SKKN phuong phap giai bai tap nang cao phan quang hoc vat ly 9

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Phương pháp giải bài tập nâng cao phần quang học vật lý lớp 9 Lĩnh vực Môn: Vật Lí NĂM HỌC 2017 2018 MỤC LỤC Nội dung Trang A. Phần mở đầu 1. Lý do chọn đề tài 2. Thời gian nghiên cứu 3. Đối tượng nghiên cứu. 4. Phạm vi, thời gian nghiên cứu 5. Phương pháp nghiên cứu 6. Khảo sát số liệu B. Nội dung I: Cơ sở lý luận II: Thực trạng ban đầu III: Biện pháp thực hiện IV: Kết quả thực hiện C: Kết luận và khuyến nghị D: Danh mục tài liệu tham khảo 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 5 21 22 23 Mô tả phải lớn hơn 200 kí tự A. PHẦN MỞ ĐẦU 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Toán quang hình trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay, có thể giúp học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và can thận. Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, về quan điểm và phương pháp giải toán. Vì thế toán quang hình được xem là một phần trọng điểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi Học sinh giỏi. Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử dụng rất nhiều kĩ năng của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích thước, tính số đo góc và đặc biệt là các bài toán cực trị hình học. Cũng vì lẽ đó mà với học sinh khi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quang hình học là một phần khó. Hiện nay trên thị trường, sách tham khảo nâng cao về Vật lí THCS rất ít, nội dung còn sơ sài, trùng lặp, chưa có hệ thống, đặc biệt là phần Quang hình học. Hơn thế nữa, nội dung này lại được học ở cuối năm học lớp 9, khi mà học sinh đã thi học sinh giỏi xong, do đó có rất ít giáo viên quan tâm, nghiên cứu về phần này. Vì vậy, việc phân loại và nghiên cứu cách hướng dẫn giải các bài tập Quang hình học là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng. Nó góp phần giúp các giáo viên có cơ sở để dạy tốt hơn các bài tập thuộc phần này. Qua đó chất lượng học sinh giỏi tốt hơn, học sinh có kiến thức vững vàng hơn khi thi vào các trường chuyên. Với những lí do trên, tôi mạnh dạn viết bản sáng kiến này mong góp phần giúp cho công tác dạy và học chương trình vật lí nâng cao được tốt hơn. 2: Thời gian nghiên cứu Năm học 2016 2017 Năm học 20172018 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu mà tôi áp dụng cho đề tài này là HSG khối 9 của Trường THCS nơi tôi công tác. 4. Phạm vi nghiên cứu. Đề tài xoay quanh việc nghiên cứu phương pháp giải các dạng bài tập nâng cao quang hình học bậc trung học cơ sở, cụ thể là chương III Quang học vật lý 9 5. Phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu tài liệu nâng cao, tham khảo ý kiến đồng nghiệp để phân loại các dạng bài tập nâng cao phần quang hình học. Săp xêp các dạng bài tập sao cho có hệ thống. Đưa ra phương pháp làm cho từng dạng bài. Áp dụng vào các ví dụ cụ thể, phân tích cách giải tối ưu. Để áp dụng vào thực tiễn 6. Số liệu khảo sát. Số liệu khảo sát trước khi thực hiện đối với HSG khối 9 Năm học % Giỏi % khá % Trung bình Yếu 20162017 15 55 30 B: NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN: Thầy giáo Chu Văn An từng nói: Hiền tài là nguyên khí của Quốc gia. Thật vậy, một đất nước, một dân tộc muốn phát triển nhanh, đời sống nhân dân ấm no hạnh phúc thì không thể thiếu người hiền tài. Bác Hồ kính yêu của chúng ta sinh thời cũng rất quan tâm đến việc đào tạo, bồi dưỡng nhân tài. Người coi việc Diệt giặc đói, giặc dốt quan trọng không kém việc diệt giặc ngoại xâm. Tinh thần nghị quyết Đại hội VI của Đảng đã chỉ rõ: Coi đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho phát triển. Trong đó chú trọng đến chất lượng mũi nhọn, muốn vậy phải đầu tư cho việc dạy, bồi dưỡng và sử dụng nhân tài ở tất cả các bộ môn. Riêng bộ môn Vật lí THCS có đặc thù là nội dung kiến thức gồm 4 phần chính: Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học. Mỗi phần có nét đặc trưng riêng, áp dụng các phương pháp giải tương đối khác nhau. Với phần Quang hình học, muốn học tốt kiến thức nâng cao thì ngoài nắm vững kiến thức Vật lí, học sinh còn phải có kiến thức tương đối vững về hình học. II. THỰC TRẠNG BAN ĐẦU: Với lượng kiến thức mà tôi đã được học và kinh nghiệm giảng dạy từ năm 2000 đến nay . Tôi thấy việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý nói chung , và bài tập phần guang học nói riêng, bản than giáo viên còn gặp nhiều khó khăn trong việc áp dụng phương pháp mới vào tiết dạy. Đồng thời trong việc giải bài tập nhất là giải bài tập phần nhiệt học, học sinh còn gặp nhiều khó khăn, lung túng trong việc vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải các bài tập. Vì vậy để hình thành kỹ năng giải bài tập một cách tốt nhất ở phàn này, học sinh cần nắm chắc kiến thức lý thuyết, hiểu rõ bản chất của quá trình vật lý để biết các dạng bài toán. Vì vậy tôi đã phân ra các dạng bài toán và có phương pháp giải riêng. Sau mỗi dạng bài tập đều có các bài tập vận dụng để học sinh tự làm kèm các dạng bài tập năng cao và gợi ý để học sinh tự giải. Qua giảng dạy môn Vật lí 9 phần quang học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập quang học của các em còn yếu ở các mặt sau : Kĩ năng tìm hiểu đề bài và phân tích đề bài của các em còn hạn chế. Các em chưa biết cách dựng ảnh của một vật, ảnh một điểm sáng. Các em chưa biết các xác định loại thấu kính, quang tâm, tiêu điểm khi căn cứ vào vị trí và tính chất của ảnh và vật. Các em có yếu và kiến thức hình học… Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế ? Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan. Tôi xin đưa ra một số nguyên nhân sau : Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao. Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt. Do vầy tôi xin mạnh dạn trình bày một số vấn đề về “phương pháp giải bài tập phần quang học vật lý 9” III: BIỆN PHÁP THỰC HIỆN Để thực hiện đề tài trên tôi đã thực hiện như sau : Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học. Áp dụng việc giảng dạy ở các đối tượng học sinh : khá, giỏi. Khảo sát và rút ra kinh nghiệm. Giáo viên sọan bài kĩ Khắc sâu các kiến thức cơ bản. Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng bài tập và chọn phương pháp giải dễ hiểu. Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải dập khuôn máy móc. Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị. Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà. Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân. CÁC KIẾN THỨC NHỚ. 1. Các kiến thức cơ bản. Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì Đặc điểm: + Rìa mỏng. + Khi chiếu chùm sáng tới TKHT thì chùm ló hội tụ tại 1 điểm Đặc điểm: + Rìa dày + Khi chiếu chùm sáng tới TKPK thì chùm ló loe rộng ra sao cho đường kéo dài đi qua 1 điểm. Các tia sáng đặc biệt: + Tia tới trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm + Tia tới qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng theo hướng của tia tới. + Tia sáng đi qua tiêu điểm thì tia ló trục chính Các tia sáng đặc biệt: + Tia tới trục chính thì tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm. + Tia tới qua quang tâm thì tia ló tiếp tục đi thẳng theo hướng của tia tới. + Tia sáng có đường kéo dài đi qua tiêu điểm ở bên kia TH thì tia ló trục chính. Đặc điểm ảnh: Phụ thuộc vào vị trí của vật. Khi vật ở xa vô cùng thì ảnh ở tiêu điểm. Đặc điểm ảnh: Luôn là ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự. Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính: + Để vẽ ảnh của một điểm sáng S qua TK ta vẽ hai tia sáng (đặc biệt) xuất phát từ S đến TK rồi vẽ hai tia ló, nếu hai tia ló cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh thật, nếu đường kéo dài của chúng cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh ảo. + Để vẽ ảnh của vật sáng, ta vẽ ảnh của các điểm trên vật, rồi nối các điểm ảnh lại với nhau thì được ảnh của vật. Lưu ý: Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính. 2. Các kiến thức cần bổ trợ cho học sinh. Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương đi qua ảnh của S. Kiến thức về quang trục phụ, tiêu điểm phụ: + Với TKHT, tiêu điểm cùng bên với vật gọi là tiêu điểm vật, tiêu điểm khác bên với vật gọi là tiêu điểm ảnh. + Mặt phẳng đi qua tiêu điểm ảnh và vuông góc với trục chính gọi là mặt phẳng tiêu diện. + Ngoài quang trục chính, các đường thắng khác đi qua quang tâm gọi là các quang trục phụ. + Các quang trục phụ cắt mặt phang tiêu diện tại các tiêu điểm phụ + Tia sáng đi song song quang trục phụ thì tia ló đi qua tiêu điểm phụ tương ứng. 3. Nguyên lí truyền ngược của ánh sang. Cho một quang hệ bất kì, nếu một tia sáng chiếu tới quang hệ theo hướng xy, cho tia ló đi theo hướng zt thì nếu chiếu tia sáng tới quang hệ theo hướng tz sẽ cho tia ló đi theo hướng yx. Hệ quả: Nếu đặt một điểm sáng tại điểm A trước một TKHT cho một ảnh thật tại B thì nếu đặt điểm sáng tại B sẽ cho ảnh thật tại A. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Bài tập vẽ hình: 1.1. Vẽ đường đi tia sáng 1.2. Vẽ hình để xác định thấu kính, trục chính, tiêu điểm. 1.3. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính thấu kính, hệ thấu kính gương. 2. Bài toán tính kích thước ảnh trong mọi trường hợp. 3. Bài toán dịch chuyển vật, ảnh thấu kính. 3.1. Dịch chuyển dọc theo trục chính. 3.2. Dịch chuyển theo phương vuông góc trục chính. 4. Bài toán đối xứng 5. Bài toán về hệ quang học. 5.1. Hệ TKHT TKHT 5.2. Hệ TKHT TKPK. 5.3. Hệ TK gương. 6. Bài toán cực trị. HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP THEO TỪNG DẠNG: 1. Bài tập vẽ hình. 1.1. Vẽ đường đi tia sáng Phương pháp: Để làm được bài tập dạng này, học sinh cần nắm chắc cách vẽ các tia sáng đặc biệt và các tia sáng không đặc biệt. Ngoài ra còn cần lưu ý: tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương đi qua ảnh của S. Bài 1: (Vẽ tiếp đường đi tia sáng) Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong các trường hợp sau: a b c d HD: Đây là dạng bài tập cơ bản, học sinh chỉ cần nắm vững cách vẽ đường đi của tia sáng không đặc biệt: Dựng quang trục phụ tương ứng với tia tới, dựng mặt phang tiêu diện, xác định tiêu điểm phụ. Khi đó tia ló sẽ đi qua tiêu điểm phụ. Bài 2: (Vẽ đường đi một tia sáng khi đã biết đường đi của một tia sáng khác) Trong hình vẽ bên đã biết đường đi của một tia sáng, hãy vẽ tiếp đường đi của các tia sáng còn lại. HD: Dễ nhận thấy, muốn vẽ tiếp đường đi của tia sáng thứ ba thì vấn đề mấu chốt là xác định được tiêu điểm của TK. Muốn vậy ta vẽ quang trục phụ tương ứng với tia tới số 1, xác định được tiêu điểm phụ, từ đó xác định được tiêu điểm chính. Khi đã xác định được tiêu điểm chính thì việc vẽ tiếp các tia ló là rất đơn giản. Bài 3: (Vẽ tia sáng thỏa mãn điều kiện cho trước). Hãy vẽ một tia sáng xuất phát từ S, sau khi qua thấu kính thì đi qua điểm I trong các trường hợp sau: HD: Để làm bài tập dạng này, cần vận dụng nguyên lí: Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương đi qua ảnh của S. Do đó ta có cách giải như sau: Dựng ảnh S của S. Nối S và I ta được tia ló, nối giao của tia ló với TK và điểm S ta được tia tới. 1.2 Vẽ hình để xác định thấu kính, trục chính, tiêu điểm. Phương pháp: Để giải được các dạng bài tập này, cần nắm vững những nguyên lí sau: Trục chính luôn vuông góc với TK Đường nối điểm ảnh và điểm vật luôn đi qua quang tâm. Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính. Khi vật và ảnh song song nhau thì vật và ảnh cùng vương góc trục chính. Một tia sáng đi dọc theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh. Bài 4: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính, tiêu điểm trong các trường hợp sau, biết AB là ảnh của AB: HD: a. Dễ thấy, ảnh ngược chiều vật nên là ảnh thật, đây là thấu kính hội tụ. Mặt khác ảnh và vật song song nhau nên ảnh và vật cùng vuông góc trục chính. Ta có, quang tâm nằm trên đường thẳng AA’ và cũng nằm trên BB’, do vậy ta xác định được quang tâm O là giao của AA’ và BB’. Từ đó vẽ được trục chính là đường thang qua O và vuông góc với AB, vẽ được thấu kính. Do đó xác định được các tiêu điểm. a) b) b. Tương tự, ta dễ dàng xác định được quang tâm O. Để xác định được thấu kính, ta vận đụng kiến thức: Một tia sáng đi dọc theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh. Do đó ta kéo dài vật sáng AB và ảnh AB cắt nhau tại M thì thấu kính nằm trên đường thẳng MO. Từ đó ta xác định được trục chính và các tiêu điểm. 1.3. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính thấu kính, hệ thấu kính gương. Phương pháp: Đây là dạng bài tập cơ bản. Học sinh chỉ cần nắm vững các kiến thức: Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính, qua gương (có thể dùng các tia sáng đặc biệt hoặc không đặc biệt). Nếu tia sáng xuất phát từ vật bị phản xạ hoặc khúc xạ bao nhiêu lần thì có bấy nhiêu ảnh. Nếu vật sáng AB qua dụng cụ quang học thứ nhất cho ảnh A1B1 nằm trường dụng cụ quang học thứ 2 thì A1B1 được coi là vật đối với dụng cụ quang học thứ hai (và sẽ cho ảnh A2B2). 2. Bài toán tính kích thước ảnh trong mọi trường hợp. Ph­¬ng ph¸p: Tõ h×nh vÏ ta xÐt c¸c cÆp tam gi¸c ®ång d¹ng ®Ó t×m ®­îc hÖ thøc liªn hÖ gi÷a c¸c ®¹i l­îng ®• biÕt vµ c¸c ®¹i l­îng ch­a biÕt. BiÕn ®æi to¸n häc ®Ó biÕt c¸c ®¹i l­îng cÇn t×m. BiÖn luËn vµ tr¶ lêi yªu cÇu cña ®Ò bµi. Bài 5: Biết chiều cao của vật (AB = h), vị trí của vật (AO = d), tiêu cự của thấu kính(f) . Tìm chiều cao và vị trí của ảnh HD: + Sử dụng hai tia(tia tới quang tâm và tia tới qua tiêu điểm F) Xẩy ra hai trường hợp: Vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d>f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d < f) Bài 7: Biết tỉ số giữa chiều cao của ảnh và chiều cao của vật , khoảng cách giữa vật và ảnh . Tính tiêu cự f của TKHT . HD: Vẽ hình: Sử dụng hai tia (Tia tới quang tâm O, tia tới qua F) Xẩy ra hai trường hợp: Vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d > f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d < f) 3. Bài toán dịch chuyển vật, ảnh, thấu kính. 3.1. Bài toán dịch chuyển vật, ảnh, thấu kính dọc theo trục chính Phương pháp: Phương pháp chung để làm các dạng bài tập dạng này là xét 4 cặp tam giác đồng dạng, từ đó lập được 4 phương trình. Giải hệ 4 phương trình ta tìm được đại lượng cần tìm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp có những cách làm đơn giản hơn. Cần lưu ý là khi giải các dạng bài tập loại này thì việc chọn tia sáng hợp lí sẽ giúp bài giải đơn giản hơn nhiều. Bai 8: (Dịch chuyển vật, ảnh dọc theo trục chính) Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ sao cho điểm B của vật nằm trên trục chính của thấu kính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng OB = a. Người ta nhận thấy rằng, nếu dịch chuyển vật đi một khoảng b = 5cm lại gần hoặc ra xa thấu kính thì đều được ảnh của vật có độ cao bằng 3 lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật . Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng từ vật đến ảnh của nó qua thấu kính, hãy tính khoảng cách a và tiêu cự của thấu kính . HD: Kí hiệu của vật khi tiến lại gần thấu kính là A1B1 và khi ra xa thấu kính là A2B2 . Vẽ đường đi của các tia sáng để tạo ảnh của vật ứng với các vị trí đặt vật, ta được các ảnh A1B1 và A2B2 như hình vẽ. Xét hai tam giác đồng dạng OA1B1 và OẢ’1B’1 ta có : Xét hai tam giác đồng dạng OA2B2 và OA’2 B’2 ta có : Xét hai tam giác đồng dạng FOI và FA’2 B’2 ta có : FB’2 = 3OF Kí hiệu OF = f ta suy ra FB’2 = 3f = FB’1 Vậy OB’2 = 4f và OB’1 = 2f Thay các giá trị này vào (1) và (2) ta được : Do vậy B1B2 = 2f3 = 10 cm  f = 15 cm Vậy tiêu điểm F nằm cách thấu kính 15 cm Điểm B nằm cách đều B1 và B2 một khoảng cách 5 cm. Thay f = 15cm vào biểu thức trên ta được OB1 = 10 cm. Vậy OB = a = 10 + 5 = 15 cm Suy ra điểm B nằm trùng với tiêu điểm thấu kính. Bài 9: Một vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A trên trục chính) cho ảnh thật A;B; cao ;,2cm; Dịch chuyển vật AB một đoạn a = 15cm dọc theo trục chính của thấu kính thì thu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4cm.Biết tiêu cự của thấu kính f = 20cm. Dựa trên các hình vẽ và các phép toán hình học, hãy xác định: a) Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính trước khi dịch chuyển. b) Chiều cao của vật AB. Bài 10: Một vật sáng AB đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính (không sử dụng trực tiếp công thức của thấu kính). 3.2. Bài toán dịch chuyển vật, ảnh, thấu kính theo phương vuông góc với trục chính Bài 11: Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính 12cm. Thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1ms theo phương vuông góc trục chính thấu kính. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyểnvới vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng được giữ cố định. (chú ý: không sử dụng công thức thấu kính) 4. Bài toán đối xứng: Bài 12: Một vật sáng AB được đặt song song và cách một màn hứng ảnh một khoảng L. Di chuyển một thấu kính đặt song song với màn trong khoảng giữa vật và màn, người ta thấy có hai vị trí của thấu kính cách nhau khoảng l cho ảnh rõ nét của vật trên màn. Tìm tiêu cự của thấu kính. áp dụng: L = 72cm, l = 48cm. 2d1 +l =L d1 = 12; d’1 =60 Khi đó dễ dàng tính được f = 10cm Bài 13. Đặt một vật sáng AB trước và vuông góc với một màn hứng ảnh L. Di chuyển một thấu kính hội tụ trong khoảng giữa vật và màn, người ta thấy trong khoảng giữa vật và màn có hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh có độ cao lần lượt là 9cm và 4cm.Tìm độ cao vật AB. 5. Bài tập về hệ quang học. Bài 14. Cho hai thấu kính hội tụ Lh L2 có trục chính trùng nhau, cách nhau 40cm. Vật AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính, trước L1( theo thứ tự AB L1 L2). Khi AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì ảnh A’B’ của nó tạo bởi hệ L1, L2 không thay đoi độ lớn và cao gấp 3 lần AB. Tìm tiêu cự của hai thấu kính. HD: Khi tịnh tiến vật trước O1 thì tia tới từ B song song với trục chính không thay đổi lên tia ló ra khỏi hệ của tia này cũng không đổi. ảnh B’ của B nằm trên tia ló ra này. Đe ảnh A’B’ có chiều cao không đổi với mọi vị trí của vật AB thì tia ló khỏi hệ của tia trên phải là tia song song với trục chính. Điều này xảy ra khi hai tiêu điểm chính F1 ≡ F2 Bài 15. Cho một vật AB đặt trước thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1 = f và cách thấu kính L1 khoảng cách 2f như trên hình vẽ. Sau L1 ta đặt thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự f2 = f2 và cách L1 một khoảng O1O2 = f2, sao cho trục chính của hai thấu kính trùng nhau. a, Hãy vẽ ảnh của AB qua hệ hai thấu kính trên. b, Hãy vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính trên thì tia ló có phương đi qua B. Giải thích cách vẽ. Bài 16: Hệ quang học gồm một gương phang và một thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự f Gương phang đặt tại tiêu diện của thấu kính (hình vẽ 2). Nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của thấu kính, cách đều thấu kính và gương. Bằng cách vẽ đường đi của các tia sáng hãy xác định vị trí của tất cả các ảnh của S qua hệ. Tìm khoảng cách giữa các ảnh đó.(Chú ý : học sinh không dựng công thức thấu kính) Trường hợp 1: Xét ánh sáng đến thấu kính trước Tia khúc xạ của tia tới SI song song với trục phụ A p cắt trục phụ tại tiêu điểm phụ F’p. Đường kéo dài F’pI cắt trục chính tại S1. Suy ra S1 là ảnh ảo của thấu kính. 6. Bài toán cực tri: Bài 17: Cho vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f, A nằm trên trục chính. Cho khoảng cách từ vật đến thấu kính là AO = d, với d > f Hãy xác định d (theo f) để khoảng cách giữa vật và ảnh là IV : KẾT QUẢ THỰC HIỆN Trong đề tài trên, tác giả đã phân loại các bài tập quang hình học nâng cao (phần thấu kính). Đề tài đã được áp dụng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí. Khi áp dụng đề tài tôi nhận thấy học sinh cảm thấy dễ dàng hơn trong việc tiếp cận với các dạng bài tập này và đồng thời cũng chất lượng HSG cũng được nâng lên so với khi chưa áp dụng đề tài. Đề tài cũng có thể coi là một tài liệu tham khảo trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi. KẾT QUẢ ĐỐI CHỨNG Năm học 2016 – 2017 không thực hiện Năm học 2017 – 2018 thực hiện C KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận: Trong việc dạy học nói chung và bồi dưỡng học sinh giỏi nói riêng, ngoài phương pháp ôn tập theo đề để phát huy trí sáng tạo, khả năng ứng biến thì còn một phương pháp nữa là ôn tập theo chủ đề. Với phương pháp này, việc phân loại các dạng bài thành hệ thống có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Việc giải các bài tập quang hình học đòi hỏi học sinh phải nắm vững các kiến thức hình học như: kĩ năng vẽ hình, chứng minh .... Thông thường các bài tập có thể có nhiều cách giải, ta cần tìm ra cách giải tối ưu. Muốn vậy thì cần chú ý: + Rèn cho học sinh việc chọn tia sáng để vẽ cho thích hợp. + Vận dụng tối đa các kiến thức hình học đã học. + Nắm vững các dạng bài và cách giải cho từng dạng. 2. Khuyến nghị : Nên thường xuyên mở các hội nghị chuyên đề về phương pháp giảng dạy môn Vật lí để các giáo viên được giao lưu, học tập kinh nghiệm lẫn nhau. Đồ dùng thí nghiệm cần có sự chính xác cao. Thường xuyên bổ xung các thiết bị thí nghiệm bị hết, và hư hỏng. Trên đây là một số suy nghĩ, kinh nghiệm đã được tôi vận dụng vào thực tiễn giảng dạy trong chương trình Vật lý THCS. Nhìn chung bước đầu trên diện hẹp đã thu được một số kết quả tốt. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện cũng còn gặp một số khó khăn và không tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong Hội đồng khoa học xem xét, đánh giá và cho những ý kiến bổ xung để tôi có điều kiện hoàn thiện và bản thân nâng cao thêm kinh nghiệm, kiến thức về chuyên môn để ngày càng giảng dạy được tốt hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn D TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 500 Bài tập vật lí trung học cơ sở (bồi dưỡng cho HS khá, giỏi và luyện thi vào lớp 10 PT Chuyên 2 400 Bài tập vật lý (nhà xuất bản Giáo Dục) 3 Bài tập cơ bản và nâng cao vật lí 9 (nhà xuất bản Giáo Dục) 4 400 Bài tập vật lý (tư liệu tham khảo dành cho GV của nhà xuất bản ĐHQG TP Hồ Chí Minh) 5 Tư liệu trên Internet

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP HÀ NỘI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Phương pháp giải bài tập nâng cao phần quang học

Nội dung Trang

A Phần mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

2 Thời gian nghiên cứu

3 Đối tượng nghiên cứu

4 Phạm vi, thời gian nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

6 Khảo sát số liệu

B Nội dung

I: Cơ sở lý luận

II: Thực trạng ban đầu

III: Biện pháp thực hiện

IV: Kết quả thực hiện

C: Kết luận và khuyến nghị

D: Danh mục tài liệu tham khảo

22222333345212223

A.PHẦN MỞ ĐẦU 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Toán quang hình trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay, có thểgiúp học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và canthận Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, vềquan điểm và phương pháp giải toán Vì thế toán quang hình được xem là mộtphần trọng điểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi Học sinhgiỏi.

Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử dụng rất nhiều kĩnăng của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích thước, tính số đogóc và đặc biệt là các bài toán cực trị hình học Cũng vì lẽ đó mà với học sinhkhi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quang hình học là mộtphần khó

Hiện nay trên thị trường, sách tham khảo nâng cao về Vật lí THCS rất ít, nộidung còn sơ sài, trùng lặp, chưa có hệ thống, đặc biệt là phần Quang hình học.Hơn thế nữa, nội dung này lại được học ở cuối năm học lớp 9, khi mà học sinh

đã thi học sinh giỏi xong, do đó có rất ít giáo viên quan tâm, nghiên cứu về phầnnày

Vì vậy, việc phân loại và nghiên cứu cách hướng dẫn giải các bài tập Quanghình học là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng Nó góp phần giúp các giáo viên

có cơ sở để dạy tốt hơn các bài tập thuộc phần này Qua đó chất lượng học sinhgiỏi tốt hơn, học sinh có kiến thức vững vàng hơn khi thi vào các trườngchuyên

Với những lí do trên, tôi mạnh dạn viết bản sáng kiến này mong góp phần giúpcho công tác dạy và học chương trình vật lí nâng cao được tốt hơn

2: Thời gian nghiên cứu

- Năm học 2016- 2017

- Năm học 2017-2018

3 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu mà tôi áp dụng cho đề tài này là HSG khối 9 củaTrường THCS nơi tôi công tác

4 Phạm vi nghiên cứu.

- Đề tài xoay quanh việc nghiên cứu phương pháp giải các dạng bài tậpnâng cao quang hình học bậc trung học cơ sở, cụ thể là chương III Quang học -vật lý 9

5 Phương pháp nghiên cứu.

- Nghiên cứu tài liệu nâng cao, tham khảo ý kiến đồng nghiệp để phân loại

các dạng bài tập nâng cao phần quang hình học.

- Săp xêp các dạng bài tập sao cho có hệ thống

- Đưa ra phương pháp làm cho từng dạng bài

- Áp dụng vào các ví dụ cụ thể, phân tích cách giải tối ưu Để áp dụng vàothực tiễn

6 Số liệu khảo sát.

Số liệu khảo sát trước khi thực hiện đối với HSG khối 9

Năm học % Giỏi % khá % Trung bình Yếu

B: NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÝ LUẬN:

Thầy giáo Chu Văn An từng nói: "Hiền tài là nguyên khí của Quốc gia".

Thật vậy, một đất nước, một dân tộc muốn phát triển nhanh, đời sống nhân dân

ấm no hạnh phúc thì không thể thiếu người hiền tài

Bác Hồ kính yêu của chúng ta sinh thời cũng rất quan tâm đến việc đào tạo,bồi dưỡng nhân tài Người coi việc Diệt giặc đói, giặc dốt quan trọng khôngkém việc diệt giặc ngoại xâm

Tinh thần nghị quyết Đại hội VI của Đảng đã chỉ rõ: Coi đầu tư cho giáodục là đầu tư cho phát triển Trong đó chú trọng đến chất lượng mũi nhọn, muốnvậy phải đầu tư cho việc dạy, bồi dưỡng và sử dụng nhân tài ở tất cả các bộmôn

Riêng bộ môn Vật lí THCS có đặc thù là nội dung kiến thức gồm 4 phầnchính: Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học Mỗi phần có nét đặc trưngriêng, áp dụng các phương pháp giải tương đối khác nhau Với phần Quang hìnhhọc, muốn học tốt kiến thức nâng cao thì ngoài nắm vững kiến thức Vật lí, họcsinh còn phải có kiến thức tương đối vững về hình học

II THỰC TRẠNG BAN ĐẦU:

Với lượng kiến thức mà tôi đã được học và kinh nghiệm giảng dạy từ năm

và bài tập phần guang học nói riêng, bản than giáo viên còn gặp nhiều khó khăntrong việc áp dụng phương pháp mới vào tiết dạy Đồng thời trong việc giải bài tập nhất là giải bài tập phần nhiệt học, học sinh còn gặp nhiều khó khăn, lung túng trong việc vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải các bài tập Vì vậy

để hình thành kỹ năng giải bài tập một cách tốt nhất ở phàn này, học sinh cần nắm chắc kiến thức lý thuyết, hiểu rõ bản chất của quá trình vật lý để biết các dạng bài toán Vì vậy tôi đã phân ra các dạng bài toán và có phương pháp giải riêng Sau mỗi dạng bài tập đều có các bài tập vận dụng để học sinh tự làm kèm các dạng bài tập năng cao và gợi ý để học sinh tự giải

Qua giảng dạy môn Vật lí 9 phần quang học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập quang học của các em còn yếu ở các mặt sau :

- Kĩ năng tìm hiểu đề bài và phân tích đề bài của các em còn hạn chế

- Các em chưa biết cách dựng ảnh của một vật, ảnh một điểm sáng

- Các em chưa biết các xác định loại thấu kính, quang tâm, tiêu điểm khi căn

cứ vào vị trí và tính chất của ảnh và vật

- Các em có yếu và kiến thức hình học…

Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế ?

Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân chủ quan và

nguyên nhân khách quan Tôi xin đưa ra một số nguyên nhân sau :

- Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao

- Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậyviệc định hướng giải bài tập chưa tốt

Do vầy tôi xin mạnh dạn trình bày một số vấn đề về “phương pháp giải bàitập phần quang học vật lý 9”

III: BIỆN PHÁP THỰC HIỆN

Để thực hiện đề tài trên tôi đã thực hiện như sau :

- Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học.

- Áp dụng việc giảng dạy ở các đối tượng học sinh : khá, giỏi

- Khảo sát và rút ra kinh nghiệm

- Giáo viên sọan bài kĩ

- Khắc sâu các kiến thức cơ bản

- Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng bài tập và chọn phương pháp giải dễ hiểu

- Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa

về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải dập khuôn máy móc

- Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị

- Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân

+ Khi chiếu chùm sáng // tới TKHT thì

chùm ló hội tụ tại 1 điểm

- Đặc điểm:

+ Rìa dày+ Khi chiếu chùm sáng // tới TKPK thì chùm ló loe rộng ra sao cho đường kéo dài đi qua 1 điểm

- Các tia sáng đặc biệt:

+ Tia tới // trục chính thì tia ló đi qua

tiêu điểm

+ Tia tới qua quang tâm thì tia ló tiếp

tục đi thẳng theo hướng của tia tới

+ Tia sáng đi qua tiêu điểm thì tia ló //

trục chính

- Các tia sáng đặc biệt:

+ Tia tới // trục chính thì tia ló cóđường kéo dài đi qua tiêu điểm.+ Tia tới qua quang tâm thì tia lótiếp tục đi thẳng theo hướng của tiatới

+ Tia sáng có đường kéo dài đi quatiêu điểm ở bên kia TH thì tia ló //trục chính

- Đặc điểm ảnh: Phụ thuộc vào vị trí

của vật

- Khi vật ở xa vô cùng thì ảnh ở tiêu

điểm.

- Đặc điểm ảnh: Luôn là ảnh ảo,

cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằmtrong khoảng tiêu cự

- Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính:

+ Để vẽ ảnh của một điểm sáng S qua TK ta vẽ hai tia sáng (đặc biệt) xuất phát

từ S đến TK rồi vẽ hai tia ló, nếu hai tia ló cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh thật, nếuđường kéo dài của chúng cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh ảo

+ Để vẽ ảnh của vật sáng, ta vẽ ảnh của các điểm trên vật, rồi nối các điểm ảnhlại với nhau thì được ảnh của vật

- Lưu ý: Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trụcchính

2 Các kiến thức cần bổ trợ cho học sinh.

- Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương điqua ảnh của S

- Kiến thức về quang trục phụ, tiêu điểm phụ:

+ Với TKHT, tiêu điểm cùng bên với vật gọi là tiêu điểm vật, tiêu điểm khácbên với vật gọi là tiêu điểm ảnh

+ Mặt phẳng đi qua tiêu điểm ảnh và vuông góc với trục chính gọi là mặtphẳng tiêu diện

+ Ngoài quang trục chính, các đường thắng khác đi qua quang tâm gọi là cácquang trục phụ

+ Các quang trục phụ cắt mặt phang tiêu diện tại các tiêu điểm phụ

+ Tia sáng đi song song quang trục phụ thì tia ló đi qua tiêu điểm phụ tươngứng

3 Nguyên lí truyền ngược của ánh sang

- Cho một quang hệ bất kì, nếu một tia sáng chiếu tới quang hệ theo hướng xy,cho tia ló đi theo hướng zt thì nếu chiếu tia sáng tới quang hệ theo hướng tz sẽ

cho tia ló đi theo hướng yx.

- Hệ quả: Nếu đặt một điểm sáng tại điểm A trước một TKHT cho một ảnh thậttại B thì nếu đặt điểm sáng tại B sẽ cho ảnh thật tại A

* CÁC DẠNG BÀI TẬP

1 Bài tập vẽ hình:

1.1 Vẽ đường đi tia sáng

1.2 Vẽ hình để xác định thấu kính, trục chính, tiêu điểm

1.3 Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính - thấu kính, hệ thấukính -gương

2 Bài toán tính kích thước ảnh trong mọi trường hợp

3 Bài toán dịch chuyển vật, ảnh thấu kính

3.1 Dịch chuyển dọc theo trục chính

3.2 Dịch chuyển theo phương vuông góc trục chính

4 Bài toán đối xứng

5 Bài toán về hệ quang học

Bài 1: (Vẽ tiếp đường đi tia sáng)

Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong các trường hợp sau:

Bài 2: (Vẽ đường đi một tia sáng khi đã biết đường đi của một tia sáng khác)

Trong hình vẽ bên đã biết đường đi của một tia sáng, hãy vẽ tiếp đường đi của các tia sáng còn lại

HD:

Dễ nhận thấy, muốn vẽ tiếp đường đi của tia sáng thứ ba thì vấn đề mấuchốt là xác định được tiêu điểm của TK Muốn vậy ta vẽ quang trục phụ tươngứng với tia tới số 1, xác định được tiêu điểm phụ, từ đó xác định được tiêu điểmchính

Khi đã xác định được tiêu điểm chính thì việc vẽ tiếp các tia ló là rất đơngiản

Bài 3: (Vẽ tia sáng thỏa mãn điều kiện cho trước).

Hãy vẽ một tia sáng xuất phát từ S, sau khi qua thấu kính thì đi qua điểm I trongcác trường hợp sau:

Để giải được các dạng bài tập này, cần nắm vững những nguyên lí sau:

- Trục chính luôn vuông góc với TK

- Đường nối điểm ảnh và điểm vật luôn đi qua quang tâm

- Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính

- Khi vật và ảnh song song nhau thì vật và ảnh cùng vương góc trục chính

- Một tia sáng đi dọc theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh

Bài 4: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính, tiêu điểm trong các trường

hợp sau, biết A'B' là ảnh của AB:

HD:

a Dễ thấy, ảnh ngược chiều vật nờn là ảnh thật, đõy là thấu kớnh hội tụ Mặt khỏc ảnh và vật song song nhau nờn ảnh và vật cựng vuụng gúc trục chớnh

Ta cú, quang tõm nằm trờn đường thẳng AA’ và cũng nằm trờn BB’, do vậy

ta xỏc định được quang tõm O là giao của AA’ và BB’ Từ đú vẽ được trục chớnh là đường thang qua O và vuụng gúc với AB, vẽ được thấu kớnh Do đúxỏc định được cỏc tiờu điểm

a) b)

b Tương tự, ta dễ dàng xỏc định được quang tõm O Để xỏc định được thấu kớnh, ta vận đụng kiến thức: Một tia sỏng đi dọc theo vật thỡ tia lú đi dọc theo ảnh Do đú ta kộo dài vật sỏng AB và ảnh A'B' cắt nhau tại M thỡ thấu kớnh nằm trờn đường thẳng MO Từ đú ta xỏc định được trục chớnh và cỏc tiờu điểm

1.3 Vẽ ảnh của vật qua thấu kớnh, hệ thấu kớnh - thấu kớnh, hệ thấu kớnh - gương

Phương phỏp:

Đõy là dạng bài tập cơ bản Học sinh chỉ cần nắm vững cỏc kiến thức:

- Cỏch dựng ảnh của vật qua thấu kớnh, qua gương (cú thể dựng cỏc tia sỏngđặc biệt hoặc khụng đặc biệt)

- Nếu tia sỏng xuất phỏt từ vật bị phản xạ hoặc khỳc xạ bao nhiờu lần thỡ cúbấy nhiờu ảnh

- Nếu vật sỏng AB qua dụng cụ quang học thứ nhất cho ảnh A1B1 nằmtrường dụng cụ quang học thứ 2 thỡ A1B1 được coi là vật đối với dụng cụquang học thứ hai (và sẽ cho ảnh A2B2)

2 Bài toỏn tớnh kớch thước ảnh trong mọi trường hợp.

Phơng pháp:

- Từ hình vẽ ta xét các cặp tam giác đồng dạng để tìm đợc hệ thức liên hệgiữa các đại lợng đã biết và các đại lợng cha biết Biến đổi toán học để biếtcác đại lợng cần tìm

- Biện luận và trả lời yêu cầu của đề bài

Bài 5: Biết chiều cao của vật (AB = h), vị trí của vật (AO = d), tiêu cự của thấu

kính(f) Tìm chiều cao và vị trí của ảnh

HD:

+ Sử dụng hai tia(tia tới quang tâm và tia tới qua tiêu điểm F)

Xẩy ra hai trường hợp:

Vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d>f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d<f)

Bài 6: Biết tỉ số giữa chiều cao của ảnh và chiều cao của vật

A'B'

k

AB  , tiêu cự của TKHT (f) Tìm vị trí của vật

HD:

Vẽ hình: Sử dụng hai tia (Tia tới quang tâm O, tia tới qua F)

Xẩy ra hai trường hợp:

Vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d > f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d < f)

HD:

Vẽ hình: Sử dụng hai tia (Tia tới quang tâm O, tia tới qua F)

Xẩy ra hai trường hợp:

Vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d > f) Vật nằm trong khoảng tiêu cự (d < f)

3 Bài toỏn dịch chuyển vật, ảnh, thấu kớnh.

3.1 Bài toỏn dịch chuyển vật, ảnh, thấu kớnh dọc theo trục chớnh

Phương phỏp:

Phương phỏp chung để làm cỏc dạng bài tập dạng này là xột 4 cặp tamgiỏc đồng dạng, từ đú lập được 4 phương trỡnh Giải hệ 4 phương trỡnh tatỡm được đại lượng cần tỡm

Tuy nhiờn, trong nhiều trường hợp cú những cỏch làm đơn giản hơn.Cần lưu ý là khi giải cỏc dạng bài tập loại này thỡ việc chọn tia sỏng hợp

lớ sẽ giỳp bài giải đơn giản hơn nhiều

Bai 8: (Dịch chuyển vật, ảnh dọc theo trục chớnh)

Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuụng gúc với trục chớnh của một thấu kớnhhội tụ sao cho điểm B của vật nằm trờn trục chớnh của thấu kớnh và cỏchquang tõm của thấu kớnh một khoảng OB = a Người ta nhận thấy rằng, nếu

A'B'= k AB A'OkA'O=k.AO (2)AO

k - 1

A'B' A'B'O ABO ta có : (1)

AB AO Thay vào (1)

ta đ ợc : theo đề bài ta có: A'O - AO = (3)

từ (2) và (3) suy ra AO =

OK OF ABF OKF ta có : AB A'B



    

    

 l

2 (4 A'B' AB k.

(k - 1)

OF - k - 1

' OF ) ( v ì OK = A'B')

AB OF - OA Thay AO = ; = k vào (4) OF

ta đ ợc : k OF =



  l l l

k + 1

A'B' A'O A'B'O ABO ta có : (1)

được ảnh của vật có độ cao bằng 3 lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều vàmột ảnh ngược chiều với vật Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng từ vậtđến ảnh của nó qua thấu kính, hãy tính khoảng cách a và tiêu cự của thấukính

HD:

Kí hiệu của vật khi tiến lại

gần thấu kính là A1B1 và khi

ra xa thấu kính là A2B2 Vẽ

đường đi của các tia sáng để

tạo ảnh của vật ứng với các vị

trí đặt vật, ta được các ảnh A1B1 và A 2B2 như hình vẽ

Xét hai tam giác đồng dạng OA1B1 và OẢ’1B’1 ta có :

Xét hai tam giác đồng dạng OA2B2 và OA’2 B’2 ta có :

Xét hai tam giác đồng dạng FOI và FA’2 B’2 ta có : FB’2 = 3OF

Kí hiệu OF = f ta suy ra FB’2 = 3f = FB’ 1

Vậy OB’2 = 4f và OB’1 = 2f

Thay các giá trị này vào (1) và (2) ta được :

Do vậy B1B2 = 2f/3 = 10 cm  f = 15 cm

Vậy tiêu điểm F nằm cách thấu kính 15 cm

Điểm B nằm cách đều B1 và B2 một khoảng cách 5 cm Thay f = 15cm vàobiểu thức trên ta được OB1 = 10 cm

Vậy OB = a = 10 + 5 = 15 cm Suy ra điểm B nằm trùng với tiêu điểm thấukính

Bài 9: Một vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuông góc với trục

chính của một thấu kính hội tụ (A trên trục chính) cho ảnh thật A;B; cao ;,2cm;Dịch chuyển vật AB một đoạn a = 15cm dọc theo trục chính của thấu kính thìthu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4cm.Biết tiêu cự của thấu kính f = 20cm Dựa trêncác hình vẽ và các phép toán hình học, hãy xác định:

a) Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính trước khi dịch chuyển.

b) Chiều cao của vật AB.