trong việc giải quyết các bài toán về mắt và các dụng cụ quang học trong chương trình vật lý 11

MỤC LỤC Trang Mở đầu……………………………………………………………………… 1.1 Lý chọn đề tài…………………………………………………….…….2 1.2 Mục đích nghiên cứu………………………………………………………3 1.3 Đối tượng nghiên cứu……………………………………………….….….3 1.4 Phương pháp nghiên cứu………………………………………………….3 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm………………….…… ….3 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm………………………………………4 2.1 Cơ sở lý luận đề tài……………………………………………… ….4 2.2 Thực trạng vấn đề ……………………………………………… … 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường………………………….………… 18 Kết luận kiến nghị 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến nghị 18 1 Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài Dạy học môn vật lý trung học phổ thơng nói chung vật lý 11 nói riêng theo u cầu cải cách giáo dục, khơng ngồi mục đích giúp cho học sinh lĩnh hội vận dụng kiến thức mức độ cao, vận dụng tốt kiến thức học vào thực tiễn Phần kiến thức chương trình vật lý lớp 11 có nhiều kiến thức khó lại có tính ứng dụng thực tiễn cao, điển phần quang hình học Khi giảng dạy phần này, tơi nhận thấy học sinh thường gặp khó khăn việc xử lý tập chương Mắt dụng cụ quang học Ở chương không yêu cầu học sinh nắm vững khái niệm định tính mà cần phải sử dụng kiến thức toán học để giải tập định lượng tương đối phức tạp Việc giải tập giúp học sinh củng cố phần kiến thức học tiếp tục tiếp thu kiến thức mới, vận dụng kiến thức vào thực tiễn sống Tuy nhiên, học sinh giải phần tập chương thường gặp khó khăn việc phân tích tốn để tìm hướng giải, học sinh thường chọn việc áp dụng cách máy móc cơng thức giải tốn khơng để ý tới việc phân tích chất toán, nhiều trường hợp em thường giải sai không hiểu chất vấn đề Một nguyên nhân dẫn đến việc giải sai em thường khơng viết sơ đồ tạo ảnh cho tốn, có viết em khơng vận dụng tốt sơ đồ vào toán dẫn đến việc suy luận cách mơ hồ khơng xác Từ thực tế thơi thúc tơi tích cực suy nghĩ tìm phương pháp giúp học sinh khắc phục khó khăn Thực tế giảng dạy qua nhiều năm nhận thấy biết cách sử dụng tốt việc viết ‘‘sơ đồ tạo ảnh’’, học sinh có suy luận xác q trình phân tích tốn giải tốn phần cách dễ dàng, nhờ giúp em hiểu sâu kiến thức sách giáo khoa có hứng thú q trình học tập Học sinh ghi nhớ cách máy móc hệ thống cơng thức khơ khan, cồng kềnh khó nhớ Vì để góp phần khắc phục tình trạng trên, giúp cho việc dạy học phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ có hiệu hơn, mạnh dạn đưa đề tài sáng kiến kinh nghiệm mang tên: Khai thác có hiệu “sơ đồ tạo ảnh” việc giải toán mắt dụng cụ quang học chương trình Vật lý 11 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, khai thác sử dụng có hiệu “sơ đồ tạo ảnh” dạy học phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh, nâng cao khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường trung học phổ thơng 1.3 Đối tượng nghiên cứu Các tốn phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ chương trình Vật lý 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu sở lí luận dạy học, việc đổi phương pháp dạy học bậc THPT Nghiên cứu việc viết “sơ đồ tạo ảnh” giải tập phần quang hình 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm Điều tra thực trạng việc vận dụng kiến thức để giải tập phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ học sinh đơn vị công tác trường THPT lân cận Tiến hành thực nghiệm có đối chứng để đánh giá hiệu việc sử dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm trình dạy học 1.4.3 Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết thực nghiệm sư phạm 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Hiện sách giáo khoa vật lý đưa phương pháp viết “sơ đồ tạo ảnh” việc giải tốn phần Quang hình nói chung phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ nói riêng, nội dung đề tài khai muốn khai thác tốt “sơ đồ tạo ảnh” giải toán giúp học sinh vận dụng có hiệu hơn, giảm bớt việc học thụ động ghi nhớ cơng thức cách máy móc Đề tài sáng kiến kinh nghiệm đưa hệ thống tập vận dụng đa dạng, phù hợp với nhiều đối tượng học sinh, sử dụng để giảng dạy lớp giúp cho học sinh rèn luyện nhà Trong tài liệu trước có đề cập tới vấn đề việc vận dụng chưa hiệu Việc nghiên cứu đề tài góp phần khắc phục vấn đề Nội dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận đề tài Để giúp học sinh tiếp cận phương pháp giải tốn tơi thường u cầu em nắm vững lại phần kiến thức lý thuyết trọng tâm có liên quan tới tốn Đặc biệt phần kiến thức thấu kính mỏng mắt Khi em nắm vững phần kiến thức lý thuyết việc phân tích hiểu rõ chất toán dễ dàng nhiều Các em có tự tin việc giải tốn Theo tơi để giải tập phần học sinh nên thực qua bước sau: - Xác định kiện toán - Viết sơ đồ tạo ảnh cho trình tạo ảnh qua dụng cụ quang học mắt - Biểu diễn lên sơ đồ tạo ảnh kiện tốn - Vận dụng cơng thức thấu kính mối liên hệ sơ đồ tạo ảnh để tìm kiện mà tốn yêu cầu 2.2 Thực trạng vấn đề Khi giảng dạy phần quang hình học lớp 11, đặc biệt phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ Tôi nhận thấy học sinh làm tập phần em thường gặp khó khăn việc phân tích suy luận để tìm hướng giải cho tốn Vì em thường cố gắng ghi nhớ cách máy móc cơng thức để tìm kết Dẫn đến hiệu việc dạy học không cao học sinh hứng thú học tập Một nguyên nhân thực trạng em học sinh tiếp cận tốn thường khơng quan tâm nhiều đến việc viết “sơ đồ tạo ảnh” vận dụng để giải tốn Để làm rõ thực trạng xin đưa ví dụ việc suy luận giải tốn tốn cụ thể : Bài tốn ví dụ : (Trích đề thi đại học năm 2004) Một người khơng đeo kính nhìn rõ vật gần cách mắt 50 ( cm ) Xác định độ tụ kính mà người cần đeo sát mắt để nhìn rõ vật gần cách mắt 25 ( cm ) - Sai lầm giải tốn khơng sử dụng “sơ đồ tạo ảnh” Nếu không sử dụng sơ đồ tạo ảnh học sinh khó khăn việc suy luận tốn dễ có sai lầm việc giải toán Học sinh hướng tới sử dụng cơng thức thấu kính em thường có sai sót sau: Quan niệm vật phải đặt cách mắt đoạn d = 25(cm) , ảnh phải cách mắt đoạn d ' = 50(cm) em xác định độ tụ kính cần đeo theo 1 1 công thức: Dk = f = d + d ' = 0,5 + 0,25 = 6(dp ) k Hoặc em quan niệm ngược lại, vật phải đặt cách mắt đoạn d = 50(cm) , ảnh phải cách mắt đoạn d ' = 25(cm) em xác định độ tụ kính cần đeo theo cơng thức: Dk = 1 1 = + ' = + = 6(dp) fk d d 0,25 0,5 - Khi vận dụng tốt “sơ đồ tạo ảnh” toán giải sau: + Để đeo kính sát nhìn vật gần cách mắt 25 ( cm ) vật cách kính 25 ( cm ) qua kính cho ảnh ảo điểm cực cận mắt + Sơ đồ tạo ảnh: O S d = 25 cm M¾t S1 k→   d' d = OC c = 50 cm    M l =0 + Từ rút ra: d ' = −d M = −50 ( m ) ⇒ f k = ⇒ Dk = S2 → OV dd ' 25.( − 50 ) = = 50 ( cm ) = 0,5 ( m ) d + d ' 25 + ( − 50 ) = ( dp ) fk Để góp phần khắc phục tình trạng tơi xin đưa số giải pháp sau: 2.3 Giải pháp tổ chức thực Về mặt hình thức chia tốn liên quan đến mắt dụng cụ quang học thành số loại toán sau: 2.3.1 Sự thay đổi giới hạn nhìn rõ đeo kính 2.3.1.1 Cách viết sơ đồ tạo ảnh + Khi chưa đeo kính phạm vi nhìn rõ d M ∈ [ OCC , OCV ] , sau đeo kính có tiêu cự f k phạm vi nhìn rõ vật trước kính d ∈ [ d c , d v ] + Sơ đồ tạo ảnh: S d ∈[ d c , d v ] O k→   d' S1    l M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV + Khi biết [ OCC , OCV ] tính [ d c , d v ] : d' f k  d M = OCC ⇒ d' = l − d M ⇒ d c = d = d' − f  k  d = OC ⇒ d' = l − d ⇒ d = d = d' f k V M v  M d' − f k + Khi biết [ d c , d v ] tính [ OCC , OCV ] :  d = d c ⇒ d ' =   d = d ⇒ d ' = v  df k ⇒ OCC = d M = l − d' d − fk df k ⇒ OCV = d M = l − d' d − fk 2.3.1.2 Bài tốn ví dụ Ví dụ 1: Một người cận thị đeo kính sát mắt có độ tụ D = −2 ( dp ) nhìn rõ từ 12,5 ( cm ) tới vơ Hỏi khơng đeo kính, người nhìn thấy vật đặt khoảng nào? Giải: 1 + Tiêu cự kính: f k = D = − ( dp ) = −0,5 ( m ) = −50 ( cm ) k + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính: O S1 k→   S d ∈12 ,5 cm , ∞    [ d' ]    l =0 M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV + Khi cho biết 12,5 cm , ∞ tính [ OCC , OCV ] sau: df k 12,5.( − 50)  cm = = −10 ( cm ) ⇒ OCC = d M = l − d' = 10 ( cm ) Cho d = 12 ,5 ⇒ d' = d − f k 12 ,5 − ( − 50)  Cho d = ∞ ⇒ d' = f = −50 ( cm ) ⇒ OC = d = l − d' = 50 ( cm ) k V M  + Vậy, điểm cực cận cách mắt 10 ( cm ) điểm cực viễn cách mắt 50 ( cm ) Ví dụ 2: Một người cận thị đeo kính có độ tụ D=-2 dp nhìn rõ vật đặt cách kính từ 12,5 cm tới 50 cm Kính đeo cách mắt khoảng cm Hỏi khơng đeo kính, người nhìn thấy vật đặt khoảng nào? Giải: 1 + Tiêu cự kính: f = D = − ( dp ) = −0,5 ( m ) = −50 ( cm ) + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính: S d ∈12 ,5 cm , 50 cm    O k→   d' S1    l =1cm M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV df 12 ,5.( − 50 )  Cho d = 12 ,5 ( cm ) ⇒ d' = d − f = 12 ,5 − ( − 50 ) = −10 ( cm ) ⇒ OC c = d M = l − d' = 11 ( cm )   Cho d = 50 ( cm ) ⇒ d' = df = 50( − 50 ) = −25 ( cm ) ⇒ OC = d = l − d' = 26 ( cm ) v M  d − f 50 − ( − 50 ) Vậy điểm cực cận cách mắt 11 ( cm ) , điểm cực viễn cách mắt 26 ( cm ) Ví dụ 3: Một người đeo kính sát mắt có độ tụ − ( dp ) nhìn rõ vật cách mắt từ 25 ( cm ) tới vô Nếu đeo kính sát mắt có độ tụ − ( dp ) nhìn rõ vật nằm khoảng trước kính? Giải a) Khi đeo kính sát mắt có độ tụ − ( dp ) nhìn rõ vật cách mắt từ 25 ( cm ) tới vô 1 + Tiêu cự kính: f k = D = − ( dp ) = −0,5 ( m ) = −50 ( cm ) k + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính: [ [ Scm d ∈ 25 ,∞ ] O k   → d' S1    M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S OV l =0 ] + Khi cho biết 25cm , ∞ tính [ OCC , OCV ] sau: df k 25.( − 50 ) 50  cm ( cm) ⇒ OCc = d M = l − d' = 50 ( cm) = =− Cho d = 25 ⇒ d' = d − f k 25 − ( − 50 ) 3  Cho d = ∞ ⇒ d' = f = −50 ( cm ) ⇒ OC = d = l − d' = 50 ( cm ) k v M  b) Khi đeo kính sát mắt có độ tụ − ( dp ) nhìn rõ vật cách kính nằm 1 khoảng [ d c , d v ] Tiêu cự kính: f k = D = − ( dp ) = −1 ( m ) = −100 ( cm ) k + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính: [ Scm d ∈ 25 ,∞ ] O k   → d' S1    M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S OV l =0  + Khi cho biết [ OCC , OCV ] =  50 ( cm) , 50 ( cm)  tính [ d c , d v ] sau: 3  50  − ( − 100)  d' f k 50 ( cm) ⇒ d' = l − d M = − 50 ( cm ) ⇒ d c = = = 20 ( cm ) Cho d M = 50 3 d' − f k  − − ( − 100 )   Cho d = 50 ( cm ) ⇒ d' = l − d = −50 ( cm ) ⇒ d = d' f k = − 50.( − 100 ) = 100 ( cm ) M M v  d' − f k − 50 − ( − 100 )  2.3.2 Xác định kính cần đeo để sửa tật 2.3.2.1 Cách viết sơ đồ tạo ảnh Để nhìn rõ vật vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết, vật vơ qua kính cho ảnh ảo tiêu điểm kính điểm cực viễn mắt ( d M = OCV ) Sơ đồ tạo ảnh đeo kính đó: O d =∞ d' = f k M¾t S1 k→   S    l S2 → d M = OCV OV Sau đeo kính nhìn rõ vật cách kính từ d c đến ∞ : O S d ∈[ d c , ∞ ] k→   d' S1    l M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] S2 → OV d' f k Cho d M = OC c ⇒ d' = l − d M ⇒ d c = d = d' − f ta tính d c k Để nhìn rõ vật gần cách mắt 25 ( cm ) (tức cách kính khoảng ( 25 − l ) ( cm ) ), vật điểm qua kính cho ảnh ảo điểm cực cận mắt ( d M = OC C ) Sơ đồ tạo ảnh đeo kính đó: O S S1 k→   d' = f k d = 25 cm − l    l M¾t S2 → d M = OC c OV Sau đeo kính nhìn rõ vật cách kính từ 25 ( cm ) − l đến d v : S O k→   d ∈ 25 cm − l , d v    d' S1    l M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV d' f k Cho d M = OCv ⇒ d' = l − d M ⇒ d v = d = d' − f ta tính d v k 2.3.2.2 Bài tốn ví dụ Ví dụ 1: Một người khơng đeo kính nhìn rõ vật gần cách mắt 50 ( cm ) Xác định độ tụ kính mà người cần đeo sát mắt để nhìn rõ vật gần cách mắt 25 ( cm ) Giải + Để đeo kính sát nhìn vật gần cách mắt 25 ( cm ) vật cách kính 25 ( cm ) qua kính cho ảnh ảo điểm cực cận mắt + Sơ đồ tạo ảnh: S d = 25 cm O k→   S1 d' d = OC c = 50 cm    M l =0 M¾t → S2 OV dd' 25.( − 50 ) + Từ rút ra: d' = −d M = −50 ( m ) ⇒ f k = d + d' = 25 + ( − 50) = 50 ( cm ) = 0,5 ( m ) ⇒ Dk = = ( dp ) fk Ví dụ 2: Một người nhìn rõ vật cách mắt từ 0,5 ( m ) đến ( m ) 1) Để nhìn rõ vật xa mà mắt khơng phải điều tiết người phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Khi đeo kính người nhìn rõ vật gần cách kính bao nhiêu? 2) Để nhìn rõ vật gần cách mắt 0,25 ( m ) người phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Khi đeo kính người nhìn rõ vật xa cách kính bao nhiêu? Giải 1) Để đeo kính nhìn rõ vật vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết, vật vơ qua kính cho ảnh ảo tiêu điểm kính điểm cực viễn mắt + Sơ đồ tạo ảnh: S O d =∞ M¾t S1 k→   → d' = f k d = OC v =1m    M l =0 S2 OV + Vậy tiêu cự kính cần đeo: f k= −d M = −1 ( m ) Độ tụ kính: Dk = f = −1 ( dp ) k + Sau đeo kính nhìn rõ vật cách kính từ d c đến ∞ : S d ∈[ d c , ∞ ] O k→   d' S1    l M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV − ,5.( − 1) Cho d M = OCc = 0,5 ( m ) ⇒ d' = l − d M = −0,5 ( m ) ⇒ d c = − 0,5 − ( − 1) = ( m ) 2) Để đeo kính sát nhìn vật gần cách mắt 0,25 ( m ) vật cách mắt 0,25 ( m ) qua kính cho ảnh ảo điểm cực cận mắt + Sơ đồ tạo ảnh: S d = ,25 m O S1 k→   d'    l =0 M¾t → d M = OC c = ,5 m dd' S2 OV ,25.( − 0,5) + Từ rút ra: d' = −d M = −0,5 ( m ) ⇒ f k = d + d' = 0,25 + ( − 0,5) = 0,5 ( m ) ⇒ Dk = = ( dp ) fk + Sau đeo kính nhìn rõ vật cách kính từ 25 ( cm ) đến d v : [ Scm d ∈ 25 , dv ] O S1 k   → d'    M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] S2 → OV l − 1( 0,5) Cho d M = OCv = ( m ) ⇒ d' = l − d M = −1 ⇒ d v = − − ( 0,5) = ≈ 0,33 ( m ) Ví dụ 3: Một người cận thị nhìn rõ vật cách mắt từ 11 ( cm ) tới 26 ( cm ) Để nhìn vật vơ mà mắt khơng điều tiết phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Khi điểm gần mà mắt nhìn rõ đeo kính cách mắt bao nhiêu? Kính đeo cách mắt khoảng l = ( cm ) Giải: + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính để nhìn vật vô mà mắt điều tiết: S O k→   d =∞ M¾t S1 → d' = f k d = OC v = 26 cm    M l =1cm S2 OV + Từ suy ra: f k = − d M = − 26 ( cm ) = −25 ( cm ) = −0,25 ( m ) 1 + Do đó, độ tụ kính đeo: Dk = f = − 0,25 = −4 ( dp ) k + Sau đeo kính nhìn rõ vật cách kính từ d c đến ∞ : S d ∈[ d c , ∞ ] O k→   M¾t S1 → d' d ∈11 cm , 26 cm      M  cm l =1 d' f S2 OV ( − 10)( − 25) k Cho d M = OCc ⇒ d' = l − d M ⇒ d c = d = d' − f = ( − 10) − ( − 25) ≈ 16,67 ( cm ) ta tính k d c Vậy, điểm gần mà mắt nhìn rõ đeo kính 16,67 ( cm ) Ví dụ 4: Một người lớn tuổi nhìn vật xa mà mắt khơng phải điều tiết Nhưng muốn đọc dòng chữ gần cách mắt 25 ( cm ) phải đeo kính sát mắt có độ tụ ( dp ) 1) Xác định khoảng cách từ mắt người đến điểm cực cận cực viễn khơng đeo kính 2) Xác định độ biến thiên độ tụ mắt người từ trạng thái khơng điều tiết đến trạng thái điều tiết tối đa Giải: 1) Nhìn vật vô mà mắt điều tiết nên OCV = ∞ 10 + Tiêu cự kính đeo: f = = ( m ) = 100 ( cm ) D + Sơ đồ tạo ảnh đeo kính sát mắt để nhìn vật gần cách mắt 25 ( cm ) : O S d = 25 cm d' M¾t S1 k→   S2 →    l =0 d M = OC c df OV 25.100 100 100 + Từ rút ra: d' = d − f = 25 − 100 = − ( cm ) ⇒ OCc = d M = −d' = ( cm ) + Khoảng nhìn rõ người từ 100 ( cm) tíi ∞ 2) Vật vơ cho ảnh rõ võng mạc, lúc mắt có độ tụ nhỏ cho: 1 + = Dmin (1) ∞ OV + Vật điểm cực cận cách mắt 100 ( cm) = ( m ) cho ảnh rõ võng mạc, 3 1 + = Dmax lúc mắt có độ tụ lớn cho: OV (2) + Từ (1) (2) rút ra: ΔD = Dmax − Dmin = ( dp ) Ví dụ 5: Một người cận thị phải kính sát mắt có độ tụ − 2,5 ( dp ) Khi đeo kính đó, người nhìn rõ vật gần cách kính 25 ( cm ) Xác định giới hạn nhìn rõ mắt người khơng đeo kính Giải + Tiêu cự kính đeo: f k = D = −0,4 ( m ) = −40 ( cm ) k + Theo ra, sau đeo kính sát mắt nhìn rõ vật cách kính từ 25 ( cm ) đến ∞ : [ Scm d ∈ 25 ,∞ ] O k   → d' [ S1    M¾t d M ∈[ OC c , OC v ] → S2 OV l =0 ] + Khi cho biết 25cm , ∞ tính [ OCC , OCV ] sau: df k 25.( − 40 )  cm = ≈ −15,4 ( cm ) ⇒ OCC = d M = l − d' = −15,4 ( cm ) Cho d = 25 ⇒ d' = d − f k 25 − ( − 40 )  Cho d = ∞ ⇒ d' = f = −40 ( cm ) ⇒ OC = d = l − d' = 40 ( cm ) k V M  11 + Vậy, điểm cực cận cách mắt 15,4 ( cm ) điểm cực viễn cách mắt 40 ( cm ) 2.3.3 Mắt lão Kính hai tròng 2.3.3.1 Cách viết sơ đồ tạo ảnh Người mắt khơng có tật, già khả điều tiết nên điểm cực cận ( C c ) xa so với trẻ, điểm cực viễn vơ cực Để sửa tật, phải đeo thấu kính hội tụ để nhìn vật gần trẻ O S S1 k→   d = 25 cm d'    l M¾t → d M = OC c S2 OV Người mắt cận thị, già khả điều tiết nên điểm cực cận ( Cc ) xa so với trẻ, điểm cực viễn không thay đổi Để sửa tật, phải đeo kính cho vừa nhìn xa nhìn vật gần mắt người bình thường Để tránh tình trạng phải thay kính, người đeo kính hai tròng, tròng nhìn xa (thấu kính phân kì) tròng nhìn gần (thấu kính hội tụ) S O k→   d =∞ d ' = f1 S1    l M¾t S2 → d M = OC v OV ⇒ f1 = l − OC c ⇒ D1 = f1 Tròng nhìn xa có độ tụ (thấu kính phân kì có độ tụ D1 ), tròng nhìn gần cấu tạo gồm thấu kính nhỏ (có độ tụ D' ) dán thêm vào phần tròng nhìn xa (nên độ tụ phần D2 = D1 + D' ) O S k→   d = 25 cm d' S1    l ⇒ d' = l − OCc ⇒ f = M¾t → d M = OC c S2 OV dd' ⇒ D2 = f2 d + d' + Sau tính D1 , D2 suy ra: D' = D2 − D1 2.3.3.2 Bài tốn ví dụ Ví dụ 1: Một người cận thị già nhìn rõ vật nằm khoảng cách mắt từ OC C = 50 ( cm ) đến OCV = 150 ( cm ) 1) Để nhìn rõ vật xa mà mắt khơng phải điều tiết người phải đeo kính sát mắt có độ tụ D1 Xác định D1 2) Để nhìn rõ vật gần cách mắt 25 ( cm ) người phải dán thêm vào D1 thấu kính có độ tụ D' Tính độ tụ D' 12 Giải 1) Để đeo kính nhìn rõ vật vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết, vật vơ qua kính cho ảnh ảo tiêu điểm kính điểm cực viễn mắt Sơ đồ tạo ảnh: S O S1 k→   d =∞ d ' = f1    l =0 M¾t S2 → d M = OC v =150 cm OV + Tiêu cự kính cần đeo: f1 = −d M = −150 ( cm ) = −1,5 ( m ) Độ tụ kính: D1 = = − ( dp ) f1 2) Để đeo kính sát mắt mà nhìn vật gần cách mắt 25 ( cm ) vật cách kính 25 ( cm ) qua kính cho ảnh ảo điểm cực cận mắt + Sơ đồ tạo ảnh: O S d = 25 cm M¾t S1 k→   → d' d = OC c = 50 cm    M l =0 S2 OV 25.( − 50) dd' + Từ rút ra: d' = −d M = −50 ( m ) ⇒ f = d + d' = 25 + ( − 50) = 50 ( cm ) = 0,5 ( m ) ⇒ D2 = = ( dp ) f2 + Mà D2 = D1 + D' ⇒ D' = D2 − D1 = (dp) 2.3.4 Quan sát ảnh vật qua quang hệ 2.3.4.1 Cách viết sơ đồ tạo ảnh O + Sơ đồ tạo ảnh: AB → A1 B1 d1 d1' d     2 l O →  A2 B2 d '2 < d ∈[ OC c , OC v ]    M M¾t → A3 B3 OV + Mắt nhìn ảnh cuối qua hệ cần phải có hai điều kiện: - Ảnh phải ảnh ảo - Ảnh phải nằm giới hạn nhìn rõ mắt + Gọi góc trơng ảnh A2 B2 qua quang hệ α góc trơng vật trực tiếp khơng qua quang hệ vị trí α0 thì: 13 A2 B2  tg α =  dM    tgα = AB  d1 +  A2 B2 d α tgα ⇒ ≈ = M AB α tgα d1 +  A2 B2 d1 +  d1' d '2 d1 +  α ⇒ = =− α0 AB dM d1d d M 2.3.4.2 Bài tốn ví dụ Ví dụ 1: Một vật nhỏ AB cao 0,02 ( cm ) đặt trước thấu kính O1 có tiêu cự ( cm) Phía sau thấu kính O1 đặt đồng trục thấu kính hội tụ O2 tiêu cự f = ( cm ) cách khoảng l = 0,8 ( cm ) Một người quan sát mắt nhìn rõ vật cách mắt từ 20 ( cm ) đến vô cùng, đặt mắt sát sau O2 để quan sát ảnh vật qua hệ Người nhìn ảnh hay khơng? Tính góc trơng ảnh đó? Giải f = ( cm ) , cách thấu kính khoảng d1 = + Sơ đồ tạo ảnh: O AB d1 = ( cm ) → A1 B1 d1' d     2 l =0 ,8 ( cm ) O →  A2 B2 d '2 d      M  M¾t → d1 f1 ' ⇒ d1 = = = −4(cm) ⇒ d2 = l - d1' = ,8 ( cm ) d1 − f1 −2 ⇒ d' = d2 f2 ,8.6 = = −24 ( cm ) d − f ,8 − [ ] ⇒ d M = −d' = 24 ( cm ) ∈ 20 cm , ∞ : nên nhìn + Góc trơng ảnh qua kính: A B A B d' d ' AB AB 4.24 ,02 α ≈ tgα = 2 = 2 = = = ,0125 ( rad ) dM AB − d' d1d − d' 24 4,8 Ví dụ 2: Một người có điểm cực viễn xa vơ điểm cực cận cách mắt 20 ( cm ) nhìn vật AB qua hệ gồm hai thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f = 30 ( cm ) O2 có tiêu cự f = ( cm ) Hai thấu kính đặt đồng trục cách 34 ( cm ) Mắt đặt sát O2 1) Tìm khoảng cách từ vật đến mắt ảnh cuối rơi vào điểm cực viễn điểm cực cận mắt? 2) Người vị trí cũ, bỏ quang hệ, quan sát trực tiếp AB vị trí nói câu 1, góc trơng vật giảm lần so với quan sát qua quang hệ? 14 Giải O 1) Sơ đồ tạo ảnh: AB → A1 B1 d1 d1' d     2 O →  A2 B2 d '2 d ∈[ 20 ( cm ) , ∞ ]    M 34 ( cm ) M¾t → A3 B3 OV + Khi ảnh cuối rơi vào điểm cực viễn ( A2 B2 ≡ CV ) d M = OCV = ∞ ⇒ d '2 = − d M = −∞ d' f 30.30 ⇒ d = f = ( cm ) ⇒ d1' = 34 − d = 30 ( cm ) ⇒ d1 = 1 = =∞ ' d1 − f1 30 − 30 + Khi ảnh cuối rơi vào điểm cực cận ( A2 B2 ≡ CC ) d M = OCC = 20 ( cm ) ⇒ d '2 = − d M = −20 ( cm ) ⇒ d = d '2 f d '2 − f = ( − 20) = 10 ( cm) ( − 20) − 92 30 ' d f 92 ( cm) ⇒ d1 = ' 1 = ⇒ d1' = 34 − d = = 1380 ( cm ) d1 − f1 92 − 30 2) Theo kết câu 1: d M = ∞; + Khi ngắm chừng cực viễn thì:  ' ' d = −∞ , d = ( cm ) , d = 30 ( cm ) , d = ∞ + Gọi góc trơng ảnh A2B2 qua quang hệ α góc trơng vật trực tiếp khơng qua quang hệ α0 thì: tgα = A2 B2 AB , tgα = dM d1 +  + Suy ra: A2 B2 dM A2 B2 d1 +  d1' d '2 d1 +  30.∞ ∞ + 34 α tgα ≈ = = =− = = ,5 ( lÇn) AB α tgα AB dM d1d d M ∞.4 ∞ d1 +  Vậy quan sát trực tiếp góc trơng giảm 7,5 ( lÇn) + Khi ngắm chừng cực cận thì: d M = 20 ( cm )   ' 10 92 ' d = −20 ( cm ) , d = ( cm ) , d1 = ( cm ) , d1 = 1380 ( cm ) + Tương tự ta có: A2 B2 92 20 ' ' dM A2 B2 d1 +  d1d d1 +  α tgα 1380 + 34 ≈ = = =− = ≈ ,43 ( lÇn) AB 10 α tgα AB dM d1d d M 20 1380 d1 +  15 + Vậy quan sát trực tiếp góc trơng giảm 9,43 ( lÇn) 2.3.5 Một số tập rèn luyện Bài 1: Một người mang kính sát mắt có độ tụ Dk = −2 ( dp ) nhìn rõ vật từ 20 ( cm ) đến vô cực Xác định khoảng nhìn rõ mắt khơng đeo kính? Đáp số: Khoảng nhìn rõ mắt khơng đeo kính từ 100 ( cm) đến 50 ( cm) Bài 2: Một người có điểm cực viễn cách mắt 25 ( cm ) điểm cực cận cách mắt 10 ( cm ) Khi đeo kính sát mắt có độ tụ D = −2 ( dp ) nhìn rõ vật nằm khoảng trước kính? Đáp số: 12,5 cm , 50 cm [ ] Bài 3: Một người đeo kính sát mắt có độ tụ + ( dp ) nhìn rõ vật gần cách kính 25 ( cm ) Nếu người thay kính nói kính có độ tụ + ( dp ) đọc dòng chữ gần cách mắt bao nhiêu? Đáp số: d c = 100 ( cm) Bài 4: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt OCV = 40 ( cm ) điểm cực cận cách mắt OCC = 20 ( cm ) a) Nếu người muốn nhìn rõ vật xa vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Sau đeo kính người nhìn vật gần cách mắt bao nhiêu? b) Nếu người muốn điểm nhìn rõ gần cách mắt 25 ( cm ) phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Sau đeo kính người nhìn vật xa cách mắt bao nhiêu? Đáp số: a) Dk = −2,5 ( dp ) ; b) Dk = −1 ( dp ) ; d v = 200 ( cm) Bài 5: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt OCV = 0,5 ( m ) điểm cực cận cách mắt OCC = 0,15 ( m ) a) Nếu người muốn nhìn rõ vật xa vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Khi người nhìn rõ vật gần cách mắt bao nhiêu? b) Nếu người muốn điểm nhìn rõ gần cách mắt 0,25 ( m ) phải đeo kính sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Khi người nhìn rõ vật xa cách mắt bao nhiêu? Từ hai kết rút kết luận gì? Đáp số: a) Dk = −2 ( dp ) , [ 21,4 ( cm ) ÷ ∞ ) ; b) Dk = −2,67 ( dp ) , [ 25 ( cm ) ÷ ∞ ) Bài 6: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt OCV = 45 ( cm ) 16 1) Nếu người muốn nhìn rõ vật xa vơ cực mà mắt khơng phải điều tiết phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Kính đeo cách mắt ( cm ) 2) Khi đeo kính người nhìn rõ vật gần cách mắt 20 ( cm ) Xác định khoảng nhìn rõ ngắn khơng đeo kính người 175 ( cm) ≈ 15,9 ( cm) 11 Bài 7: Một người đeo kính có độ tụ D = +2 ( dp ) nhìn rõ vật cách mắt từ 27 ( cm ) tới vô Kính đeo cách mắt ( cm ) Đáp số: 1) Dk = −2,5 ( dp ) ; 2) OCc = 1) Xác định khoảng cách nhìn rõ ngắn mắt khơng đeo kính Nếu đưa kính vào sát mắt người thấy vật xa cách mắt bao nhiêu? 2) Kính đeo cách mắt ( cm ) Tính độ bội giác ảnh nhìn vật gần Đáp số: 1) OC C = 52 ( cm ); 25,5 ( cm ) ≤ d ≤ 50 ( cm ) ; 2) G = Bài 8: Một người cận thị già nhìn rõ vật cách mắt nằm khoảng từ OCC = 0,4 ( m ) đến OCV = 0,8 ( m ) a) Để nhìn rõ vật xa mà mắt điều tiết người phải đeo kính L1 sát mắt có độ tụ bao nhiêu? Xác định giới hạn nhìn rõ mắt đeo kính b) Để nhìn rõ vật gần cách mắt 0,25 ( m ) người phải dán thêm vào L1 thấu kính L2 Tính độ tụ L2 ? Đáp số: a) D1 = −1,25 ( dp ); 80 ( cm ) ÷ ∞ ; b) D2 = 2,75 ( dp ) Bài 9: Một người nhìn rõ vật cách mắt nằm khoảng từ OC c = 50(cm) đến OC v = 350 ( cm ) 1) Để nhìn rõ vật gần cách mắt 0,25 ( m ) người phải phải đeo kính L có độ tụ bao nhiêu? Kính đeo cách mắt l = ( cm ) 2) Để nhìn rõ vật xa mà mắt điều tiết, người phải dán thêm vào L1 thấu kính L2 Tính độ tụ L2 ? Đáp số: 1) D1 = +2,13 ( dp ) ; 2) D2 = 2,42 ( dp ) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 17 Phương pháp dạy học phải phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo học sinh, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn đem lại niềm vui tạo hứng thú học tập Vậy song song với việc học lớp nhà học sinh phải giải tập sách tập Với việc vận dụng cách hợp lý phương pháp viết “sơ đồ tạo ảnh” học sinh giải tốt tập phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học’’ Theo tôi, thành công lớn đề tài nghiên cứu Thực tế cho thấy sau đưa vào thử nghiệm giảng dạy khối lớp 11 đơn vị cơng tác, tơi thấy em học sinh có chuyển biến rõ rệt học, em học sinh có say mê hơn, hứng thú đặc biệt em tích cực hoạt động nhiều Sự tiếp thu kiến thức học sinh có chuyển biến rõ rệt Tôi tiến hành khảo sát thực nghiệm sư phạm thu kết cụ thể sau: Trước áp dụng đề tài Sau áp dụng đề tài Điểm Lớp Sĩ số Điểm Điểm Điểm SL TL SL TL SL TL SL TL 11A1 45 22 48,9% 23 51,1% 39 86,7% 13,3% 40 11A2 10 25,0% 30 75,0% 29 72,5% 11 27,5% 42 11A5 10 23,8% 32 76,2% 27 64,3% 15 35,7% Kết luận kiến nghị 3.1 Kết luận Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn giáo dục, đổi phương pháp việc dạy học nhằm mục đích phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo, lấy học sinh làm trung tâm, việc vận dụng phương pháp thật hợp lý vào giảng dạy việc cần thiết, qua việc nghiên cứu tài liệu hiểu biết từ thực tế giảng dạy đơn vị công tác, nhận thấy đề tài cần thiết có tính ứng dụng cao Nó giúp cho giáo viên cố vấn cho học sinh nhanh chóng giải xác toán phần kiến thức mà lâu học sinh ‘‘ngại’’ học nhất, đồng thời phát huy tối đa tính sáng tạo, gây hứng thú tìm tòi, phát giải thích tượng Vật lý Về mặt tình cảm, học sinh cảm thấy u thích mơn Vật lý 3.2 Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu ngắn, tài liệu cập nhật chưa nhiều, vấn đề nêu tìm tòi riêng thân q trình dạy học nên khơng tránh khỏi sai sót, hạn chế đề tài Vì tơi mong nhận cổ vũ đóng góp ý kiến Hội đồng khoa học, đồng 18 nghiệp bạn đọc để đề tài hồn thiện áp dụng rộng rãi ngành XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày tháng năm 20 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Trịnh Văn Toàn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo khoa vật lí 11 ( nâng cao – bản), NXB Giáo Dục 19 [2] Sách giáo viên vật lí 11 ( bản, nâng cao), NXB Giáo Dục [3] Sách tập vật lý 11 ( bản, nâng cao), NXB Giáo Dục [4] Một số đề thi đại học [5] Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường trung học phổ thông, NXB đại học quốc gia Hà Nội, 2001 tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng DANH MỤC 20 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Trịnh Văn Toàn Chức vụ đơn vị cơng tác: Tổ phó chun mơn – trường THPT Thọ Xuân TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại Năm học đánh giá xếp loại Tổ chức hoạt động Cấp tỉnh lên lớp theo chủ đề sử dụng lượng tiết kiệm hiệu C 2010 Sử dụng phép toán véc tơ Cấp tỉnh toán liên quan tới động lượng C 2011 Sử dụng vòng tròn để giải Cấp tỉnh toán liên quan đến quãng đường dao động điều hòa C 2012 Khai thác sử dụng tập Cấp tỉnh thực tế dạy học phần quang hình học 11 Khai thác sử dụng tập Cấp tỉnh thực tế dạy học phần nhiệt học – vật lý 10 C 2017 C 2018 21 ... dạy học vật lý trường trung học phổ thông 1.3 Đối tượng nghiên cứu Các toán phần ‘‘ Mắt dụng cụ quang học ’ chương trình Vật lý 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết... nhận thấy học sinh thường gặp khó khăn việc xử lý tập chương Mắt dụng cụ quang học Ở chương không yêu cầu học sinh nắm vững khái niệm định tính mà cần phải sử dụng kiến thức toán học để giải tập... dụng cụ quang học ’ có hiệu hơn, tơi mạnh dạn đưa đề tài sáng kiến kinh nghiệm mang tên: Khai thác có hiệu “sơ đồ tạo ảnh” việc giải toán mắt dụng cụ quang học chương trình Vật lý 11 1.2 Mục đích