Một số biện pháp khắc phục sai lầm thường gặp của học sinh khi dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính (môn vật lý 9)

1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Vật lí học sở nhiều ngành kĩ thuật quan trọng Sự phát triển khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ có tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học kĩ thuật Vì hiểu biết nhận thức Vật lí có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt cơng Cơng nghiệp hố - Hiện đại hoá đất nước Hội nghị lần thứ BCH Trung ương Đảng khoá VIII khẳng định: “phát triển giáo dục nghiệp toàn xã hội, nhà nước cộng đồng, gia đình cơng dân…” Trong việc giảng dạy vật lí việc tìm phương pháp dạy học giải tập vật lí mức độ định tính định lượng địi hỏi người giáo viên phải chọn lọc hệ thống tập, sử dụng linh hoạt phương pháp dạy học công việc quan trọng trình hình thành phát triển tư học sinh Đồng thời qua việc học vật lí học sinh cần bồi dưỡng, rèn luyện phẩm chất đạo đức, tính cẩn thận, tỉ mỉ kĩ giải tập vật lí mà phương pháp dựng ảnh vật sáng đặt vuông góc với trục thấu kính ví dụ cụ thể Khi dạy phần này, giáo viên thường không lưu ý đến kĩ dựng hình (phần hình học) học sinh, việc phân chia tỉ lệ từ tiêu cự thấu kính khơng nhau, vẽ đường truyền tia sáng đặc biệt qua thấu kính khơng xác u cầu, dẫn đến thực nghiệm để đo chiều cao ảnh chiều cao tính tốn có sai số định Học sinh thường khơng coi trọng cách dựng hình như: Vật đặt trước thấu kính khơng vng góc với trục chính, khơng điền đầy đủ thơng tin cần thiết hình vẽ, chí vẽ tràn sang trang giấy bên dẫn đến kết sai lệch so với yêu cầu đề Vì vậy, năm giảng dạy thực tế trường trung học sở tơi thấy học sinh thường gặp khó khăn dựng ảnh vật tạo thấu kính, nên tơi chọn đề tài để nghiên cứu 1.2 Mục đích đề tài Đề tài nhằm giúp học sinh dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính xác Gây hứng thú cho học sinh học tập, vận dụng kiến thức học để giải thích số tượng vật lí đời sống Rèn luyện kĩ tư logic, tư sáng tạo cho học sinh, tính kiên trì, cẩn thận, xác, trung thực tránh sai sót thường gặp trình giải tập vật lí 1.3 Đối tượng nghiên cứu Hướng dẫn khắc phục số lỗi thường gặp học sinh dựng ảnh vật tạo thấu kính 1.4 Phương pháp nghiên cứu Quá trình thực đề tài, thân sử dụng phương pháp sau: + Phương pháp nghiên cứu lí luận + Phương pháp quan sát + Phương pháp tổng kết kinh nghiệm giáo dục Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận Khi nghiên cứu thấu kính, ta hình dung thấu kính chia khơng gian thành hai vùng Vùng khơng gian có vật sáng tia tới từ vật sáng đến thấu kính gọi phía trước thấu kính, vùng khơng gian có tia ló từ thấu kính gọi phía sau thấu kính Song thực tế hình vẽ ta thường gặp, phía trước thấu kính thường phía bên trái hình vẽ, phía sau phía bên phải Ở số trường hợp khác phức tạp hơn, phía trước thấu kính bên phải bên dưới, bên hình vẽ, tuỳ theo vị trí vật sáng so với thấu kính Do gặp phải trường hợp vật sáng đặt phía sau thấu kính học sinh gặp lúng túng dựng ảnh nó, giảng giáo viên nên nói rõ điều để học sinh thấy quan niệm mang tính tương đối, giúp tư học sinh logic nhận thức thấu kính Việc đầu tiên, giáo viên phải củng cố lại nội dung kiến thức bản, hệ thống đặc điểm đường truyền ba tia sáng đặc biệt tới thấu kính; đặc điểm ảnh vật tạo thấu kính phân kì thấu kính hội tụ; việc xác định vị trí quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự, trục chính, kí hiệu hai loại thấu kính trên; cách dựng ảnh 2.1.1 Các khái niệm 2.1.1.1 Trục Trong tia tới vng góc với mặt thấu kính, có tia cho tia ló truyền thẳng khơng đổi hướng Tia trùng với đường thẳng gọi trục thấu kính, ký hiệu ∆ 2.1.1.2 Quang tâm Trục thấu kính, cắt thấu kính điểm O Điểm O quang tâm thấu kính 2.1.1.3 Tiêu điểm Chùm tia tới song song với trục thấu kính cho chùm tia ló hội tụ (hoặc có đường kéo dài cắt nhau) điểm F nằm trục Đó tiêu điểm thấu kính 2.1.1.4 Tiêu cự Khoảng cách từ quang tâm tới tiêu điểm OF = OF’ = f gọi tiêu cự thấu kính 2.1.2 Đặc điểm ảnh vật tạo thấu kính 2.1.2.1 Đối với thấu kính hội tụ 2.1.2.1.1 Vật đặt ngồi khoảng tiêu cự thấu kính hội tụ cho ảnh thật, ngược chiều với vật + Vật đặt khoảng: d > 2f ảnh ảnh thật, ngược chiều, nhỏ vật + Vật đặt khoảng: d = 2f ảnh ảnh thật, ngược chiều, vật + Vật đặt khoảng: f < d < 2f ảnh ảnh thật, ngược chiều, lớn vật + Vật đặt xa thấu kính ảnh thật, tiêu điểm nhỏ 2.1.2.1.2 Vật đặt khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, chiều với vật, ảnh lớn vật 2.1.2.2 Đối với thấu kính phân kì + Vật sáng đặt vị trí trước thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo, chiều, nhỏ vật nằm khoảng tiêu cự thấu kính + Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo vật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự 2.1.3 Đường truyền tia sáng đặc biệt qua thấu kính 2.1.3.1 Đối với thấu kính hội tụ + Tia tới đến quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới + Tia tới song song với trục tia ló qua tiêu điểm + Tia tới qua tiêu điểm tia ló song song với trục 2.1.3.2 Đối với thấu kính phân kì + Tia tới song song với trục tia ló kéo dài qua tiêu điểm + Tia tới đến quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia tới + Tia tới có đường kéo dài qua tiêu điểm tia ló song song với trục * Chú ý: Trong sách giáo khoa khơng trình bày tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì, nhiên lớp học sinh khá, giỏi, giáo viên đề cập tới 2.1.4 Cách dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính 2.1.4.1 Dựng ảnh điểm sáng S tạo thấu kính hội tụ Muốn dựng ảnh điểm sáng S nằm ngồi trục thấu kính, ta vẽ đường hai số ba tia sáng đặc biệt xuất phát từ S Giao điểm hai tia ló ảnh S’ điểm sáng S 2.1.4.2 Dựng ảnh vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ Muốn dựng ảnh vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính (Điểm A trục chính, B ngồi trục chính), cần dựng ảnh B’ B, từ B’ hạ đường vng góc với trục chính, cắt trục A’ ảnh A Khi A’B’ ảnh AB tạo thấu kính * Lưu ý: Đối với trường hợp tạo ảnh ảo thấu kính, dựng ảnh phải dùng nét đứt để biểu diễn, tránh nhầm lẫn với ảnh thật 2.2 Thực trạng Sách giáo khoa Vật lí hành yêu cầu học sinh quan sát đường truyền tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ thấu kính phân kì dùng chúng để dựng ảnh thật, ảnh ảo vật qua thấu kính hội tụ, ảnh ảo vật qua thấu kính phâp kì So sánh ảnh ảo vật qua thấu kính hội tụ qua thấu kính phân kì Khơng trình bày cơng thức thấu kính, tập phần tương đối dẫn tới học sinh không ý nhiều để rèn luyện kĩ dựng ảnh vật qua thấu kính Nếu kĩ khơng ý, quan tâm cách đầy đủ dễ dẫn tới việc cẩu thả, qua loa cách trình bày, lâu dần, thành “nếp tư duy” khiến học sinh không đạt tới yêu cầu mong muốn Mặt khác, đồ dùng thiết bị thí nghiệm tương đối đầy đủ trang bị tới trường phổ thông nay, giúp cho học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức, tạo cho em yêu thích, hứng thú học tập mơn Song kĩ khơng nuôi dưỡng dẫn đến kết chí phản tác dụng Các em có thói quen quan sát thí nghiệm mà “ xem” chủ yếu, khơng tạo tư khoa học vật lí cho Có học sinh làm thí nghiệm, quan sát thí nghiệm khơng biết báo cáo kết thí nghiệm Đó lực tư chưa đầy đủ, không lôgic, không nắm yêu cầu sách giáo khoa đặc biệt khơng nghiên cứu trước tài liệu mà thích làm thí nghiệm khơng biết phải làm nào? Mục đích thí nghiệm Đây vấn đề khó khăn cho cơng tác giảng dạy môn Một số học sinh khác lại hiểu tất kiến thức học, thực tế tự phải làm tập lại lúng túng phải làm nào! Đặc biệt với dạng tập địi hỏi phải có kĩ dựng hình thành thạo dạng tập thật khơng phải điều dễ Ngồi tư Vật lí học, cịn gắn với lối tư tốn học chặt chẽ, súc tích hình học nên nhiều học sinh gặp khó khăn q trình làm tập Trong q trình giảng dạy tơi khảo sát 110 học sinh Khối trường THCS Quảng Ngọc, năm học 2014 - 2015 dạng tập này, kết sau: Vẽ hình xác Vẽ hình cân Nhầm lẫn đối hai loại trang giấy thấu kính Đặt vật Xác định sai thấu kính Xác định tiêu điểm, hai khơng quang tâm, vị khơng vng xác tiêu cự trí đặt thấu góc với trục kính SL 12 % SL % SL % SL % SL % SL % 10.91 13 11.82 8.18 41 37.27 18 16.36 17 15.45 (Hình thức khảo sát yêu cầu học sinh làm kiểm tra rèn luyện kĩ dựng ảnh vật tạo thấu kính) Từ kết trên, tơi xây dựng cho kế hoạch sửa chữa sai sót khơng đáng có học sinh, giúp em dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính xác, góp phần vực lại niềm tin lịng u thích, óc tìm tịi, sáng tạo học tập mơn 2.3 Những giải pháp Trong q trình học tập vật lí, học sinh ln ln phải thực thao tác chân tay (như làm thí nghiệm, bố trí phép đo, sử dụng dụng cụ đo ) thao tác tư (như phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá, cụ thể hố ) Để hoạt động nhận thức vật lí đạt kết thực ngày nhanh giáo viên cần có ý thức rèn luyện cho học sinh kĩ năng, kĩ xảo thực thao tác tư Việc rèn luyện phải thực thường xun liên tục Mơn Vật lí có mối quan hệ gắn bó chặt chẽ qua lại với môn học khác Nhiều kiến thức kĩ đạt qua môn học sở việc học tập nhiều môn, đặc biệt môn Sinh học, Hố học Cơng nghệ Mặt khác, Vật lí học khoa học thực nghiệm toán học hoá mức độ cao nên nhiều kiến thức kĩ toán học sử dụng rộng rãi việc học tập vật lí Việc giảng dạy vật lí có khả to lớn góp phần hình thành rèn luyện học sinh cách thức tư làm việc khoa học, góp phần giáo dục học sinh ý thức, thái độ, trách nhiệm sống, gia đình, xã hội mơi trường Ngồi ra, mơn vật lí có nhiệm vụ thực mục tiêu chung giáo dục THCS, giúp học sinh củng cố phát triển kết giáo dục Tiểu học, có trình độ học vấn phổ thông sở hiểu biết ban đầu kĩ thuật hướng nghiệp Đối với dạng tập dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính, giáo viên nên hướng học sinh tự đề xuất phương án thí nghiệm tự bố trí thí nghiệm kiểm tra phương án đó, ghi chép kết cẩn thận, đối chiếu, so sánh để rút phương án Biết sử dụng kết thí nghiệm để có sở dựng hình xác theo u cầu Một việc khơng thể thiếu, học sinh phải biết vận dụng linh hoạt kiến thức hình học học lớp vào việc dựng ảnh vật qua thấu kính Giáo viên cần phân tích đúng, sai q trình dựng ảnh học sinh, hướng dẫn cách sửa chữa Qua học sinh rút cho học cần có thấy mối liên hệ mang tính chất cơng cụ đắc lực Tốn học Vật lí học Trong khâu q trình học tập vật lí, có nhiều hội để học sinh thực thao tác việc thực tư lơgic mang tính biện chứng khoa học môn học Rõ ràng không phù hợp lãng phí thời gian, chí học sinh mang cảm giác “học vẹt” “để cho học sinh thực hàng trăm hàng ngàn lần suy luận cách mị mẫm tuỳ tiện, khơng có quy tắc ” Như vậy, việc chuẩn bị lí thuyết rành mạch, chu đáo giải tập giải thích tượng thực tế giúp phát triển tư logic kĩ cho học sinh tốt nhiều so với hàng trăm luyện tập mà em bế tắc phương pháp Việc sửa chữa sai sót cho học sinh thường phải làm liên tục, thường xuyên, công phu, tỉ mỉ Giáo viên cần ôn tập, bổ sung kiến thức cần có; q trình (các bước) dựng ảnh, điều cần ý , có giúp học sinh thấy sai sót thường gặp làm tập khơng riêng mơn học Trước hết, để sửa chữa lỗi học sinh thường mắc phải vẽ ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính, ta phải tìm ngun nhân gây lỗi hướng dẫn học sinh cách khắc phục Một số lỗi học sinh dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính cách sửa 2.3.1 Lỗi đặt vị trí thấu kính trang giấy trước dựng ảnh vật tạo thấu kính chưa định hình vị trí ảnh - Để đảm bảo hình vẽ cân đối, rõ ràng, xác mĩ quan đặc biệt tập yêu cầu dựng hình theo tỉ lệ cần lưu ý học sinh số vấn đề trước dựng ảnh nhằm giúp em định hướng hình vẽ vị trí trang giấy, nhiều trường hợp khơng định hướng trước nên vẽ, học sinh tự “bẻ cong” đường truyền tia sáng vẽ sang mặt giấy trang bên dẫn đến hình vẽ khơng xác Vẽ sang trang bên: Trang Trang B’ B F1 A A’ O ∆ F1’ Học sinh tự “Bẻ cong” đường truyền tia sáng điểm I để ảnh không bị tràn qua trang (Sai cách vẽ): Trang Trang B’ B A’ F1 A I O F1’ ∆ Như vậy, khơng thiết phải vẽ thấu kính nằm trang giấy trường hợp thấu kính hội tụ cho ảnh ảo ảnh ln nằm bên thấu kính, phía với vật, nên vẽ thấu kính dịch sang phải (nếu vật đặt bên trái thấu kính) sang trái (nếu vật đặt bên phải thấu kính) so với trang giấy tùy tập cụ thể - Trong trường hợp vật cách thấu kính khoảng f < d < 2f nên vẽ thấu kính dịch sang trái (nếu vật đặt bên trái thấu kính), dịch sang phải (nếu vật đặt bên phải thấu kính) so với trang giấy ảnh vật nằm phía bên thấu kính so với vật thường cách thấu kính khoảng lớn khoảng cách từ vật tới thấu kính Trang Trang B A’ F’ A O F ∆ B’ Vẽ hình chưa hợp lí (thấu kính đặt trang giấy) Trang Trang Trang Trang B F’ A F A’ O ∆ B’ Vẽ hình hợp lí (thấu kính đặt sang trái trang giấy) - Đối với thấu kính phân kì vật đặt bên trái thấu kính nên vẽ thấu kính dịch bên phải, vật đặt bên phải thấu kính nên vẽ thấu kính dịch bên trái so với trang giấy, ảnh ảo tạo thấu kính phân kì ln nằm khoảng tiêu cự phía với vật Một vài lưu ý nói “rất nhỏ” song lại có ý nghĩa “rất lớn” học sinh, đặc biệt mặt kiến thức cách vận dụng vào để giải tập dựng ảnh vật tạo thấu kính Mặt khác cịn có tác dụng ôn tập, củng cố kiến thức em đặc điểm ảnh vật tạo thấu kính chương trình sách giáo khoa hành 2.3.2 Nhầm lẫn hai loại thấu kính Bài tập 1: Một vật phẳng AB đặt vng góc với trục thấu kính phân kì Bằng kiến thức học dựng ảnh AB qua thấu kính nêu đặc điểm ảnh hai trường hợp: a) Vật đặt khoảng tiêu cự thấu kính b) Vật đặt ngồi khoảng tiêu cự thấu kính B’ - Dựng ảnh: a) (Hình 1a) - Đặc điểm ảnh: + Ảnh ảo, chiều, lớn B vật! Cách sửa: + Giáo viên yêu cầu học sinh ôn tập lại kiến thức cách dựng ảnh vật tạo thấu kính phân kì + Hình vẽ (Hình 1b) A’ ∆ O F’ Hình 1a B B’ F A b) (Hình 2a) B - Đặc điểm ảnh: + Ảnh thật, ngược chiều, lớn A F vật Cách sửa: + Tương tự giáo viên yêu cầu học sinh ôn tập lại kiến thức cách dựng ảnh vật tạo thấu kính phân kì + Hình vẽ (Hình 2b) Trong trường hợp tập này, học sinh không để ý tới vai trị thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo, nhỏ vật, dù vật đặt vị trí trước thấu kính A F A’ O F’ ∆ Hình 1b F’ A’ O ∆ B’ Hình 2a B B’ A F A’ O Hình 2b F’ ∆ 2.3.3 Xác định tiêu cự (OF = OF’) khơng xác Bài tập 2: Dựng ảnh A’B’ vật sáng AB qua thấu kính hội tụ Biết vật đặt khoảng f < d < 2f Nêu tính chất B ảnh? F’ A’ - Dựng ảnh: (Hình 3) ∆ O A F - Tính chất ảnh: B’ + Ảnh thật + Ngược chiều + Nhỏ vật Hình Ở tập học sinh xác định khoảng cách từ OF ≠ OF’ tức f ≠ f’ nên dựng ảnh không Dẫn đến kết luận sai đặc điểm ảnh Cách sửa: + Giáo viên yêu cầu học sinh xác định khoảng cách OF = OF’ + Yêu cầu học sinh xem lại đặc điểm ảnh tạo thấu kính kính hội tụ trường hợp để có sở kết luận Hình vẽ (Hình 4) - Đặc điểm ảnh: B + Ảnh thật + Ngược chiều F’ A’ ∆ + Lớn vật O A F B’ Hình Bài tập 3: Dựng ảnh A’B’ vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ khoảng cách từ vật đến thấu kính OA = 2f Nêu đặc điểm ảnh Bài tập này, học sinh mắc lỗi sau: *Trường hợp 1: B - Dựng ảnh (Hình 5a) F’ A’ - Đặc điểm ảnh: Ảnh thật, ∆ O A F ngược chiều, nhỏ vật B’ *Trường hợp 2: - Dựng ảnh (Hình 5b) Hình 5a - Đặc điểm ảnh: Ảnh thật, ngược chiều, lớn vật * Ở trường hợp 1: Học B sinh lấy OF > OF’ dẫn đến F’ A’ A’B’ nhỏ AB ∆ A Cách sửa : F O - Xác định OF = OF’ Hình 5b B’ - Xem lại kiến thức đặc điểm ảnh Hình (Hình 6) * Ở trường hợp 2: Học sinh lấy B OF < OF’ dẫn đến A’B’ lớn AB F’ A’ Cách sửa: Tương tự trường hợp ∆ O A F * Có thể mở rộng tập nêu câu hỏi: Qua phép vẽ em B’ đo khoảng cách từ thấu kính đến ảnh Hình A’B’ Từ tính tiêu cự thấu kính hội tụ nói trên? Với câu hỏi này, vẽ hình Học sinh tính d + d' Thật vậy: Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính là: OA = d , khoảng cách từ thấu kính đến ảnh OA ' = d ' Do OA = d = 2f (đề bài); OA ' = d ' = 2f ' (theo phép vẽ) nên khoảng cách từ vật d + d' đến ảnh d’ + d = 4f Từ suy ra: f = tiêu cự thấu kính biểu thức: f = Phương pháp đo tiêu cự thấu kính nói gọi phương pháp Dinbec-man (Silbermann) Đây phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ tương đối xác đơn giản Ngoài chuẩn chủ quan ảnh rõ nét (hứng ảnh), cịn có hai chuẩn khách quan khác là:“Khoảng cách từ vật từ ảnh đến thấu kính “ảnh cao vật” Với ba chuẩn này, sai số việc xác định vị trí ảnh vật vào khoảng 2mm sai số tỉ đối phép đo đạt tới 1% Với câu hỏi mở rộng ví dụ này, giáo viên phát sai lầm thường gặp học sinh, mà cung cấp cho em thêm hiểu biết đặc điểm ảnh tạo thấu kính hội tụ Ngồi ra, giúp học sinh học tốt thực hành: “Đo tiêu cự thấu kính hội tụ” sau Ở hai trường hợp dựng ảnh học sinh (hình 5a,b) đo tiêu cự thấu kính dựa vào khoảng cách từ vật đến thấu kính (d) khoảng cách từ ảnh đến thấu kính (d’) sử dụng biểu thức: 1 = + không f d d' phải phương pháp đo xác Lí để thoả mãn điều kiện tương điểm, chùm tia từ vật đến thấu kính từ thấu kính đến ảnh phải có góc mở nhỏ, điều làm cho xác định vị trí ảnh khơng xác Sai số tỉ đối d’ lên đến vài phần % sai số tỉ đối f tới 10%, vượt q mức độ xác chấp nhận với phép đo vật lí! Ngồi phương pháp yêu cầu đề bài, mặt khác, để có biểu thức: 1 = + , phải áp dụng trường hợp đồng dạng tam f d d' 10 giác tương đối phức tạp, dễ mắc sai lầm Do vậy, việc nắm vững kiến thức cách dựng ảnh qua thấu kính vật làm cho toán trở nên đơn giản tránh sai lầm đáng tiếc 2.3.4 Đặt vật thấu kính hai khơng vng góc với trục (∆ ) Bài tập 4: Một vật sáng AB có dạng mũi tên, đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ, tiêu cự f Hãy dựng ảnh A’B’ qua thấu kính, từ nêu đặc điểm ảnh tạo thấu kính nói trên? Học sinh mắc số sai lầm sau: * Trường hợp vật đặt khơng vng B góc với trục thấu kính: - Dựng ảnh: (Hình 7a) F’ A’ ∆ - Đặc điểm ảnh: O A F + Ảnh thật B’ + Ngược chiều + Nhỏ vật Hình 7a * Trường hợp vẽ thấu kính khơng vng góc với trục - Dựng ảnh: (Hình 7b) B - Đặc điểm ảnh: F’ A’ + Ảnh thật ∆ O + Ngược chiều A F + Nhỏ vật B’ * Trường hợp vẽ thấu kính vật Hình 7b khơng vng góc với trục - Dựng ảnh: (Hình 7c) B - Đặc điểm ảnh: F’ A’ + Ảnh thật ∆ O A F + Ngược chiều + Lớn vật B’ Hình 7c Trong ba trường hợp trên, học sinh mắc sai sót cẩu thả cách dựng hình Giáo viên uốn nắn sai sót Chương trình khơng u cầu dựng ảnh vật đặt khơng vng góc với thấu kính, mà nghiên cứu tạo ảnh vật đặt vng góc với thấu kính mà thơi 2.3.5 Xác định tiêu điểm, quang tâm, vị trí đặt thấu kính, loại thấu kính Với loại tập này, học sinh phải nắm vững cách dựng ảnh vật qua thấu kính đặc điểm ảnh tạo hai loại thấu kính học Bài tập 5: Hình 8a, b cho biết AB vật sáng, A’B’ ảnh AB qua thấu kính (∆1) (∆2) trục thấu kính Các thấu kính thuộc 11 loại thấu kính gì? Bằng phép vẽ, xác định vị trí thấu kính tiêu điểm B’ B B’ B A’ ∆1 A a) A’ A b) Hình Với dạng tập này, học sinh dễ nhầm lẫn hai loại thấu kính với nhau, phép vẽ dẫn đến kết không mong đợi Nguyên nhân chủ yếu em không để ý cần nối AA’ cắt trục vị trí đặt thấu kính (tia qua quang tâm O) Thứ hai học sinh chưa xác định rõ ràng A’B’ > AB (cụ thể hình 8a) đặc điểm ảnh tạo thấu kính Do lúng túng dựng ảnh Trường hợp hình 8b tương tự Giáo viên nên hướng dẫn học sinh cách tỉ mỉ phải nêu bước vẽ có đắn Ở hình 8a - Ta nhận thấy A’B’ ảnh AB chiều A’B’ > AB nên thấu kính phải thấu kính hội tụ - Nối B với B’ cắt (∆1) O, dựng Ox ⊥ với (∆1) vị trí đặt thấu kính - Từ B vẽ tia song song B’ x với (∆1) gặp thấu kính I, tia ló kéo dài tới B’, cắt (∆1) B I tiêu điểm thấu kính (F tiêu điểm thấu ∆1 A’ A O F F ’ kính) sau lấy đối xứng qua 1 O ta F’ (Hình 8a1) Tương tự, hình 8b ta dễ dàng xác định thấu kính, vị trí, tiêu điểm - A’B’ chiều với AB mà A’B’ < AB nên thấu kính thấu kính phân kì Nối B’ với B cắt (∆2) O, dựng Oy ⊥ (∆2), tia ló qua B’ cắt (∆2) F2 tiêu điểm thấu kính phân kì (Hình 8b1) Hình 8a1 y B B’ F2’ O A’ Hình 8b1 A 12 2.3.6 Bài toán xác định di chuyển ảnh di chuyển vật trục thấu kính hội tụ, từ khoảng cách xa tới sát thấu kính Giải đáp tốn này, có hiểu biết tổng quát tạo ảnh vật qua thấu kính hội tụ Đây dạng tốn khó Học sinh chưa quen tư tổng quát tượng này, giáo viên cần nêu điều cần thiết cách giải dạng toán nêu - Khi vật xa, ảnh ảnh thật tiêu điểm có kích thước nhỏ - Khi vật di chuyển lại gần thấu kính, ảnh ảnh thật, di chuyển từ tiêu điểm xa nhỏ vật - Khi vật cách thấu kính khoảng hai lần tiêu cự, ảnh ảnh thật, cách thấu kính khoảng hai lần tiêu cự, có kích thước vật - Khi vật di chuyển từ khoảng cách hai lần tiêu cự tới tiêu điểm, ảnh ảnh thật, di chuyển từ khoảng cách hai lần tiêu cự xa, có kích thước lớn vật - Khi vật nằm tiêu điểm, nói ảnh ảnh thật, lớn, nằm vơ cực sau thấu kính, nói ảnh ảnh ảo, lớn, nằm vô cực trước thấu kính - Khi vật di chuyển từ tiêu điểm đến sát thấu kính, ảnh ảnh ảo, di chuyển từ vơ cực trước thấu kính tới sát thấu kính, có kích thước lớn vật Sau ví dụ minh hoạ: Trên hình 9, cho vị trí vật sáng từ xa lại gần thấu kính hội tụ có tiêu cự f, vật ln ln vng góc với trục thấu kính Hãy dựng ảnh tương ứng vật vị trí Có nhận xét ảnh đó? B1 B2 B3 A1 A2 A3 B4 F A4 O F’ ∆ Hình Bài tập địi hỏi học sinh phải có khả tư tổng hợp tốt đặc điểm ảnh tạo thấu kính hội tụ Bằng phép vẽ nêu lên nhận xét ảnh Giáo viên nên bổ sung lại kiến thức cho học sinh, ý đến kĩ dựng hình qua phép vẽ, óc phán đốn, quan sát, khái quát, tổng hợp kiến thức để tránh sai lầm khơng đáng có - Giáo viên u cầu học sinh dùng hai số ba tia sáng đặc biệt dựng ảnh điểm B Các tia BI song song với trục BO qua quang tâm 13 - Ta nhận thấy điểm ảnh B’ tương ứng giao điểm tia khúc xạ IF’ cố định tia BO kéo dài, quay quanh O Kết ta có ảnh: (Hình 9.1) + A’1B’1: ảnh thật, ngược chiều với vật, nhỏ vật: A’ 1B’1 < AB, ảnh nằm khoảng f < OA’1 < 2f + A’2B’2: ảnh thật, ngược chiều với vật, lớn vật: A’ 2B’2 = AB, ảnh cách thấu kính khoảng OA’2 = 2f B’4 + Chiều dịch chuyển vật B1 B2 B3 B4 I F’ A1 A2 A3 A’ F A4 A’1 A’2 A’3 O ∆ B’2 Chiều dịch chuyển ảnh B’3 Hình 9.1 A’3B’3: ảnh thật, ngược chiều với vật, lớn vật: A’ 3B’3 > AB, ảnh cách thấu kính khoảng OA’3 > 2f + A’4B’4: ảnh ảo, chiều với vật, lớn vật: A’ 4B’4 > AB, ảnh cách thấu kính khoảng OA’4 > OA4 Nhận xét: Có thể thấy rằng, ảnh thật ảnh ảo tạo thấu kính hội tụ dịch chuyển chiều với vật (Các mũi tên hình 9.1 chiều dịch chuyển vật ảnh) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sau trăn trở tìm biện pháp khắc phục lỗi thường gặp học sinh dựng ảnh vật tạo thấu kính, tơi nhận rằng: kiên trì, nhiệt tình, tâm huyết thân, kết hợp với đồng nghiệp học sinh mang lại kết khả quan đáng khích lệ Dưới kết đạt sau tiến hành khảo sát 98 học sinh lớp trường THCS Quảng Ngọc năm học 2015 - 2016 Bảng kết sau nghiên cứu: Vẽ hình xác Vẽ hình cân Nhầm lẫn đối hai loại trang giấy thấu kính Đặt vật Xác định sai thấu kính Xác định tiêu điểm, hai khơng quang tâm, vị khơng vng xác tiêu cự trí đặt thấu góc với trục kính 14 SL 78 % SL % SL % SL % SL % SL % 79.59 94 95.92 2.04 5.10 6.12 7.14 Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận Qua nghiên cứu áp dụng đề tài này, nhận thấy hiệu đạt cao so với cách làm trước Đa số học sinh có kĩ dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính xác hơn, có hứng thú học tập mơn tốt Ngồi ra, giúp họ rèn luyện tư lôgic môn học vận dụng kiến thức học để giải thích số tượng vật lí thường gặp thực tế 3.2 Kiến nghị Qua nghiên cứu đề tài có số đề xuất, kiến nghị sau: - Với đề tài xuất sắc, có khả áp dụng có hiệu thực tế điều kiện cụ thể huyện nhà, Phòng Giáo dục nên cho phổ biến tới trường, để học tập, phục vụ tốt cho công tác giảng dạy - Là mơn học đặc thù, nên có phịng học mơn có phụ tá thí nghiệm tài liệu hỗ trợ giảng dạy điều nên làm Nên ngành làm tham mưu, phối hợp với lực lượng giáo dục xã hội xây dựng cho trường phịng học mơn phụ tá thí nghiệm, chúng tơi - người trực tiếp giảng dạy đỡ phần vất vả, học sinh hứng thú học tập, yêu thích mơn Do khn khổ viết có hạn, đề tài tương đối rộng chắn khơng tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ý kiến độc giả để đề tài trở nên hồn thiện XÁC NHẬN Thanh Hóa, ngày 18 tháng 04 năm 2016 CỦA HIỆU TRƯỞNG Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Lê Văn Điệp 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí – NXB giáo dục, 2005 Vật lí – Sách Giáo viên – NXB Giáo dục, 2005 Tổng ơn tập đề kiểm tra Vật lí thi vào lớp 10 – Nguyễn Đình Đồn NXB Thanh Hoá, 2006 Bài tập nâng cao Vật lí – Nguyễn Đức Hiệp – Lê Cao Phan NXB Giáo dục, 2005 Bài tập nâng cao Vật lí THCS – Nguyễn Thanh Hải – NXB Đại học Sư phạm, 2005 Bồi dưỡng Vật lí - Đào Văn Phúc NXB Giáo dục, 2005 450 câu hỏi trắc nghiệm 350 tập Vật lí chọn lọc – Vũ Thanh Khiết – NXB Hà Nội, 2005 16 ... hướng dẫn học sinh cách khắc phục Một số lỗi học sinh dựng ảnh vật sáng đặt vng góc với trục thấu kính cách sửa 2.3.1 Lỗi đặt vị trí thấu kính trang giấy trước dựng ảnh vật tạo thấu kính chưa... thấu kính hội tụ thấu kính phân kì dùng chúng để dựng ảnh thật, ảnh ảo vật qua thấu kính hội tụ, ảnh ảo vật qua thấu kính phâp kì So sánh ảnh ảo vật qua thấu kính hội tụ qua thấu kính phân kì Khơng... trục thấu kính hội tụ, tiêu cự f Hãy dựng ảnh A’B’ qua thấu kính, từ nêu đặc điểm ảnh tạo thấu kính nói trên? Học sinh mắc số sai lầm sau: * Trường hợp vật đặt khơng vng B góc với trục thấu kính: