MỘT SỐ KINH NGHIỆM KHI BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN QUANG HỌC Ở TRƯỜNG THCS

MỘT SỐ KINH NGHIỆM KHI BỒI DƯỠNG HSG PHẦN QUANG HỌC Ở TRƯỜNG THCS Đơn vị: Phòng GD&ĐT Huyện Phú Hịa GV: Trần Hồng Sơn Qua q trình BDHSG phần quang học thân rút số kinh nghiệm cần đưa thảo luận nhằm giúp cho HS khắc sâu từ kiến thức đến nâng cao dạng toán sau: A/ PHẦN GƯƠNG PHẲNG: Dạng 1: Vẽ đường tia sáng xuất phát từ điểm cho trước qua gương (hoặc hệ gương) qua điểm cho trước * PHƯƠNG PHÁP CHUNG: + Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng - Ảnh vật đối xứng qua gương - Tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh BÀI TẬP: * Bài 1: Cho điểm sáng S nằm trước gương phẳng G, M điểm cho trước a/ Hãy nêu cách vẽ tia sáng từ S chiếu tới gương, phản xạ qua M b/ Có tia sáng từ S qua M? Hướng dẫn cách giải: Đối với tốn giáo viên hướng dẫn học sinh tìm cách giải : Cách : Vì tia tới gương xuất phát S từ điểm S nên tia phản xạ có đường M kéo dài qua ảnh ảo S’ S qua gương Mặt khác theo yêu cầu đề tia phản xạ phải H I qua M tia phản xạ vừa qua S’ M nên ta suy cách vẽ : S’ + Vẽ ảnh S’ S qua gương + Nối S’ với M cắt gương I I điểm tới + Nối SI SI tia tới, IM tia phản xạ Cách : a, Muốn tia phản xạ qua M tia tới gương phải qua M’ ảnh M qua gương Mặt khác tia tới xuất phát từ S nên ta có cách dựng sau : + Vẽ ảnh M’ M qua gương + Nối M’ với S cắt gương I SI tia tới IM tia phản xạ cần vẽ b, Có tia sáng từ S qua M + Tia : Tia truyền trực tiếp từ S đến M + Tia : Tia xuất phát từ S chiếu đến gương sau phản xạ qua S M (hình vẽ bên) M I M’ Giáo viên yêu cầu vẽ cách hình vẽ từ học sinh biết cách vẽ trùng * Từ cách giải tập gương ta phát triển dạng tập áp dụng cho hệ gương (có thể vng góc với nhau, song song với hợp với góc đó) hệ 3, gương kết hợp thêm câu có liên quan đến chứng minh tính tốn số đại lượng góc độ dài đường tia sáng Bài : Cho gương phẳng G1 G2 vng góc với nhau, S điểm sáng, M điểm cho trước gương (hình vẽ) a, Nêu cách vẽ tia sáng xuất phát từ S,chiếu đến gương G1 phản xạ đến gương G2, sau phản xạ qua M Có phải tốn giải không? b, Chứng minh tia tới gương G1 song song với tia phản xạ gương G2 c, Có tia sáng từ S chiếu đến M Hãy vẽ tia sáng G1 Hướng dẫn tìm phương pháp giải : S’ S Câu a : M Cách : I N - Vẽ ảnh S’ M qua gương G1 - Vẽ ảnh M’ M qua gương G2 - Nối S’ với M’ cắt G1 I, cắt G2 K I K O K G2 điểm tới gương - Nối SI, IK, KM SIKM đường tia sáng cần vẽ Cách : M’ S’’ * Cách vẽ : - Vẽ ảnh S’ S qua gương G1 - Vẽ ảnh S’’ S’ qua gương G2 - Nối S’’ với M cắt gương G2 K - Nối S’ với K cắt G1 I SIKM đường tia sáng cần vẽ Bài toán giải S M vị trí cho đường nối ảnh S’ M’ cắt gương điểm phân biệt Nếu S’M’ khơng cắt gương (hoặc cắt O) tốn khơng giải Câu b : Có thể có nhiều cách chứng minh (việc chứng minh nhằm mục đích phát triển vận dụng vào tập khó hơn) * Cách chứng minh đơn giản : - Từ I K kẻ pháp tuyến gương cắt N Do gương vuông góc với nên IN vng góc với KN Nên Iˆ2 + Kˆ = 90 mà => INˆ K = 90 Iˆ1 = Iˆ2 Và Kˆ = Kˆ (Định luật phản xạ ánh sáng) => SIˆK + IKˆ M = Iˆ1 + Iˆ2 + Kˆ + Kˆ = 180 Do SI // KM Câu c : Từ câu b tập học sinh dễ dàng phát có tia sáng qua từ S đến M Ta mở rộng tập dạng qua sau : Bài 2b : Hai gương phẳng AB, CD đặt vng góc với mặt đất, quay mặt phản xạ vào nhau, cách khoảng BD = a, CD có chiều cao CD = H Nguồn sáng điểm S đặt cách mặt đất khoảng h cách AB khoảng b C 1, Xác định chiều cao tối thiểu (tính A từ mặt đất) gương AB để tia S b sáng tới từ S đến AB sau phản xạ h B đến mép C gương CD H D 2, Quay gương AB quanh điểm B góc α cho tia tới từ S đến vng góc với AB phản xạ qua C Tính α? Áp dụng số H = 1,8 mét; h = 0,8 mét; a= 1,5 m; b= 0,5 m Bài : Bốn gương phẳng đặt cách hình vẽ, vẽ đường tia sáng từ A phản xạ gương phẳng G1, G2, G3, G4 (Mỗi gương lần) qua điểm B G1 G4 A B G2 Dạng : Bài tập cách xác định vùng nhìn G3 thấy ảnh điểm sáng, vật sáng qua gương phẳng Bài : Một điểm sáng S đặt trước gương phẳng AB Dùng phép vẽ để xác định vùng đặt mắt để nhìn thấy ảnh S tạo gương * Cách giải : S P1 P2 M N S’ Từ S vẽ chùm tia tới lớn đến gương SM, SN vẽ chùm tia phản xạ tương ứng MP1 NP2 Miền không gian giới hạn tia phản xạ MP NP2 trước mặt gương miền đặt mắt để nhìn thấy ảnh S’ S qua gương Từ tập ta mở rộng tập khó Bài : Cho gương phẳng GG’ vật sáng AB đặt trước gương (hình vẽ) Hãy xác định (bằng cách vẽ hình) khơng gian mà ta nhìn thấy tồn ảnh x B z vật qua gương t A y G’ G A’ B’ Hướng dẫn giải : Muốn nhìn thấy ảnh tồn vật AB phải nhìn thấy ảnh điểm A B qua gương Vì ta phải xác định vùng nhìn thấy ảnh A’ A qua gương vùng nhìn thấy ảnh B’ B qua gương Giao vùng nhìn thấy đồng thời ảnh A B qua gương nghĩa nhìn thấy tồn ảnh A’B’ AB qua gương * Bài tập tương tự : Bài : Hai người A B đứng trước gương phẳng (hình vẽ) Trong MH = NH = 50 cm, NK = 100 cm, AH = h = 100cm a, A B có nhìn thấy gương khơng? b, Một người dần đến gương theo phương vng góc với mặt gương họ nhìn thấy gương c, Nếu người đến gương với vận tốc theo phương vng góc với mặt gương họ có nhìn thấy gương không? M H N K h A HD:Câu c (Hình vẽ) M H N B K h A B c) Nếu hai người tiến lại gần gương với vận tốc theo phương vng góc vùng cần đặt mắt để nhìn thấy ảnh hai người di chuyển theo Khoảng cách họ không thay đổi nên theo hình vẽ, ta có vị trí người ln ln khơng nằm vùng nhìn thấy người Vậy nên hai người họ thấy gương Dạng : Bài tập quỹ tích ảnh điểm sáng cho gương quay Bài : Một điểm sáng S đặt trước gương phẳng G hình vẽ Nếu quay gương quanh O phía S góc α ảnh S di chuyển đường có hình dạng nào? dài Biết SO = l Áp dụng số : α = 30 , l = 10 cm Giải : Vì ảnh S’ S qua gương đối xứng với S qua gương nên gương vị trí OG1 ta có SH = S'H => OS = OS’ hay SOˆ S ' = 2SOˆ H SOˆ H = S ' Oˆ H (1) Nếu gương quay góc α phía S ảnh S’’ H’ S qua gương đối xứng với S qua gương ta có : SH’ = S’’H’ => OS = OS’’ G2 S O S’’ H G1 SOˆ H ' = H ' Oˆ S ' ' hay SOˆ S ' ' = 2SOˆ H ' (2) Vì gương quay quanh O ta ln có : S’ OS = OS’ = OS’’ = OS’’’ = (Trong S’, S’’, S’’’ ảnh S qua gương gương quay quanh O) Hay gương quay quanh O ảnh S qua gương chạy cung trịn tâm O bán kính OS = l Từ (1) (2) ta suy : SOˆ S '− SOˆ S ' ' = S ' Oˆ S ' ' = SOˆ H − SOˆ H ' = 2α Vậy gương quay quanh O ảnh S qua gương chạy cung tròn tâm O bán kính OS = l góc tâm 2α = S’OS’’ độ dài cung trịn S’S’’ : S ' S " = 2π l.2α 360 Áp dụng số : α = 300 ⇒ 2α = 600 ⇒ S ' S" = 2πl.60 πl 3,14.10 = = ≈ 10,26(cm) 360 3 Qua toán giáo viên khắc sâu cho học sinh : Một điểm sáng S cố định đặt trước gương phẳng Khi cho gương quay quanh điểm cố định O ảnh S qua gương chạy đường trịn tâm O, bán kính OS Từ tập ta phát triển, vận dụng để giải tập khó sau : Bài : Trên hình vẽ sau : S điểm sáng cố định nằm trước gương phẳng G G2 G1 quay quanh I1, G2 quay quanh I2 (I1 I2 cố định) Biết góc SI1I2 = α , góc SI2I1=β Gọi ảnh S qua G1 S1, qua G2 S2 Tính góc ϕ hợp mặt phản xạ gương cho S1S2 lớn S G2 G1 S1 I2 I1 S2 O Cách giải : Theo kết gương G quay quanh I1 ta ln có I1S = I1S1 hay ảnh S1 ln cách I1 (vì S, I1 cố định nên I1S không đổi) Hay S1 chạy đường trịn tâm I1 bán kính I1S + S1S2 lớn S1 S2 nằm hai đầu đường nối tâm hai đường tròn I1 I2 hai điểm tới tia sáng gương (hình vẽ) hay SI1 tia tới G1 I1I2 tia phản xạ G1 tia tới G2 Gọi giao điểm đường kéo dài gương O góc I Iˆ1O = 90 − I1 Iˆ2 O = 90 − β α ; Do góc hợp bỡi hai gương là: ϕ = 180 − I Iˆ1O − I Iˆ2 O = α  β α +β  = 180 −  90 −  −  90 − hayϕ = 2  2  Dạng : Xác định vận tốc ảnh qua gương, vận tốc góc gương vật chuyển động gương gương chuyển động Bài : Một điểm sáng S cố định nằm đường thẳng SH vuông góc với gương phẳng G (hình vẽ ) Xác định vận tốc v’ ảnh điểm S qua gương gương chuyển động theo phương HS với vận tốc v (gương ln ln song song với nó) S1 S2 H H’ S Cách giải : - Khi gương vị trí (1) ảnh S S1 nên ta có SH = S1H => SS1 = SH (1) - Khi gương vị trí (2) ảnh S S2 nên ta có SH’ =S2H’ = SS2 = SH’ (2) Trừ (1) cho (2) vế với vế ta có : SS1 – SS2 = 2(SH – SH’) S1S2 = 2HH’ => v’ t = v.t => v’ = 2v Qua tập giáo viên khắc sâu cho học sinh : Muốn tìm vận tốc chuyển động ảnh qua gương gương chuyển động (hoặc vật chuyển động) ta cần tìm mối quan hệ quảng đường ảnh với quảng đường gương (hoặc vật) thời gian Bài 2: Một người ngồi tàu hoả quay mặt phía trước nhìn vào gương phẳng treo thẳng đứng có mặt phản xạ vng góc với phương chuyển động tàu Gương cách người khoảng L = 2m a, Người nhìn thấy gương ảnh cách a = 5m hành khách ngồi phía sau Hỏi hành khách cách người mét? b, Tàu chuyển động với vận tốc v = 45 km/h Hỏi người có cảm thấy ảnh hàng ven đường chạy với vận tốc bao nhiêu? * Dạng tập ta hình thức trắc nghiệm, để chọn phương án sai học sinh phải vẽ hình tính tốn vận tốc qng đường ảnh biết vận tốc quảng đường mà gương vật chuyển động nêu Dạng : Bài tập cách vẽ ảnh xác định số ảnh qua hệ gương Bài : Một điểm sáng S đặt đường phân giác góc hợp gương phẳng α a, Vẽ ảnh xác định số ảnh S tạo gương α = 1200, α = 900, α = 600 360 b, Tìm số ảnh trường hợp α = với n số nguyên n G1 S S1 Giải : a, Khi α = 1200 G2 O S2 - Vật S cho ảnh S1 qua G1 đối xứng với S qua G1 nên góc SOS1 = 600 + 600 = 1200 => S1 nằm mặt phẳng G2 nên không cho ảnh tiếp - Tương tự S cho ảnh S2 qua G2 đối xứng với S qua G2 nên góc SOS2 = 1200 Do S2 nằm mặt phẳng G1 nên không cho ảnh tiếp nữa.Vậy hệ cho ảnh Nhận xét : + Ta thấy S, S1, S2 nằm đường tròn chia thành phần * Khi α = 900 - Vật S cho ảnh S1 qua G1đối xứng với S qua G1 nên OS = OS1 => S1Oˆ S = 90 G1 S1 G1 S - S1 nằm trước G2 nên cho ảnh S3 đối xứng với S1 qua G2, S3 nằm sau gương nên không cho ảnh tiếp - Vật S cho ảnh S2 qua G2, S2 nằm trước G1 O S3 = S4 G2 S2 nên cho ảnh S4 trùng với S3, nằm sau gương nên khơng cho ảnh tiếp Ta có : OS = OS1 = OS2= OS3 hay ảnh S nằm đường trịn tâm O, bán kính OS chia đường tròn thành phần Vậy hệ cho ảnh Tương tự góc α = 600 ta vẽ ảnh S tạo thành đỉnh lục giác nội tiếp đường tròn tâm O, bán kính OS b, Từ câu a ta chứng minh tổng quát lên có gương hợp với góc α=3600/n (n = 2, 3, ) điểm sáng S cách gương số ảnh S qua hệ gương là: (n-1) Thí dụ : α = 1200 có nghĩa n = hệ cho ảnh α = 900 có nghĩa n = hệ cho ảnh α = 720 có nghĩa n = hệ cho ảnh α = 600 có nghĩa n = hệ cho ảnh B/ PHẦN THẤU KÍNH: I KIẾN THỨC CẦN NHỚ Kiến thức bản: a Các khái niệm thấu kính Thấu kính: vật suốt giới hạn mặt cầu mặt phẳng mặt cầu - Thấu kính có phần dày phần rìa gọi thấu kính lồi (Thấu kính lồi coi vơ số lăng kính ghép sát có phần đáy phía nên tia sáng sau qua thấu kính lệch đáy nên hội tụ điểm đó) - Thấu kính có phần mỏng phần rìa gọi thấu kính lõm (Thấu kính lõm coi vơ số lăng kính ghép sát với có phần đáy phía rìa nên tia sáng sau qua thấu kính lệch điểm hội tụ nơi hội tụ ảo Lưu ý: Ta xét trường hợp thấu kính đặt mơi trường có chiết suất nhỏ chiết suất thấu kính, thấu kính lồi thấu kính hội tụ, thấu kính lõm thấu kính phân kỳ - Trục chính: đường thẳng qua tâm O1,O mặt cầu tạo nên thấu kính R1 R2 O1 Trơc chÝnh O2 - Quang tâm: Trục qua điểm O thấu kính mà tia sáng tới điểm truyền thẳng, không đổi hướng Điểm O gọi quang tâm thấu kính (cịn hiểu khoảng cách O1,O bé so với R1 R2 mặt cầu, O1,O coi trùng điểm O, điểm O gọi quang tâm thấu kính) - Tiêu điểm chính: Chùm tia tới song song với trục thấu kính hội tụ cho chùm tia ló hội tụ điểm F trục Điểm F gọi tiêu điểm Nếu chùm tia tới từ phía bên O F' F thấu kính chùm tia ló hội tụ điểm F’ bên thấu kính F’ tiêu điểm thứ hai thấu kính - Chùm tia tới song song với trục thấu kính phân kỳ cho chùm tia ló phân kỳ kéo dài cắt trục điểm F F tiêu điểm Nếu chùm tia tới từ phía bên thấu kính chùm tia ló phân kỳ kéo dài cắt trục điểm F’ bên thấu kính F’ tiêu điểm thứ hai thấu kính F O F' - Tiêu cự: Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm OF = OF ’= f gọi tiêu cự thấu kính - Trục phụ: Tất đường thẳng khác qua quang tâm (không qua tâm O 1,O gọi trục phụ (có vơ số trục phụ) - Tiêu điểm phụ: Chùm tia tới song song đến thấu kính theo hướng bất kỳ, cho chùm tia ló hội tụ điểm F (giao F1 điểm trục phụ với mặt phẳng tiêu diện), điểm F1 gọi tiêu điểm phụ (Có vơ số tiêu F O F' điểm phụ, có tia tới thấu kính ta vẽ trục phụ song song với tia tới cắt mặt phẳng tiêu diện ta tiêu điểm phụ) (mặt phẳng tiêu diện: mặt phẳng vng góc với trục tiêu điểm) b Cách vẽ đường tia sáng đặc biệt: + Đối với thấu kính hội tụ: - Tia tới song song với trục cho tia ló qua tiêu điểm - Tia tới đến quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia F' O F tới - Tia tới qua tiêu điểm tia ló song song với trục + Đối với thấu kính phân kỳ: - Tia tới song song với trục tia ló kéo dài qua tiêu điểm - Tia tới đến quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương tia O F' F tới - Tia tới có hướng qua tiêu điểm tia ló song song với trục c Vẽ ảnh vật tạo thấu kính: Quan sát tia đặc biệt hình ta thấy rằng: S’, S, O thẳng hàng F’, S’, M thẳng hàng S’, M , R thẳng hàng đường thẳng qua ba điểm song song với trục Ta suy cách vẽ: - Kéo dài tia (1), (2) cắt S’, S’ ảnh ảo S qua thấu kính - Vẽ S’R song song với trục chính, cắt thấu kính M - Nối MF’ S’O cắt S S điểm sáng cần tìm b Xây dựng cơng thức thấu kính vận dụng để giải tập Bài 1: Chứng minh công thức B I + Thấu kính hội tụ: Trường hợp ảnh thật Ta có: ∆ABO ∆A ' B ' O nên: A ' B ' OA ' = ( 1) AB OA Ta có: ∆OIF ' ∆A ' B ' F ' nên: A' B ' A' F ' = mà OI = AB, OF’ = OF, OI OF ' A' A F O F' B' A’F’ = OA’ + OF = OA’ + OF A ' B ' OA '+ OF A ' B ' OA ' = hay = + 1( ) AB OF AB OF OA ' OA ' = + nhân vế với Từ (1) (2) ta có ta được: OA OF OA ' 1 1 1 = + hay = + OA OF OA ' OF OA OA ' 1 Đặt OA = d; OA’ = d’; OF = f ta có cơng thức: f = d + d ' Chứng minh tương tự cho trường hợp ảnh ảo thấu kính hội tụ ta có: 1 = − f d d' 1 +Thấu kính phân kì : chứng minh tương tự, ta có: f = d ' − d (d khoảng cách từ vật đến thấu kính, d’ khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, f tiêu cự thấu kính) Bài 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu điểm cách quang tâm thấu kính 20cm Một điểm sáng S đặt trục thấu kính hứng ảnh đặt vng góc với trục thấu kính, phía bên thấu kính so với điểm sáng Giữ cố định vị trí điểm sáng S thay đổi vị trí thấu kính hứng ảnh dọc theo trục thấu kính Tìm khoảng cách nhỏ điểm sáng S để thu ảnh điểm sáng Giải: M SO MO = - ∆ SMO ∆ ONF nên ta có: (1) OF NF O S S'O MO = - ∆ S'MO ∆ S'NF nên ta có: (2) S'F NF SO S'O = - Từ (1) (2) ta có: Đặt L = SO + S'O S'O = x 20 S'O − 20 N F S' - Suy ra: Lx - 20L = x2 => x2 - Lx + 20L = với ∆ = L2 - 80L - Để phương trình có nhiệm ∆ ≥ nên L ≥ 80 hay LMin = 80cm Bài 3: Một vật sáng AB đặt vị trí trước thấu kính hội tụ, cho AB vng góc với trục thấu kính A nằm trục chính, ta thu ảnh thật lớn gấp lần vật Sau đó, giữ ngun vị trí vật AB dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều xa vật đoạn 15cm, thấy ảnh dịch chuyển đoạn 15cm so với vị trí ảnh ban đầu Tính tiêu cự f thấu kính (khơng sử dụng trực tiếp cơng thức thấu kính) HD GIẢI: - Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính d, khoảng cách từ ảnh đến B I thấu kính d’ F' A ' Ta tìm mối quan hệ d, d’ f: A F O ∆ AOB ~ ∆ A'OB' A′B′ OA′ d′ ⇒ = = ; AB OA d ∆ OIF' ~ ∆ A'B'F' A′B′ A′F′ A′B′ ⇒ = = ; OI OF′ AB d′ - f d′ ⇒ d(d' - f) = fd' = hay f d Hình A B I' F' A F d2 A '' O ' d '2 B '' B ' ⇒ dd' - df = fd' ⇒ dd' = fd' + fd ; Hình B 1 = + Chia hai vế cho dd'f ta được: (*) f d d′ A′B′ d′ = = ⇒ d’ = 2d - Ở vị trí ban đầu (Hình A): AB d 1 = Ta có: = + (1) f d 2d 2d - Ở vị trí (Hình B): Ta có: d = d + 15 Ta nhận thấy ảnh A′′B′′ di chuyển xa thấu kính, di chuyển xa lúc d′2 = d′ , khơng thoả mãn công thức (*) Ảnh A′′B′′ dịch chuyển phía gần vật, ta có: O’A” = OA’ - 15 - 15 = OA’ - 30 hay: d′2 = d′ - 30 = 2d - 30 1 1 Ta có phương trình: f = d + d′ = d + 15 + 2d - 30 (2) 2 - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: f = 30(cm) Bài 4: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ cho điểm B nằm trục cách quang tâm thấu kính BO = a Nếu dịch vật lại gần xa thấu kính khoảng b = 5cm ảnh có độ cao lần vật, có ảnh chiều ảnh ngược chiều với vật Dùng cách vẽ đường tia sáng xác định khoảng cách a vị trí tiêu điểm thấu kính Giải: Trường hợp ảnh chiều (ảnh ảo), hình B' vẽ: Từ cơng thức thấu kính: → B A2' B2' OB2' OB2' = = = → OB2' = 3.( a + 5) A2 B2 OB2 a + → OB2' = 3.(a + 5) F A' O A F' Cũng từ công thức thấu kính: → 3.(a + 5) A2' B2' A2' B2' FB2' OB2' =4 = = = −1 = → A2 B2 OI FO f f Trường hợp ảnh ngược chiều (ảnh thật), hình vẽ: Từ cơng thức thấu kính: A2' B2' OB2' OB2' → = = = → OB2' = 3.(a + 5) A2 B2 OB2 a + B A' A F O F' → OB = 3.( a + 5) ' Cũng từ công thức thấu kính: A2' B2' A2' B2' FB2' OB2' → = = = −1 = A2 B2 OI FO f → OB2' 3.(a + 5) = 4→ =4 f f B' Giải ta a= 15 cm, f = 15 cm Bài 5: a) Đặt vật AB trước thấu kính hội tụ L có tiêu cự f hình vẽ Qua TK người ta thấy AB cho ảnh ngược chiều cao gấp lần vật Giữ nguyên vị trí Tkính L, dịch chuyển vật sáng dọc theo xy lại gần Tkính đoạn 10cm ảnh vật AB lúc cao gấp lần vật Hỏi ảnh AB trường hợp ảnh ? Tính tiêu cự f vẽ hình minh hoạ ? B L1 (M) B x y A O A O1 O2 L2 b)Thấu kính L cắt ngang qua quang tâm thành hai nửa tkính L & L2 Phần bị cắt L thay gương phẳng (M) có mặt phản xạ quay L Khoảng cách O1O2 = 2f Vẽ ảnh vật sáng AB qua hệ quang số lượng ảnh AB qua hệ ? ( Câu a b độc lập ) Hai vật sáng A1B1 A2B2 cao h đặt vng góc với trục xy ( A & A2 ∈ xy ) hai bên thấu kính (L) Ảnh hai vật tạo thấu kính vị trí xy Biết OA1 = d1 ; OA2 = d2 : 1) Thấu kính thấu kính ? Vẽ hình ? 2) Tính tiêu cự thấu kính độ lớn ảnh theo h ; d1 d2 ? 3) Bỏ A1B1 đi, đặt gương phẳng vng góc với trục I ( I nằm phía với A2B2 OI > OA2 ), gương quay mặt phản xạ phía thấu kính Xác định vị trí I để ảnh A2B2 qua Tk qua hệ gương - Tk cao ? HD :a/ B’2 ( Hãy bổ sung hình vẽ cho đầy đủ ) B1 B2 I F A1 F’ A’2 A2 A’1 O B’1 • Xét cặp tam giác đồng dạng F’A’1B’1 F’OI : ⇒ (d’ - f )/f = ⇒ d = 3f • Xét cặp tam giác đồng dạng OA’1B’1 OA1B1 : ⇒ d1 = d’/2 ⇒ d1 = 3/2f Khi dời đến A2B2 , lý luận tương tự ta có d2 = f/2 Theo đề ta có d1 = 10 + d2 ⇒ f = 10cm b) Hệ cho ảnh : AB qua L cho A1B1 qua L2 cho ảnh ảo A2B2 AB qua L2 cho ảnh A3B3 Khơng có ảnh qua gương (M) Bài 6: Một vật đoạn thẳng sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ (điểm A nằm trục chính) cho ảnh thật A1B1 cao 1,2 cm Khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm thấu kính 20 cm Dịch chuyển vật đoạn 15 cm dọc theo trục thu ảnh ảo A2B2 cao 2,4 cm Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước dịch chuyển tìm độ cao vật B L B A B A I 0 A F A O B * Trước dịch chuyển vật: AB 1,2 OA 1 - ΔOA1B1 : ΔOA B0 ⇒ A B = h = OA 0 ⇒ - ΔFOI : ΔFA1B1 (1) A1B1 FA1 OA1 - OF = = OI OF OF (2) - Do A B0 = OI = h 1,2 OA OA - OF OF f 20 1 = = nên từ (1) (2) ⇒ h = OA = = OF OA OF d f d - 20 0 * Tương tự, sau dịch chuyển đến vị trí : A B2 2,4 OA = = AB h OA A B2 FA FO + OA ⇒ = = OI FO OF - ∆OAB : ∆OA B2 ⇒ - ΔFOI : ∆FA B2 (*) (3) (4) - Từ (3) (4) ta có : 2,4 OA FO + OA FO 20 20 = = = = = h OA FO FO - OA 20 - (d - 15) 35 - d (**) * Giải hệ phương trình (*) (**) ta có : h = 0,6 cm ; d = 30 cm * GV lưu ý cho HS Nắm công thức vật lý, hệ thức tam giác đồng dạng, dùng phép toán để biến đổi hệ thức, biểu thức Phần phần cốt lỗi để giải tốn quang hình học, nên số HS yếu tốn hình học GV thường xuyên nhắc nhở nhà rèn luyện thêm phần Một số HS nêu tam giác đồng dạng, nêu số hệ thức biến đổi suy đại lượng cần tìm Hướng dẫn HS vận dụng lí thuyết vào tập có tính chất mở rộng nâng cao, tập đòi hỏi suy luận logic *Vẽ ảnh vật ảo: (d < 0) Vật ảo vật đặt phía bên thấu kính theo đường truyền ánh sáng Đây phần mở rộng thêm cho học sinh để tăng khả sâu xắc tạo ảnh qua thấu kính + Đối với thấu kính hội tụ: - Vật ảo qua thấu kính hội tụ ln cho ảnh thật - Vật ảo nằm tiêu điểm (d > f): - Vật ảo nằm tiêu điểm (d < f): I B’ F’ B’ B B F O A’ F’ F A O A A’ + Đối với thấu kính phân kỳ: - Vật ảo nằm tiêu điểm (d = f)): Cho ảnh vơ - Vật ảo nằm ngồi tiêu điểm (d > f): - Vật ảo nằm tiêu điểm (d < f): Cho ảnh ảo ngược chiều Cho ảnh thật chiều lớn vật B A’ B’ F’ B O F A F’ O A A’ F B’ - Bổ sung khái niệm trục phụ: - Độ phóng đại ảnh: K= A'B' d' f =- =AB d d-f (3) • Vật ảnh chiều (vật thật, ảnh ảo vật ảo, ảnh thật): K>0 • Vật ảnh ngược chiều (vật thật, ảnh thật vật ảo, ảnh ảo): K