia ló: + Đối với góc chiết quang A: A ≤ 2.igh + Đối với góc tới i: i ≥ i0 với sini0= n.sin(A – igh) • Chú ý: Góc i0 âm, dương • Quy ước: i0 > tia sáng pháp tuyến điểm tới I i0 < tia sáng pháp tuyến điểm tới I • Phương pháp: Tìm sinigh , sau HS sử dụng công thức để tìm điều kiện tia ló Ví dụ : Một lăng kính có góc chiết quang A= 300, chiết suất n = 1,5 Chiếu tia sáng tới mặt lăng kính góc tới i Tính i để tia sáng ló khỏi lăng kính ĐS : -180 ≤ i ≤ 900 Chủ đề : Thấu kính Dạng 1:Xác định vị trí, tính chất vật ảnh, mối quan hệ chúng Mục đích: xác định vị trí, tính chất vật ảnh qua thấu kính Bài 1: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm Xác định tính chất ảnh vật qua thấu kính vẽ hình trường hợp sau: a) Vật cách thấu kính 30cm b) Vật cách thấu kính 20cm c) Vật cách thấu kính 10cm Đáp án: a) d’ = 60cm Ảnh ảnh thật, ngược chiều với vật Cao gấp lần vật b) d’ không xác định Ảnh vô c) d’ = -20cm Ảnh ảnh ảo, chiều với vật Cao gấp lần vật Bài 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm Xác định vị trí vật thật để ảnh qua thấu kính lớn gấp lần vật Vẽ hình Đáp án: 36cm Bài 3: Người ta dùng thấu kính hội tụ để thu ảnh nến ảnh Hỏi phải đặt nến cách thấu kính cách thấu kính để thu ảnh nến cao gấp lần nến Biết tiêu cự thấu kính 10cm, nến vuông góc với trục chính, vẽ hình? Đáp án: 12cm; 60 cm Bài 1: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm Ảnh A’B’ cách vật 18cm Xác định vị trí vật độ phóng đại ảnh Đáp án: d = 12cm k = 2.5 Bài 2: Một thấu kính phân kì có tiêu cự -25cm, cho ảnh cách vật 56,25cm Xác định vị trí, tính chất vật ảnh Tính độ phóng đại trường hợp Đáp án: d = 75cm; d’ = -18.75cm; k = 1/4 Bài 1: Cho thấu kính thủy tinh có hai mặt bán kính cong 30cm 20cm Hãy tính độ tụ, tiêu cự thấu kính đặt trog không khí, nước có chiết suất n2 = 4/3 chất lỏng có chiết suất n3 = 1.64 Biết chiết suất thủy tinh n1 = 1.5 Đáp án: Bài 2: thấu kính mỏng phẳng lồi làm thủy tinh có chiết suất n =1.5 Có tiêu cự f = 40cm Tính bán kính mặt lồi? Đáp án: 20cm Bài 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm, vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật lớn vật cách vật 90cm a) Tìm vị trí vật ảnh b) Thấu kính cố định, dịch vật dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh dịch chuyển nào? c) Vật cố định, dịch chuyển thấu kính xa vật Hỏi ảnh dịch chuyển nào? Đáp án: a) Vậy d = 30cm, d’ = 60cm b) Khi d giảm từ 30cm đến 20cm d’ tăng đến d=20cm d’→∞: lúc này, ảnh ảnh thật dịch chuyển xa thấu kính Khi d giảm từ 20cm đến | | giảm đến d=0 d’ =0: lúc ảnh ảnh ảo dịch chuyển lại gần thấu kính c) Khi d tăng từ 30cm đến 40cm L giảm → ảnh dịch chuyển lại gần vật Khi d = 40cm Lmin = 80cm Khi d tăng từ 40cm trở L tăng → ảnh dịch chuyển xa vật Dạng 5: Toán vẽ thấu kính • Mục tiêu: vẽ dạng hình ảnh vật qua thấu kính • Kiến thức: dựa tính chất, công thức có ta vẽ hình ảnh vật qau thấu kính • Phương pháp: + Cần có tia sáng để vẽ ảnh vật qua thấu kính + Vật nằm tia tới, ảnh nằm tia ló tia kéo dài tia ló + Nhớ tia sáng đặc biệt, tính chất ảnh qua thấu kính + Dựa vào kiện đề, vẽ hình ảnh vật qua thấu kính Bài 1: Vẽ ảnh vật qua thấu kính hội tụ phân kì trường hợp sau: - Vật có vị trí: d > 2f - Vật có vị trí: d = f - Vật có vị trí: d = 2f - Vật có vị trí: < d < f - Vật có vị trí: f < d < 2f Chủ đề 4: Mắt tật mắt Dạng Xác định tật, tìm độ tụ thấu kính cần đeo Mục đích: Hiểu sâu nguyên lí khắc phục tật mắt Kiến thức : Vận dụng đƣợc công thức thấu kính Phƣơng pháp: Từ công thức thấu kính, thay d’ =OCv (mắt cận), hay d’= OCc Từ rút f → D Ví dụ: Mắt người có điểm cực viễn Cv cách mắt 50cm a) Mắt người bị tật gì? b) Muốn nhìn thấy vật vô cực mắt phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? (kính đeo sát mắt) Giải a) Mắt bị cận thị, có khoảng cực viễn 50cm b) Xác định f D thấu kính -> f = - OCv = -50 cm D = = -2 dp Dạng 2: Tìm vị trí vật mắt nhìn rõ lúc đeo kính Ví dụ : Mắt người có điểm cực viễn Cv cách mắt 50cm a) Điểm cực viễn Cc cách mắt 10cm Khi đeo kính mắt nhìn thấy điểm đặt cách mắt khoảng gần bao nhiêu? Chủ đề 5: Kính lúp – Kinh hiển vi – Kính thiên văn Dạng 1: Bài tập kính lúp Mục đích: Học sinh giải toán xác định vị trí đặt vật, độ tụ, só bội giác kính lúp Kiến thức: Kính lúp thấu kính hội tụ Khi ngắm chừng cực cận : Gc =k Khi ngắm chừng vô cực : Ngoài ra, học sinh phải kết hợp kiến thức phần kính lúp phần mắt học Phương pháp: Xác định vị trí ảnh vật ảnh vật → Xác định vị trí lại độ tụ qua công thức tính tiêu cự → Tính số bội giác Ví dụ : Một người mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 20 cm điểm cực viễn vô cực, quan sát vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ 10 dp Kính đặt cách mắt cm a) Hỏi phải đặt vật khoảng trước kính b) Tính số bội giác ngắm chừng vô cực? ĐS: a) 30cm b) G∞ = Dạng 2: Bài tập kính hiển vi • Mục đích: Học sinh giải toán xác định vị trí đặt vật, số bội giác kính hiển vi,… • Kiến thức: Kính hiển vi gồm thấu kính hội tụ ghép với Khi ngắm chừng vô cực: ’ với δ = F1 F2 • Phương pháp: Xác định tiêu cự, vị trí đặt ảnh vật δ → Vẽ sơ đồ tạo ảnh → Dùng công thức để tìm đại lượng yêu cầu Ví dụ : Một kính hiển vi có vật kính có tiêu cự 5,4 mm, thị kính có tiêu cự cm, khoảng cách vật kính thị kính 17 cm Người quan sát có giới hạn nhìn rõ cách mắt từ 20 cm đến vô cực đặt mắt sát thị kính để quan sát ảnh vật nhỏ a) Xác định khoảng cách từ vật đến vật kính quan sát trạng thái mắt điều tiết tối đa mắt không điều tiết b) Tính số bội giác ngắm chừng vô cực? ĐS: a) 0,5602 cm ≥ d1 ≥ 0,5599 cmb) G∞ = 268 Dạng 3: Bài tập kính thiên văn • Mục đích: Học sinh giải toán xác định khoảng cách vật kính thị kính, số bội giác kính thiên văn • Kiến thức: Kính thiên văn hội tụ - hội tụ hội tụ - phân kỳ Số bội giác ngắm chừng vô cực: G • Phương pháp: Xác định tiêu cự, vị trí đặt ảnh vật δ → Vẽ sơ đồ tạo ảnh → Dùng công thức để tìm đại lượng yêu cầu Ví dụ : Kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự 1,2m thị kính có tiêu cự 4cm Một người có mắt tốt, quan sát Mặt Trăng kính thiên văn nầy trạng thái không điều tiết Tính khoảng cách hai kính độ bội giác ảnh ĐS: L = 124cm, G = 30 * Các bước giải toán hệ quang học (hệ thấu kính) đồng trục B1 Lập sơ đồ tạo ảnh B2 Áp dụng công thức liên quan cho khâu sơ đồ để giải toán theo yêu cầu đề Các kiến thức liên quan: PHƯƠNG PHÁP GIẢI • Bước 1: Lập sơ đồ tạo ảnh a Hệ thấu kính đồng trục ghép cách đoạn l Xét hệ quang học đồng trục gồm hai thấu kính L L2 Giả sử vật thật AB đặt trục hệ thấu kính đồng trục L1 L2, đặt trước L1, cho ảnh A'1B'1, ảnh chùm tia ló khỏi L1 tạo nên Ảnh A'1B'1 coi vật L2, tia truyền sáng đến L2 A'1B'1 phát Nếu A’1B’1: + trước L2 vật thật + sau L2 vật ảo (không xét) Vật A'1B'1qua thấu kính L2 cho ảnh A'2B'2 Vậy A'2B'2 ảnh cuối qua hệ Vậy A'2B'2 ảnh sau AB qua hệ thấu kính b Hệ thấu kính đồng trục ghép sát nhau: Với hệ có cách: + Lập sơ đồ hệ thấu kính đồng trục ghép cách khoảng cách L1 đến L2 l = + Hoặc dùng thấu kính tương đương * Giả sử vật thật AB trục hệ thấu kính đồng trục L1 L2 có tiêu cự f1 f2 ghép sát tương tự Ta có sơ đồ tạo ảnh: Khi áp dụng công thức thấu kính để giải cần nhớ l khoảng cách thấu kính 0: d'1 + d2 = => d2 = -d'1 • Bước 2: Thực tính toán Nội dung khảo sát hệ thấu kính đa dạng, nhìn chung thường gặp yêu cầu chính: (1) Xác định đặc điểm ảnh sau (2) Xác định đặc điểm cấu tạo hệ (3) Tìm điều kiện để hệ cho ảnh ảo, ảnh thật, ảnh, ảnh Để giải đáp yêu cầu này, học sinh cần lưu ý đến kết sau: + Ảnh A'1B'1 qua L1 xác định d'1 Khi A'1B'1 đóng vai trò vật với L2 đặc điểm xác định d2, trường hợp, ta có d'1 + d2 = l hay d2 = l – d'1 với (l: khoảng cách thấu kính) + Số phóng đại ảnh sau xác định bởi: Khệ = K1.K2 = Khi học sinh hiểu nắm đƣợc bƣớc giải trƣớc yêu cầu toán việc phân tích toán hệ thấu kính xong, khâu tính toán vấn đề phức tạp "hóa giải", phương pháp vận dụng để giải tập mắt đeo kính sát không sát mắt (đó hệ thấu kính ghép sát 2hoặc ghép cách quãng), tập kính lúp (đó hệ thấu kính ghép cách quãng), tập kính hiển vi, kính thiên văn (hệ thấu kính) Hệ vô tiêu: ảnh cuối A'2B'2 có độ lớn không đổi ta di chuyển vật lại gần thấu kính:l = f1 + f2 (chú ý: f1, f2 có giá trị đại số :dương với thấu kính hội tụ, âm với thấu kính phân kỳ) Ví dụ: Cho hai thấu kính đặt đồng trục liên tiếp nhau: thấu kính hội tụ L1, tiêu cự 25cm thấu kính phân kì L2 với tiêu cự 25cm Hai thấu kính cách a= 100cm Một vật AB=1cm đặt vuông góc với quang trục hệ trước L1 cách L1 40cm a Xác định ảnh A1B1 AB tạo chùm tia qua L1 b Xác định ảnh A2B2 cho L2 Tính số phóng đại ảnh cho hệ thấu kính ... 3.2.3 Năng suất phân li mắt Sách 11 CB thông báo để phân biệt hai điểm AB góc trông vật khổng thể nhỏ giá tri tối thiểu gọi suất phân li mắt, thông báo người bình thường suất phân li gần phút... nhỏ phân biệt điểm AB suất phân li  So sánh với lý luận dạy học vật lý Thì cách hình thành khái niệm sách giáo khoa chưa đủ bước lí luận lí 3.2.4 Các tật mắt cách khắc phục • Mắt cận Thông báo. ..MỤC LỤC CHƯƠNG 12 QUANG HÌNH HỌC Đặt điểm chung chương: 1.1 Đối tượng nghiên cứu: Hai chương: + Khúc xạ ánh sang + Mắt, Các dụng cụ quang Nằm phần cuối chương trình phổ thong lớp 11,