Các biện pháp giúp học sinh giải bài tập quang hình

Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình A ĐẶT VẤN ĐỀ: I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Cùng với đổi phát triển chung đất nước Giáo dục Việt Nam có thay đổi sâu sắc mục tiêu, nội dung phương pháp giáo dục nhằm đáp ứng yêu cầu ngày cao xã hội Giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh Là giáo viên khối THCS nhận thức môn vật lí có vai trị quan trọng kiến thức vật lí áp dụng rộng rãi đời sống kĩ thuật Nó cung cấp kiến thức vật lí phổ thơng bản, tồn diện có hệ thống Những kiến thức phải phù hợp với trình độ hiểu biết học sinh, tạo điều kiện hướng nghiệp gắn với sống nhằm chuẩn bị tốt cho em tham gia vào lao động sản xuất tiếp tục học lên phổ thông trung học Đồng thời mơn vật lí thúc đẩy việc phát triển khả tư duy, rèn luyện kĩ phân tích, tổng hợp góp phần xây dựng giới quan khoa học, phát triển toàn diện cho học sinh Để đạt mục tiêu giáo dục toàn diện cho học sinh, đào tạo người lao động có đầy đủ kiến thức, kĩ đạo đức bên cạnh việc truyền đạt đến học sinh tri thức người giáo viên phải hướng dẫn học sinh biết vận dụng kiến thức vào sống, rèn luyện khả tự giác học tập, tự tìm tịi tri thức Giải tập vật lí khơng giúp em hiểu sâu kiến thức học mà thơng qua học sinh cịn tìm kiến thức mới, vấn đề cần nghiên cứu thêm Bài tập vật lí cịn ứng dụng, tình cụ thể môn kĩ thuật sản xuất Do giảng dạy môn vật lí việc giúp học sinh phân loại có phương pháp giải cho dạng tập điều quan trọng Qua thực tế giảng dạy nhận thấy nội dung sách giáo khoa nặng tính lí thuyết, phân phối chương trình cịn tiết tập đặc biệt phần Quang hình lớp Các tốn quang hình học chiếm phần nhỏ chương trình vật lí 9, loại toán em hay lúng túng, hay mắc phải sai lầm làm tập phần kiến thức trọng tâm học kì II Khi thi học kì II kể thi vào cấp III có tập phần này, em hướng dẫn số điểm loại tốn khơng phải khó Khi em biết cách giải loại tập này, em thấy tự tin vào thân, khơng cịn thấy ngại tập quang hình Các em u thích mơn học, động lực để phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo, niềm say mê học tập học sinh Giúp em có kiến thức vật lí trung học sở làm hành trang bước lên trung học phổ thông, học nghề tham gia vào lao đông sản xuất cách tự tin Từ lí trên, để giúp học sinh lớp có kiến thức có định hướng phương pháp giải tốn quang hình học lớp 9, nên tơi chọn đề tài: “Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình” II MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI: Tôi nghiên cứu vấn đề nhằm giúp học sinh nắm kiến thức phần quang hình cách có hệ thống, vẽ ảnh vật qua thấu kính, nhận dạng có phương pháp giải tập quang hình Thơng qua tạo say mê, hứng thú học tập mơn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Trường THCS Võ Thị Sáu GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Đề tài áp dụng học sinh khối trường THCS Võ Thị Sáu, năm học 2012 – 2013, 2013 – 2014 IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Tiến hành tìm hiểu khó khăn học sinh giải tập quang hình - Nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu khác để tìm hiểu kiến thức cần thiết phải sử dụng giải tập quang hình - Phân loại xây dựng phương pháp giải tập quang hình cách ngắn gọn đơn giản B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: I THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ: Qua thực tế giảng dạy mơn vật lí thân tơi nhận thấy: Các tốn quang hình lớp chiếm lượng nhỏ toàn chương trình vật lí lại dạng tập mà em học sinh thường gặp nhiều khó khăn, lúng túng giải Sự khó khăn em giải tốn quang hình bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân, bao gồm nguyên nhân chủ quan nguyên nhân khách quan mang đến Các nguyên nhân khách quan: Phần quang hình lớp dạy 20 tiết tiết lí thuyết 16, thực hành 2, tập ôn tập Với nội dung tương đối khó phần quang hình để đảm bảo dạy đủ nội dung giáo viên giảng dạy phải dành nhiều thời gian cho lí thuyết mà hướng dẫn học sinh giải tập Đây điều không hợp lý mơn khoa học thực nghiêm Vật lí Sách giáo khoa Vật lí định hướng giải tập quang hình theo phương pháp hình học, áp dụng tính chất tam giác đồng dạng mà khơng xây dựng công thức Điều làm cho việc giải tập quang hình thường dài dịng, khó hiểu cho học sinh Là trường học đóng địa bàn xã biên giới khó khăn nên sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho giảng dạy cịn nhiều khó khăn Nhà trường chưa có phịng thí nghiệm vật lí, dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu nhiều, khơng đồng dụng cụ có hỏng, chất lượng kém, độ xác khơng cao nên tiết dạy có thí nghiệm chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu định luật, hệ hời hợt Các nguyên nhân chủ quan: Đa số học sinh trường em người dân tộc thiểu số có hồn cảnh kinh tế khó khăn, nhận thức người dân hạn chế nên quan tâm phụ huynh đến việc học em chưa nhiều Do tư học sinh cịn hạn chế, tính tự giác, ý thức học tập học sinh chưa cao nên nhiều em lười học làm tập nên khả tiếp thu cịn chậm, lúng túng từ khơng nắm kiến thức, kĩ bản, định lý, hệ khó mà vẽ hình hồn thiện tốn quang hình học lớp Đa số em chưa có định hướng chung phương pháp học lí thuyết hay phương pháp giải tốn vật lí Chưa xác định mục đích việc giải tập chưa tìm kiện toán, xem xét tượng vật lí nêu đề tập để từ nắm vững chất vật lí, xác định mối liên hệ cho phải tìm Kiến thức tốn học cịn hạn chế Kĩ vẽ hình, biến đổi tốn học, nhận biết tam giác đồng dạng cịn yếu nên khó giải tốn quang hình có liên quan đến tính tốn Trường THCS Võ Thị Sáu GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Với nguyên nhân để nâng cao chất lượng mơn học q trình giảng dạy giáo viên phải biết tận dụng trang thiết bị, đồ dùng dạy học có nhà trường Tự học, bồi dưỡng để nâng cao nghiệp vụ sư phạm từ đưa phương pháp giảng dạy cho phù hợp Giáo viên phải thường xuyên động viên, nhắc nhở tính tự giác, tự học học sinh Khi giảng dạy nội dung giáo viên phải tìm cách lơi ý, tạo thích thú cho học sinh từ đầu, giáo viên phải hướng dẫn học sinh tìm hiểu kiến thức cách có hệ thống, cho học sinh làm quen với tập đơn giản trước, giúp học sinh xây dựng phương pháp giải tập đơn giản Kinh nghiệm cho thấy nắm lí thuyết giải tập đơn giản học sinh u thích có nhu cầu tìm hiểu mơn học Trong viết tơi trình bày kiến thức phương pháp giải tập quang hình đơn giản II CÁC BIỆN PHÁP CHUNG: Giúp em nắm vững khắc sâu phần kiến thức lí thuyết học Rèn luyện kĩ vẽ ảnh vật qua thấu kính Bổ túc kiến thức tốn học tam giác đồng dạng Trình tự giải tốn quang hình Phân loại dạng tập quang hình phương pháp giải cho dạng III NỘI DỤNG CỤ THỂ: Giúp em nắm vững khắc sâu phần kiến thức lí thuyết học: Để học sinh dựng ảnh, xác định vị trí vật, ảnh xác qua loại thấu kính giáo viên cần trình bày kiến thức ngắn gọn, dễ hiểu có hệ thống Giáo viên phải ln kiểm tra, khắc sâu kiến thức lí thuyết cho học sinh a Các định nghĩa: - Thấu kính: Là môi trường suốt đồng chất giới hạn hai mặt cầu, mặt cầu mặt phẳng - Phân loại thấu kính: Có hai loại thấu kính: + Thấu kính có phần rìa mỏng phần thấu kính hội tụ Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính cho chùm tia ló hội tụ điểm + Thấu kính có phần rìa dày phần thấu kính phân kì Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính cho chùm tia ló phân kì - Trục chính: Đường thẳng qua tâm hai mặt cầu giới hạn thấu kính mặt cầu vng góc với mặt phẳng giới hạn thấu kính gọi trục thấu kính - Quang tâm: Để thu ảnh rõ nét qua thấu kính thấu kính phải mỏng, coi trục cắt thấu kính điểm O gọi quang tâm thấu kính - Tiêu điểm: Một chùm tia tới song song với trục thấu kính cho chùm tia ló cắt có đường kéo dài cắt điểm F nằm trục điểm gọi tiêu điểm thấu kính Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F F’ nằm trục đối xứng qua thấu kính b Các sơ đồ kí hiệu quen thuộc như: - Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: Trường THCS Võ Thị Sáu ; GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình - Vật đặt vng góc với trục chính: - Trục chính, tiêu điểm F F', quang tâm O: F F' O - Ảnh thật: F/ O F - Ảnh ảo: c Đường truyền tia sáng đặc biệt như: - Tia sáng qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng S S F’ O F O F’ F - Tia sáng song song với trục cho tia ló qua có đường kéo dài qua tiêu điểm ∆ F F’ ‘’’ F’ O F O / - Tia sáng qua có đường kéo dài qua tiêu điểm tia ló song song với trục F/ ∆ F O Trường THCS Võ Thị Sáu F’ O F GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Vẽ ảnh vật qua thấu kính: a Cách vẽ ảnh điểm vật S đứng trước thấu kính: - Ta sử dụng hai ba tia sáng đặc biệt xuất phát từ S hay có phần kéo dài qua S tới thấu kính vẽ hai tia ló tương ứng, giao hai tia ló có thật ta có ảnh thật S ’ giao hai tia ló kéo dài gặp ta có ảnh ảo S’ S S S I S’ I F’ F O O F F’ S’ S: Vật thật S’: Ảnh thật S: Vật thật S’: Ảnh ảo b Vẽ ảnh vật sáng AB vng góc với trục A Nhận xét: A trục nên ảnh A A’ trục Do AB đoạn thẳng vng góc với trục A’B’ đoạn thẳng vng góc với trục A’ Do muốn vẽ ảnh AB ta sử dụng hai ba tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh B ’ B qua thấu kính, từ B’ ta hạ đường thẳng vng góc với trục cắt trục A’ ảnh A Và A’B’ ảnh AB Đường nối A’B’ nét liền A’B’ ảnh thật; nét đứt A’B’ ảnh ảo I b1 Ảnh qua thấu kính hội tụ: B - d > 2f ( OA > 2OF ): F’ A F A’ O B’ - f < d < 2f ( OF < OA < 2OF ) B > F (∆) A B I O F’ A’ / B’ B - d < f ( OA < OF ) A’ F’ F A Trường THCS Võ Thị Sáu O GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Như với thấu kính hội tụ ta có trường hợp sau: - Vật khoảng 2f cho ảnh thật, nhỏ vật - Vật khoảng từ f đến 2f cho thật, lớn vật - Vật khoảng f cho ảnh ảo, lớn vật b2 Ảnh qua thấu kính phân kì: - f < d < 2f B > I B’ A (∆) O A’ F’ F -d I B’ (∆) F/ A O A’ F Vậy thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo, nhỏ vật nằm khoảng OF Ôn tập, củng cố tam giác đồng dạng: Tam giác đồng dạng học sinh nghiên cứu chương trình Hình học lớp Đây công cụ chủ yếu để học sinh giải tập quang hình lớp Do vậy, để dễ dàng giải tập quang hình giáo viên cần hướng dẫn học sinh ơn tập lại kiến thức tam giác đồng dạng, đặc biệt trường hợp đồng dạng hai tam giác vuông - Định nghĩa: Tam giác ABC gọi đồng dạng với tam giác A’B’C’nếu: ˆ=A ˆ' , B ˆ=B ˆ' , C ˆ=C ˆ ' ; - Các trường hợp đồng dạng: A A' B' B' C' A' C' = = AB BC AC + Nếu ba cạnh tam giác tỉ lệ với ba cạnh tam giác hai tam giác đồng dạng ( c-c-c ) + Nếu hai cạnh tam giác tỉ lệ với hai cạnh tam giác hai góc tạo cặp cạnh nhau, hai tam giác đồng dạng ( c-g-c ) Trường THCS Võ Thị Sáu GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình + Nếu hai góc tam giác hai góc tam giác hai tam giác đồng dạng với ( g-g ) - Các trường hợp đồng dạng tam giác vng: + Tam giác vng có góc nhọn góc nhọn tam giác vng + Tam giác vng có hai cạnh góc vng tỉ lệ với hai cạnh góc vng tam giác vng Trình tự giải tập vật lí: Việc tìm hiểu kiện tốn, phân tích tượng để đến chất vật lí việc quan trọng giúp ta định hướng cách giải tốn vật lí Vì vậy, muốn giải tập vật lí học sinh cần thực bước sau: Các bước bản: Bước 1: Viết tóm tắt kiện: - Đọc kĩ đề (khác với thuộc đề bài), tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ, phát biểu tóm tắt ngắn gọn xác - Dùng kí hiệu tóm tắt đề cho gì? Hỏi gì? Thống đơn vị Dùng hình vẽ để mơ tả lại tình huống, minh họa cần Bước 2: Phân tích nội dung làm sáng tỏ chất vật lí, xác lập mối liên hệ kiện có liên quan tới cơng thức nào, kiện xuất phát đại lượng cần tìm, xác định phương hướng vạch kế hoạch giải Bước 3: Chọn cơng thức thích hợp, kế hoạch giải, thành lập phương trình cần, ý có ẩn số có nhiêu phương trình Bước 4: Lựa chọn cách giải cho phù hợp, tôn trọng trình tự phải theo để thực chi tiết dự kiến, gặp tập phức tạp Thực cẩn thận phép tính Để tránh sai số (nếu có) nên giải chữ đến biểu thức cuối thay số Bước 5: Kiểm tra, xác nhận kết biện luận: - Kiểm tra lại xem trị số kết có khơng, có phù hợp với thực tế khơng? Kiểm tra lại phép tính - Nếu có điều kiện, xem thử cịn có cách giải khác ngắn gọn hơn, hay không ? Ở đưa bước để giải tập vật lý Nhưng khơng phải tập vât lí ta phải thực đầy đủ bước Tùy toán cụ thể mà ta đơn giản hóa bước giải Phân loại phương pháp giải tốn quang hình: 5.1 Dạng tập xác định vật, ảnh, xác định quang tâm, tìm tiêu điểm thấu kính phương pháp vẽ hình Đây dạng tập nhằm xác định vị trí quang tâm, loại thấu kính, tính chất ảnh, vị trí tiêu điểm Với dạng tập giúp cho học sinh rèn luyện kĩ vẽ hình, nắm kĩ tia sáng đặc biệt, tính chất tạo ảnh loại thấu kính Từ tạo tiền đề cho học sinh giải dạng toán khác Sau số ví dụ cho dạng tập Ví dụ 1: Cho hình vẽ: ∆ trục chính, O quang tâm, F F’ hai tiêu điểm thấu kính Hai tia ló (1) (2) Cho ảnh S’ điểm sáng S Thấu kính cho TKHT hay TKPK? Hãy xác định điểm sáng S Trường THCS Võ Thị Sáu GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình I (∆) F’ O F > K Hình 1.1 (1) (2) S’ Hướng dẫn: (Dựa vào tính chất tạo ảnh thấu kính) S’ giao tia ló S’ ảnh thật mà có thấu kính hội tụ (TKHT) cho ảnh thật Vậy thấu kính cho TKHT Tia ló IS’ qua F’ ⇒ tia tới SI song song với ∆ Tia ló KS’ song song với ∆ ⇒ tia tới SK qua F Vậy: SI ∩ SK S điểm sáng phải tìm > S (∆) I F F’ O > K Hình 1.1’ (1) S’ (2) Ví dụ 2: Cho hình vẽ (H 2a, b, c) xx’ trục thấu kính, S’ ảnh điểm sáng S tạo thấu kính Hãy dùng cách vẽ để xác định vị trí thấu kính tiêu điểm Cho biết thấu kính thuộc loại gì? Ảnh S’ ảnh thật hay ảnh ảo? S’ S S x x x’ Hình 2.1b S’ Hình 2.1a x’ S S’ x Hình 2.1c Trường THCS Võ Thị Sáu x’ GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Hướng dẫn: Theo bước sau: - Bước 1: Tia tới qua quang tâm (không bị gãy khúc) truyền thẳng mà ảnh vật nằm tia ló Do vị trí quang tâm (O) giao điểm SS’với trục xx’ - Bước 2: Từ O dựng đường vng góc với trục xx’ vị trí thấu kính - Bước 3: Dựa vào vị trí ảnh S’ vật S với thấu kính, với trục để nhận định S’ ảnh thật hay ảnh ảo S + Nếu S S’ nằm phía so với thấu kính (hoặc trục chính) S’ ảnh ảo + Nếu S S’ nằm khác phía so với thấu kính (hoặc trục chính) S’ ảnh thật + Dựa vào tính chất ảnh để xác định loại thấu kính - Bước 4: Dựa vào tia đặc biệt lại để tìm F F’ Bài giải: Hình 2a + Nối điểm SS’ SS’ cắt xx’ O quang tâm (Vì tia tới qua quang tâm truyền thẳng) + Từ O dựng thấu kính ⊥ xx’ + Vì ảnh S’ vật S nằm hai phía trục xx’ S’ ảnh thật điểm sáng S + Thấu kính tìm thấu kính hội tụ + Từ S vẽ tia sáng IS song song với xx’; nối IS’ cắt xx’ F’ F’ tiêu điểm thứ thấu kính + Lấy F đối xứng với F’ qua O xx’ Hình 2b + Nối SS’ cắt xx’ ≡ O + Dựng thấu kính ⊥ xx’ O + Vẽ tia tới SI song song xx’ + Vì S’ S phía với trục xx’ nên S’ ảnh ảo mặt khác S’ xa thấu kính vật S nên thấu kính tìm thấu kính hội tụ + Nối IS’ kéo dài cắt xx’ F’ + Lấy F’ đối xứng với F qua O xx’ Trường THCS Võ Thị Sáu I > S x F x’ F’ O Hình 2.1a’ S’ S’ S x I > O F F’ x’ Hình 2.1b’ GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Hình 2c + Nối SS’ cắt xx’ O quang tâm + Dựng thấu kính ⊥ xx’ O + Ta thấy S S’ phía với xx’ nên S’ ảnh ảo S Mặt khác S’ gần thấu kính S nên thấu kính cho phải thấu kính phân kì +Vẽ tia sáng SI song song xx’ + Nối IS’ cắt xx’ F + Lấy F’ đối xứng với F qua O xx’ > S’ S I F’ x F x’ O Hình 2.1c’ Ví dụ 3: Cho hình vẽ (H3a, b) Cho biết AB vật sáng, A’B’ ảnh AB qua thấu kính L1 L2; ∆1 ∆ trục thấu kính Hãy xác định vị trí thấu kính tiêu điểm tương ứng? Xác định loại thấu kính? B’ B B B’ (∆2) A (∆1) A’ A Hình 3a A’ Hình 3b Hướng dẫn: Mặt dù vật sáng đoạn thẳng ⊥ với trục ta giải tập qua điểm sáng B ảnh B’ (tương tự điểm sáng S S’) Vị trí thấu kính hay quang tâm O giao BB’ với ∆1 (và ∆ )… từ giải tương tự ví dụ Bài giải: Hình 3.a + Nối B’B kéo dài cắt ∆1 quang tâm O + Qua O dựng thấu kính L1 ⊥ ∆1 Vì A’B’ chiều lớn AB nên thấu kính tìm thấu kính hội tụ + Từ B kẻ tia tới BI song song với ∆1 + Nối B’I kéo dài cắt ∆1 F’ Trường THCS Võ Thị Sáu B’ F A’ (∆1) B I > A F’ o Hình 3a’ 10 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình + Lấy F đối xứng với F’ qua O ∆1 Hình 3.b +Nối BB’ kéo dài cắt ∆ quang tâm O + Qua O dựng thấu kính L2 ⊥ ∆ Vì A’B’ chiều nhỏ AB nên thấu kính tìm thấu kính phân kì + Vẽ tia tới BI song song ∆ Nối IB’ kéo dài cắt ∆ F’ Lấy F đối xứng với F’ qua O ∆ B > I B’ (∆2) A F’ A’ O F Hình 3b’ 5.2 Dạng tập xác định ảnh, xác định vật, xác định tiêu cự thấu kính phương pháp hình học.: Đây dạng tập chủ yếu phần quang hình lớp Các tập dạng giải phương pháp hình học, sử dụng tính chất tam giác đồng dạng Dạng tập chia làm hai loại: 5.2.1 Các toán dạng thuận: Ảnh tạo thấu kính gồm dạng: - Thấu kính hội tụ cho ảnh thật - Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo - Thấu kính phân kỳ cho ảnh ảo Tương ứng với dạng ảnh tập sau: Bài tập 1: Vật AB = 3cm đặt vuông góc với trục TKHT A cách TK đoạn d = 16 cm Biết TK có tiêu cự f = 12 cm a Dựng ảnh vật qua thấu kính b Xác định kích thước vị trí ảnh Bài tập 2: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vng góc trục thấu kính hội tụ, cách thấu kính 10cm Thấu kính có tiêu cự 15 cm a Dựng ảnh vật qua thấu kính b Xác định kích thước vị trí ảnh Bài tập 3: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6cm đặt vng góc trục thấu kính phân kỳ, cách thấu kính 15cm Thấu kính có tiêu cự 10 cm a Dựng ảnh vật qua thấu kính b Xác định kích thước vị trí ảnh Những tập tập mà tạm gọi tập dạng thuận Tức từ vị trí vật cho trước tìm vị trí, kích thước ảnh qua thấu kính, khác với dạng nghịch từ ảnh u cầu tìm kích thước, vị trí vật Những dạng thuận mà học sinh buộc phải nắm trước vào dạng tập khác tập nâng cao Để giải tập này, học sinh phải sử dụng số tia đặc biệt để dựng ảnh hình vẽ sau sử dụng cơng thức tốn học nhằm tìm lời giải đáp Mấu Trường THCS Võ Thị Sáu 11 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình chốt chỗ học sinh sử dụng tia sáng nào, xét cặp tam giác đồng dạng có phù hợp hay khơng? Theo sách giáo viên có cách dựng ảnh, sử dụng tia sáng qua quang tâm O thấu kính tia sáng song song với trục Đa số giáo viên sử dụng cách dựng ảnh dẫn đến cách giải phức tạp với học sinh Qua thời gian giảng dạy, nhận thấy với cách làm học sinh vẽ hình dễ dàng lúng túng mặt tính tốn bước giải nhiều, gồm có mấu chốt chính, bắc cầu cặp tỷ lệ giải phương trình để tìm số liệu ảnh mà đề u cầu Do đó, tơi chọn lựa cách vẽ ảnh bao gồm tia, tia qua quang tâm O tia qua tiêu điểm Cụ thể cách làm sau: Cách giải (Theo sgk) Bài tập 1: Cho biết: Cách giải Cho biết: Bài tập 1: AB = cm d = 16 cm f = 12 cm a Dựng ảnh A’B’ b A’B’ = ?cm d’ = ?cm B A I •F F’ O • B A’ F’ ∆ A B’ F I Giải: a Ảnh A’B’ ảnh thật, ngược chiều với vật b Theo hình vẽ ta có hai cặp tam giác đồng dạng F ′O OI = (1) F ′A′ A′B ′ OA AB ∆ OAB : ∆ OA ' B '( g − g ) ⇒ = (2) OA ' A ' B ' F ′O OA 12 16 mà OI = AB ⇒ = ⇒ = F ′A′ OA ' OA '− 12 OA ' ⇒ 12.OA ' = 16.(OA '− 12) ⇒ 4.OA′ = 16.12 ⇒ OA ' = 48cm ∆ F ′OI : ∆ F ′A′B ′( g − g ) ⇒ Thế vào (2) => 16 3.48 = ⇒ A' B ' = = 9(cm) 48 A ' B ' 16 Trường THCS Võ Thị Sáu A' B ’ a Ảnh A’B’ ảnh thật, ngược chiều với vật b Theo hình vẽ ta có: FA = OA - OF = 16 – 12 = cm ΔFAB~ΔFOI => FA AB 12.3 = ⇒ = ⇒ OI = = 9cm FO OI 12 OI Ta có: A’B’ = OI = cm ΔOAB~ΔOA’B’ => OA AB 16 16.9 = ⇒ = ⇒ OA′ = = 48cm OA′ A′B′ OA′ Đáp số: A’B’ = cm d’ = 48 cm 12 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Đáp số: A’B’ = cm d’ = 48 cm Bài tập 2: Cho biết: AB = 6cm d = 10cm f = 15cm a Dựng ảnh A’B’ b A’B’ = ?cm d’ = ? cm B' I B A’ Trường THCS Võ Thị Sáu 13 F A O F’ GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 14 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 15 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 16 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 17 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 18 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 19 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Giải: a Ảnh A’B’ ảnh ảo, chiều với vật b Theo hình vẽ ta có: F ′O OI = (1) F ′A′ A′B ′ OA AB ∆OAB : ∆OA ' B '( g − g ) ⇒ = (2) OA ' A ' B ' F ′O OA 15 10 mà OI = AB ⇒ = ⇒ = F ′A′ OA ' 15 + OA ' OA ' ⇒ 15.OA ' = 10.(15 + OA ') ⇒ 5.OA′ = 150 ⇒ OA ' = 30cm ∆F ′OI : ∆F ′A′B ′( g − g ) ⇒ Thế vào (2) => 10 30.6 = ⇒ A' B ' = = 18(cm) 30 A ' B ' 10 Đáp số: A’B’ = 18 cm d’ = 30 cm Bài tập 3: Cho biết: AB = cm d = 10 cm f = cm a Dựng ảnh A’B’ Giải: a Ảnh A’B’ ảnh ảo, chiều với vật b Theo hình vẽ ta có: FA = OF - OA = 15 – 10 = cm ΔFAB~ΔFOI => FA AB 15.6 = ⇒ = ⇒ OI = = 18cm FO OI 15 OI Ta có: A’B’ = OI = 18 cm ΔOAB~ΔOA’B’ ⇒ OA AB 10 18.10 = ⇒ = ⇒ OA′ = = 30cm OA′ A′B ′ OA′ 18 Đáp số: A’B’ = 18 cm d’ = 30 cm Bài tập 3: Bài tập 2: b A’B’ = ?cm d’ = ? cm Trường THCS Võ Thị Sáu 20 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình B I B’ A F’ A’ Giải: a Ảnh A’B’ ảnh ảo, chiều với vật b Theo hình vẽ ta có: F ′A′ A′B′ ∆F ′A′B′ : ∆F ′OI ⇒ = (1) F ′O OI OA′ A′B′ ∆OA′B′ : ∆OAB ⇒ = (2) OA AB F ′A′ OA′ OF ′ − OA′ OA′ Mà OI = AB ⇒ = ⇒ = F ′O OA F ′O OA − OA′ OA′ ⇒ = ⇒ 5.OA′ = 10(5 − OA′) 10 ⇒ 15.OA′ = 50 ⇒ OA′ = 50 10 = ≈ 3,3(cm) 15 Thế vào (2) OA AB 10.3 = ⇒ = OA′ A′B ′ 10 A′B ′ 6.10 ⇒ A′B ′ = = 2(cm) 10.3 ⇒ O c ó F m ộ t a Ảnh A’B’ ảnh ảo, chiều với vật b Theo hình vẽ ta có: FA = OF + OA = + 10 = 15 cm ΔFAB~ΔFOI => FA AB 15 5.6 = ⇒ = ⇒ OI = = 2cm FO OI OI 15 Ta có: A’B’ = OI = cm ΔOAB~ΔOA’B’ OA AB 10 = ⇒ = OA′ A′B ′ OA′ 10.2 20 10 ⇒ OA′ = = = ≈ 3,3cm 6 ⇒ Đáp số: A’B’ = 1,98 cm d’ = 3,3 cm Đáp số: A’B’ = 1,98 cm, d’ = 3,3 cm Như vậy, cách giải tơi có phương pháp cho dạng tạo ảnh thấu kính Tuy vậy, khuyết điểm vẽ hình tương đối phức tạp hơn, chưa kể tia sáng qua tiêu điểm cho tia ló song song trục thấu kính phân kì khơng nằm sách giáo khoa Sau thời gian nghiên cứu, tơi có nhận định sau cách giải mình: - Cách vẽ hình khó khơng phải mà bỏ qua tia này, dẫn đến học lệch, chọn cách vẽ dễ nhất, học sinh khơng có khả vẽ tia khó, sau học lên cấp III, em vất vả phải học vẽ lại tia - Tia sáng qua tiêu điểm F thấu kính phân kì có nêu sách giáo viên thích giảng dạy lớp học sinh khá, giỏi Do đó, tơi giảng Trường THCS Võ Thị Sáu 21 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình thêm tia sáng vào “Thấu kính phân kì” theo cách mà không làm nặng nề thêm cho học mà giúp cho học đầy đủ dễ thực Do đó, tơi xác định phương pháp vẽ hình làm tập dạng thuận phù hợp với học sinh, khơng q xa chương trình học, giúp học sinh khơng học lệch 5.2.2 Các tốn dạng nghịch: Bài tập 1: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vng góc trục thấu kính hội tụ cho ảnh thật cao 12 cm, cách thấu kính 30 cm Thấu kính có tiêu cự 10 cm.Xác định kích thước vị trí vật Tóm tắt: A’B’ = 12 mm d’ = OA’ = 30 cm f = 10 cm AB = ? d = OA = ? Giải: FA’ = OA’ - OF = 30– 10 = 20cm ΔF’A’B’~ΔF’OI => F ' A' A' B ' 20 12 10.12 = ⇒ = ⇒ OI = = 6mm F 'O OI 10 OI 20 Ta có: AB = OI = mm ΔOAB~ΔOA’B’ => OA AB OA 30.6 = ⇒ = ⇒ OA = = 15cm OA′ A′B′ 30 12 12 Đáp số: h = AB = mm; d = OA = 15 cm Bài tập 2: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vng góc trục thấu kính hội tụ cho ảnh ảo cao 18cm, cách thấu kính 30cm Thấu kính có tiêu cự 15 cm Xác định kích thước vị trí vật Tóm tắt: A’B’ = 18 mm d’ = OA’ = 30 cm f = 15 cm AB = ? cm d = AO = ? cm Giải: F’A’ = OF’ + OA’ = 15 + 30 = 45 cm ΔF’A’B’~ΔF’OI=> F ' A' A' B ' 45 18 15.18 = ⇒ = ⇒ OI = = 6mm F 'O OI 15 OI 45 Ta có: AB = OI = mm Trường THCS Võ Thị Sáu 22 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình OA AB OA 30.6 = ⇒ = ⇒ OA = = 10cm OA′ A′B′ 30 18 18 Đáp số: h = AB = mm; d = OA = 10 cm ΔOAB~ΔOA’B’ => Bài tập 3: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vng góc trục thấu kính phân kì, cho ảnh cao 3,6 cm cách thấu kính cm Thấu kính có tiêu cự 15 cm Xác định kích thước vị trí vật Tóm tắt: A’B’ = 3,6 cm d’ = OA’ = cm f = 15 cm AB = ? d = AO = ? Giải: F’A’ = OF’ – OA’ = 15 – = cm ΔF’A’B’~ΔF’OI => F ′A ' A ' B ' 3, 15.3, = ⇒ = ⇒ OI = = 6cm F ′O OI 15 OI Ta có: AB = OI = cm OA AB OA 6.6 ΔOAB~ΔOA’B’=> OA′ = A′B′ ⇒ = 3, ⇒OA = 3, =10cm Đáp số: h = AB = cm; d = OA = 10 cm C KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ: I KẾT LUẬN: Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Qua thời gian vận dụng sáng kiến vào giảng dạy nhận thấy số kết sau: - Học sinh nắm định nghĩa, khái niệm, kí hiệu cách có hệ thống, nhớ lâu khơng bị tình trạng học trước quên sau - Học sinh biết vẽ hình, dựng ảnh vật qua thấu kính, nhận xét tính chất ảnh - Học sinh nhận biết cặp tam giác đồng dạng, vận dụng tính chất tam giác đồng dạng để giải tập tạo tảng để em tìm hiểu thêm dạng tập nâng cao sau tiếp tục học lên cấp - Sáng kiến giúp học sinh có phương pháp giải tập quang hình cách đơn giản thống Các em khơng cịn thấy “sợ”, nặng nề phải giải tập quang hình mà ngược lại em thấy hứng thú giải tập Từ tạo u thích, hứng thú môn Kết quả: Qua kết kiểm tra năm học 2012-2013 nhận thấy số lượng học sinh làm đạt điểm trung bình điểm tăng dần lên, đặc biệt học sinh có hứng thú tham gia học mơn vật lí Kết cụ thể sau: Năm học TS Điểm Trường THCS Võ Thị Sáu Điểm 5,6 23 Điểm 7,8 Điểm 9,10 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình 2012-2013 2013-2014 66 60 SL 20 17 % 30,3 28,3 SL 19 18 % 28,9 30,0 SL 17 15 % 25,6 25,0 SL 10 10 % 15,2 16,7 Sáng kiến áp dụng cho đối tượng học sinh giúp em có thêm cách khác để tư giải tập thấu kính, đồng thời tài liệu tham khảo để đồng nghiệp vận dụng vào giảng dạy hướng dẫn học sinh giải tập thấu kính lớp trường THCS Trong trình áp dụng đề tài vào giảng dạy rút học kinh nghiệm sau: - Thứ nhất: Trong tiết lí thuyết giáo viên phải trình bày định nghĩa, khái niệm, kí hiệu kiến thức khác cách ngắn gọn có hệ thống qua giúp học sinh hiểu nhớ kiến thức trọng tâm - Thứ hai: Rèn cho học sinh bước đầu làm tập thấu kính phải vẽ hình xác, có kí hiệu hình vẽ - Thứ ba: Giáo viên ôn tập tam giác đồng dạng qua học sinh biết nhận dạng tam giác đồng dạng lập tỉ số đồng dạng từ tam giác đó, dựa vào kiện biết để tìm kiện cịn lại - Thứ tư: Giáo viên phân loại hướng dẫn phương pháp giải cho dạng tập cách ngắn gọn đơn giản II KIẾN NGHỊ: Đối với ngành giáo dục nhà trường: - Tăng cường sở vật chất, trang thiết bị trường học, phịng học chun mơn, đồ dùng phương tiện dạy học - Thường xuyên tổ chức lớp tập huấn để bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ cho giáo viên - Nhà trường cần tạo điều kiện thời gian để giáo viên chuẩn bị đồ dùng dạy học, phụ đạo, bồi dưỡng học sinh Đối với quyền địa phương gia đình học sinh: - Chính quyền địa phương cần có quan tâm cơng tác giáo dục; có hỗ trợ, động viên học sinh có hồn cảnh khó khăn; tổ chức tuyên truyền, vận động nhằm hạn chế tình trạng học sinh bỏ học - Đối với gia đình học sinh cần phải quan tâm đến việc học tập em mình, thường xuyên nhắc nhở việc học nhà em, phối hợp với nhà trường địa phương để giáo dục quản lí học sinh cách có hiệu Trên số kinh nghiệm giảng dạy phần quang hình vật lí Khi viết sáng kiến quan tâm giúp đỡ Ban giám hiệu nhà trường, tổ chuyên môn anh chị đồng nghiệp Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian kinh nghiệm giảng dạy nên khơng tránh thiếu sót Tơi mong góp ý q thầy cơ, đồng nghiệp để viết hoàn thiện Một lần xin chân thành cảm ơn đồng chí, xin chúc đồng chí sức khỏe hồn thành tốt nhiệm vụ mà Đảng Nhà nước giao phó Xin chân thành cảm ơn! Trường THCS Võ Thị Sáu 24 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình MỤC LỤC Nội dung A Đặt vấn đế I Lí chọn đề tài II Mục tiêu, nhiệm vụ đề tài III Đối tượng nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu B Giải vấn đề I Thực trạng vấn đề II Các biện pháp chung III Nội dung cụ thể Một số kiến thức Vẽ ảnh vật qua thấu kính Ơn tập, củng cố tam giác đồng dạng Trình tự giải tập vật lí Phân loại phương pháp giải tốn quang hình C Kết luận kiến nghị I Kết luận II Kiến nghị Trang 1 1 2 3 7 16 16 17 Buôn Đôn, ngày 10 tháng năm 2015 Người viết: Trần Quang Tân Trường THCS Võ Thị Sáu 25 GV: Trần Quang Tân ... Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 16 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 17 GV: Trần Quang Tân Các biện. .. Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 14 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 15 GV: Trần Quang. .. biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 18 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp giúp học sinh giải tập quang hình Trường THCS Võ Thị Sáu 19 GV: Trần Quang Tân Các biện pháp