skkn hướng dẫn làm kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thông

c SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Thống Nhất A Mã số: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN LÀM KÍNH THIÊN VĂN KHÚC XẠ ĐƠN GIẢN DÙNG CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG Người thực hiện: TRẦN VĂN MINH Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học môn:  - Lĩnh vực khác: Làm đồ dùng dạy học mơn vật lý  Có đính kèm: Các sản phẩm in SKKN  Mơ hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác GV: Trần Văn Minh Trang Năm học: 2011 - 2012 I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong trình giảng dạy vật lý trường phổ thơng tơi nhận rằng: có số kiến thức vật lý thầy cô giáo diễn tả cho học sinh hiểu rõ thơng qua lời nói mà phải biểu diễn dạng thí nghiệm Khi tiến hành thí nghiệm hướng dẫn em làm thí nghiệm mục đích giúp em hiểu có hứng thú việc học vật lý, đồng thời thơng qua giúp em tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học Nhưng điều kiện kinh tế nay, trường học đáp ứng đầy đủ dụng cụ thí nghiệm giảng dạy cho giáo viên Vì ngành giáo dục khuyến khích giáo viên phải chủ động sáng tạo việc dạy học, tự tạo dụng cụ dạy học để phục vụ cho nhu cầu giảng dạy thân giúp đỡ nhu cầu giảng dạy đồng nghiệp Là giáo viên trẻ ý thức việc cố gắng sử dụng tối đa thí nghiệm có nhà trường để phục vụ cơng tác giảng dạy, đồng thời tìm hiểu để tạo thí nghiệm phục vụ cho cơng tác giảng dạy thân giúp ích phần cho đồng nghiệp Với lí đó, đề tài xin đề cập đến việc hướng dẫn chế tạo kính thiên văn khúc xạ dùng trường phổ thông GV: Trần Văn Minh Trang2 II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Cơ sở lý luận Chế tạo kính thiên văn khúc xạ khơng phải đề tài mẻ nhà khoa học thật trở nên lạc hậu nhắc đến việc tạo kính thiên văn trường phổ thơng Kính thiên văn biết đến từ nhiều kỉ trước, lúc người biết chế tạo dụng cụ để quan sát vẻ đẹp huyền ảo bầu trời Một kính thiên văn khúc xạ nhà bác học Galileo (1564 – 1642) chế tạo Với tiến ngày khoa học kỹ thuật, ngày người ta biết đến loại kính thiên văn như: kính thiên văn khúc xạ, kính thiên văn phản xạ, kính thiên văn vơ tuyến, kính thiên văn hồng ngoại Ngày nay, đất nước có khoa học tiên tiến kinh tế phát triển việc học sinh phổ thông sử dụng kính thiên văn quan sát bầu trời phát tiểu hành tinh điều phổ biến Đó điều mơ ước có lẽ khơng thân tơi mà cịn nhiều người đam mê môn học vật lý giảng dạy trường phổ thông đất nước Tôi rằng, em học sinh lớp 11 học xong “kính thiên văn” muốn nhìn qua kính thiên văn để thấy “vẻ đẹp” Mặt Trăng mà họ thường nhìn thấy mắt thường điều giúp em hiểu sâu cấu tạo kính thiên văn khúc xạ, đồng thời thích thú việc học mơn vật lý Đã có nhiều em học sinh học xong kính thiên văn hỏi tơi câu hỏi “ thầy tổ chức buổi hướng dẫn tạo kính thiên văn khúc xạ?” Một câu hỏi tưởng chừng dễ lại khó trả lời Vì kiến thức tơi có đụng đến kính thiên văn đừng nói đến tạo chúng Từ tơi tự tìm hiểu thêm sách vở, lên mạng tìm hiểu xem người ta bán kính thiên văn đâu, hình thù thực tế nào? Giá thành bao nhiêu? GV: Trần Văn Minh Trang3 Tôi thành công việc tìm hiểu kính thiên văn, quan sát bầu trời qua kính thiên văn giá thành kính thiên văn khơng rẽ tí nào, rẻ mà tạm dùng có giá khoảng 1,5 triệu đồng, điều khơng phù hợp với điều kiện học sinh Sau tơi tiếp tục tìm hiểu tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thông có giá khoảng 200 ngàn đồng Trong năm học 2011 – 2012 vừa qua, cho em học sinh tự tạo cho kính thiên văn khúc xạ đơn giản quan sát Mặt Trăng tùy theo khả học sinh thời điểm quan sát kính thiên văn quan sát Hỏa, Mộc Lý thuyết kính thiên văn khúc xạ a Nguyên tắc cấu tạo kính thiên văn Kính thiên văn dụng cụ quang học dùng để bổ trợ cho mắt để quan sát thiên thể cách xa Trái đất, giúp mắt nhìn ảnh thiên thể góc trơng lớn nhiều lần so với góc trơng trực tiếp Vì ngun tắc cấu tạo kính thiên văn cần đáp ứng nhu cầu sau: + Trước hết, kính phải tạo ảnh thật thiên thể vị trí gần mắt + Sau đó, kính nhìn ảnh thật góc trơng lớn nhiều lần so với góc trơng trực tiếp b Ngun tắc cấu tạo kính thiên văn khúc xạ Có nhiều loại kính thiên văn: kính thiên văn khúc xạ, kính thiên văn phản xạ, kính thiên văn vơ tuyến, kính thiên văn hồng ngoại, kính thiên văn tử ngoại Trong phần đề tài này, đề cập đến kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh trường phổ thơng Kính thiên văn khúc xạ, người ta dùng thấu kính để nhận ánh sáng từ vật chiếu đến Cấu tạo kính thiên văn khúc xạ từ hai thấu kính hội tụ thấu kính hội tụ thấu kính phân kì GV: Trần Văn Minh Trang4 Trong chương trình phổ thơng, đề cập đến kính thiên văn khúc xạ cấu tạo hai thấu kính hội tụ phần đề tài đề cập đến vấn đề c Cấu tạo cách ngắm chừng kính thiên văn khúc xạ - Bộ phận chủ yếu kính thiên văn khúc xạ thường dùng gồm hai thấu kính hội tụ Vật kính có tiêu cự lớn (f 1), thị kính có tiêu cự nhỏ (f 2) Hai kính lắp đồng trục hai đầu ống hình trụ Khoảng cách chúng thay đổi Độ dài kính: O1O2 = f1 +f2 - Ngắm chừng: Muốn ngắm chừng ảnh giới hạn nhìn rõ mắt , cần điều chỉnh thị kính đến gần hay xa vật kính cho ảnh nằm giới hạn nhìn rõ mắt d Số bội giác kính thiên văn khúc xạ ngắm chừng vô cực G  f1 f Nếu G >10 lần nhìn miệng hố mặt trăng, với G khoảng 30 lần tương đương với kính thiên văn Galileo nhìn thấy dạng hành tinh Thổ tinh Mộc tinh Nội dung, biện pháp thực đề tài Sau tơi trình bày bước để tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thông a Chuẩn bị dụng cụ - Vật kính: Ta có dùng trịng kính bán tiệm mắt kính để làm vật kính Khi mua ta yêu cầu thợ kính bán cho phơi kính (kính chưa mài) +1 điốp nghĩa có tiêu cự 100 cm Chú ý mua loại kính thủy tinh, đường kính thường 16,5 cm (ít có loại lớn hơn), khơng mua loại kính nhựa làm cho chất lượng vật kính khơng tốt Giá khoảng 30.000 đồng GV: Trần Văn Minh Trang5 - Thị kính: Đây dụng cụ khó tìm thị kính thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ Theo tơi thấy lấy từ máy chụp hình bị hư, kính hiển vi bị hư sử dụng kính lúp soi vải có tiêu cự nhỏ Nhưng qua tìm hiểu tơi thấy máy chụp hình kính hiển vi khó tìm chất lượng kính lấy từ hai loại tốt Riêng kính soi vải tơi thấy có bán tiệm sách lớn thành phố Hồ Chí Minh với giá khoảng 40.000 đồng/cái có tiêu cự khoảng 2,5cm Vì cơng lên thành phố Hồ Chí Minh bạn nên ghé vào địa 28 Đinh Tiên Hồng, Quận Bình Thạnh để chọn cho thị kính vừa ý với giá 50.000 đồng ( địa nơi bán kính thiên văn đủ loại với giá 1,5 triệu đồng/cái) Vậy xong hai phận quan trọng Bây ta mua thêm số vật dụng dễ tìm thấy tiệm vật liệu xây dựng - ống tăng bậc 60 – 90 - ống PVC phi 60 làm thân kính: khoảng 0,5m - ống chữ T cho ống phi 60 - ống giảm bậc từ 60 34 - ống PVC phi 34: 30 cm - ống PVC phi 27: 30 cm - hộp đất sét (mua tiệm sách) - cưa Giá tiền tồn thứ tơi mua khoảng 50 ngàn b Hướng dẫn làm kính thiên văn khúc xạ đơn giản GV: Trần Văn Minh Trang6 * Ráp ống kính: + Bước 1: Dùng tay quét đất sét lên mặt ống tăng bậc 60 – 90, sau gắn vật kính vào quét thêm lớp đất sét để giữ vật kính cố định Bạn khơng phải lo vật kính bị rớt ngồi đất sét giữ chặt vật kính GV: Trần Văn Minh Trang7 + Bước 2: Gắn ống tăng bậc có vật kính vào ống phi 60 Để cho tháo di chuyển cách gọn nhẹ mau chóng ta nên dùng cưa cắt ngắn phần ống kính sau nối ống thẳng ống chữ T Trong phần nối ống chữ T để thuận tiện cho việc làm giá đỡ kính GV: Trần Văn Minh Trang8 + Bước 3: Gắn ống giảm bậc từ 60 34 vào ống thân kính + Bước 4: Cắt khoảng 30 cm ống PVC phi 34 phi 27, sau lồng vào cho vào ống giảm bậc có đầu phi 34 + Bước 5: Gắn thị kính vào ống phi 27 cách hơ nóng đầu ống 27 Như ta hoàn thành xong phần ống kính Để kiểm tra việc lắp ráp có thành cơng hay khơng bạn nên dùng phần ống kính vừa ráp xong quan sát số GV: Trần Văn Minh Trang9 xa Bạn di chuyển thị kính đến vị trí thích hợp thấy hình ảnh rõ bạn thành cơng đấy, cịn chưa rõ bạn cần phải điều chỉnh chiều dài ống kính (khoảng cách từ vật kính đến thị kính phải f1+f2, dụng cụ khoảng cách 102,5 cm) * Ráp chân kính Đây phần mà người ráp khác nhau, tùy theo sở thích kinh phí có Nếu bạn có chân kính máy ảnh thật hồn hảo (mua khó đắt), khơng bạn tự chế tạo chân kính để đặt kính lên quan sát Với tơi, tơi giữ quan điểm tạo kính thiên văn khúc xạ giá rẽ, dễ di chuyển, sử dụng hoàn tồn ống nhựa Bạn tham khảo cách tạo chân đế sau: + Chuẩn bị: 4m ống phi 49, ống chữ T phi 60, ống chữ T phi 49, co đổi chiều vng góc phi 49 + Lắp ráp bước theo hình vẽ sau: + Bước 1: Cắt hai đoạn nhỏ phi 60 để gắn vào ống chữ T phi 60 GV: Trần Văn Minh Trang10 + Bước 2: Cắt đoạn phi 49 để lồng vào ống chữ T cho vừa đủ Làm cơng việc để giúp kính quay lên xuống + Bước 3: Sau lồng vào ống chữ T gắn vào hai đầu ống thẳng phi 49 hai co đổi chiều vng góc GV: Trần Văn Minh Trang11 + Bước 4: Cắt hai đoạn phi 49 có chiều dài khoảng 1m để gắn vào hai co đổi chiều Phía đầu cịn lại gắn ống chữ T 49 GV: Trần Văn Minh Trang12 + Bước 5: Gắn ống kính vào chân đế Giới thiệu thêm hình dáng kính thiên văn khúc xạ tạo sử dụng GV: Trần Văn Minh Trang13 GV: Trần Văn Minh Trang14 III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Qua việc tiến hành hướng dẫn em tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản nhận thấy rằng: + Các em hào hứng hoạt động học tập này, mục đích việc giảng dạy giáo viên + Kế đến phần kiểm tra kiến thức, học sinh biết kính thiên văn khúc xạ tạo hệ hai thấu kính hội tụ đặt đồng trục mà trước em mơ hồ việc để hai thấu kính đặt đồng trục với + Một điều khó hiểu khó nhớ lý thuyết kính thiên văn khúc xạ với cấu tạo hai thấu kính hội tụ là: ảnh tạo kính ảnh ảo ngược chiều với vật, điều khắc phục thông qua việc em quan sát qua kính thiên văn thấy ảnh vật bị đảo ngược Như thông qua hoạt động tơi vừa giúp giảng dễ dàng hơn, giúp em dễ hiểu hơn, thích thú việc học tập đồng thời tạo đoàn kết, làm việc theo nhóm em IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Qua khảo sát giá kính thiên văn khúc xạ đơn giản có bán thị trường có giá thấp khoảng 1,5 triệu đồng/cái, tùy theo chất lượng kính Kính thiên văn khúc xạ tơi giới thiệu với chi phí khoảng 150.000 đồng ( tổ tạo ) chất lượng kính tốt phù hợp để phục vụ cho việc dạy học Tôi kiểm tra chất lượng kính, ta dùng kính để quan sát miệng núi lửa (hố) Mặt Trăng Trong đợt thực đề tài áp dụng cho lớp học mong muốn giáo viên tìm hiểu, để nhân rộng toàn trường, giúp em có hoạt động học tập bổ ích GV: Trần Văn Minh Trang15 Về mặt hạn chế, kính khúc xạ với thấu kính đơn có khuyết điểm bị sắc sai, để giảm sắc sai kính dùng bìa kht lỗ che bớt vật kính Dùng phương pháp sắc sai giảm đồng thời làm tối ảnh Rất khó khăn để chế tạo kính khúc xạ có chất lượng tốt lệ thuộc vào chất lượng thị kính vật kính tìm Do giáo viên nên tìm hiểu, nghiên cứu để chế tạo kính thiên văn phản xạ có chất lượng ảnh cao Để làm điều giáo viên cần có hỗ trợ kính phí từ nhà trường tạo kính thiên văn phản xạ tốn phức tạp Cuối tơi mong nhận góp ý từ q thầy đề tài để tơi hồn thiện việc tạo kính thiên văn , phục vụ công tác giảng dạy Xin chân thành cảm ơn! GV: Trần Văn Minh Trang16 V TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao – Bộ giáo dục đào tạo – Nhà xuất giáo dục – năm 2008 Sách giáo viên vật lý 11 nâng cao – Bộ giáo dục đào tạo – Nhà xuất giáo dục – năm 2008 GV: Trần Văn Minh Trang17 ... văn khúc xạ, kính thiên văn phản xạ, kính thiên văn vơ tuyến, kính thiên văn hồng ngoại, kính thiên văn tử ngoại Trong phần đề tài này, tơi đề cập đến kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học. .. hiểu tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thơng có giá khoảng 200 ngàn đồng Trong năm học 2011 – 2012 vừa qua, cho em học sinh tự tạo cho kính thiên văn khúc xạ đơn giản quan... tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thông a Chuẩn bị dụng cụ - Vật kính: Ta có dùng trịng kính bán tiệm mắt kính để làm vật kính Khi mua ta yêu cầu thợ kính bán cho phơi kính