Tieâu dieän phuï Tiêu diện vật : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm vaät F Tiêu diện ảnh : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm aûnh chính F’ Tieâu [r]
(1)TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Tieát : Baøi 06 - 07 THAÁU KÍNH MOÛNG I MUÏC TIEÂU : Cần nắm vững các điểm sau Caáu taïo cuûa thaáu kính Phân loại thấu kính : Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì Các yếu tố thấu kính (đường kính độ, quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu điểm, độ tụ) Ñieàu kieän cho aûnh roõ cuûa thaáu kính Phân biệt khác tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự hai loại thấu kính Nắm đường tia sáng qua hai loại thu kính (đối với các tia dặc biệt với các tia bất kì) và tạo ảnh vật cho thaáu kính Hiểu quang sai : cầu sai – biến dạng ảnh Biết cách vẽ đường tia sáng qua hia loại thấu kính Bieát xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ caùc tia saùng Biết vận dụng các công thức trên để xác định vị trí vật(hay ảnh), tính độ phóng đại ảnh và độ tụ thấu kính Nhận các điểm giống và các điểm khác vẽ đường tia sáng qua hia loại thấu kính II PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề … III THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : - Một kính lúp ; Một hai tem - Ba thaáu kính hoäi tuï (hai maët loài , maët loài – maët loõm , maët loài – maët phaúng ) - Ba thaáu kính phaân kì (hai maët loõm , maët loõm – maët loài, maët loõm – maët phaúng ) GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -1 /15 (2) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 IV TIEÁN TRÌNH GIAÛNG DAÏY Phaàn laøm vieäc cuûa Giaùo Vieân Phaân phoái thời gian Noäi dung ghi baûng Kieåm tra baøi cuõ vaø kieán thức cũ liên quan với bài (5’) Nghieân cứu bài Tổ chức , điều khiển I Ñònh nghóa Định nghĩa Thấu kính là khối suốt, giới hạn hai mặt cầu mặt phẳng và maët caàu Phân loại : Thaáu kính meùp moûng goïi laø thaáu kính hoäi tuï GV : ĐỖ HIẾU THẢO Ghi chuù Kiểm tra và đánh giá CÂ1U Tạo , đường củatia sáng qua lăng kính Công thức lăng kính Bieán thieân goùc leäch theo goùc Trả lời câu hỏi ,làm bài tập 1,2,3,4,5trang 33 SGK Thaáu kính meùp daøy goïi laø thaáu kính phaân kì Hoạt đông học sinh Cho HS xem moät kính luùp hoûi HS coâng duïng cuûa kính luùp Cho HS bieát kính luùp là loại kính hội tụ Yeâu caàu quan saùt hình daïng cuûa thaáu kính naøy HS ñöa moät ÑN cho thaáu kính Sửa lại bổ sung các ĐN HS Giới thiệu mô hình ,nêu định nghĩa caùch toång quaùt Cho HS quan sát loại thấu kính và đề nghị nhận xét điểm giống và khác các loại thấu kính Gợi ý cho HS đưa cách phân loại thấu kính Đưa cách phân loại và Định nghĩa các yeáu toá cuûa thaáu kính giaûi thích taïi laáy bán kính mặt phẳng là vô cực Giaûi thích cho hoïc sinh taïi thaáu kính mép mỏng gọi là thấu kính hội tụ, thấu kính mép dày gọi là thấu kính phaân kì Lop11.com Quan sát và trả lời Nhoùm hoäi yù vaø ñöa ñònh nghóa Ghi nhớ Quan sát và ghi nhớ Nhoùm quan saùt ,thaûo luaän vaø cho yù kieán Thoáng nhaát choïn yù kieán chung Ghi nhớ VAÄT LYÙ PB 11: 06 -2 /15 (3) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Ñònh nghóa caùc yeáu toá cuûa thaáu kính - R1, R2 : Bán kính các mặt cầu (mặt phẳng coi là có bán kính vô cực) - C1C2 : Trục chính , là đường thẳng nối các tâm hai mặt cầu (hoặc qua tâm mặt câu và vuông góc với mặt phẳng) - : Quang taâm thaáu kính (O laø ñieåm maø truïc chính caét thaáu kính) - : Trục phụ Đường thẳng bất kì qua quang tâm O - gọi là đường kính mở hay đường kính độ - Ta chæ xeùt caùc thaáu kính moûng vaø khoâng khí Tính chaát cuûa quang taâm Moät tia saùng baát kì qua quang taâm thì truyeàn thaúng Điều kiện để cóảnh rõ nét điều kiện tương điểm Các tia sáng tới thấu kính phải lập góc nhỏ với trục chính Trong điều kiện này ứng với điểm vật có moät ñieåm aûnh roõ neùt GV : ĐỖ HIẾU THẢO GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Neâu tính chaát cuûa quang taâm vaø ñieàu kiện để có ảnh rõ nét Chuù yù : ñaây laø ñieàu kieän quan troïng Để có điều kiện này ta có thể làcách nào ? GV : Bằng bìa chắn sáng, trên đó có đục lỗ thủng tròn, đặt trước thaáu kính Trong trường hợp này, đường kính độ đường kính lỗ tròn Nghĩa là Ghi nhớ Thu nhỏ đường kính độ thấu kính (Cáh này dùng cho gương HS : ta có thể giới hạn caàu ) chùm tia tới thấu kính Caù nhaân suy nghæ vaøghi nhớ Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -3 /15 (4) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI II Tiêu điểm.Tiêu diện.Tiêu cự Tieâu ñieåm aûnh chính - Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác định tiêu điểm aûnh chính - Tieâu ñieåm aûnh chính : Vò trí cuûa ñieåm saùng treân truc chính chùm tia tới song song ới trục chính Giao điểm các tia ló (hay đường kéo dài các tia ló ) chùm tia tới song song ới trục chính Kí hiệu : F’ - Vò trí tieâu ñieåm aûnh chính Thaáu kính hoäi tuï : Naèm phía tia loù Tieâu ñieåm aûnh chính Thí nghieäm GV : Tieán haønh thí nghieäm Chieáu moät chùm tia sáng song song với trục chính tới moät thaáu kính hoäi tuï (caùch ñôn giaûn nhaát laø dùng thấu kính này để hứng chùm sáng song song từ mặt trời) Dùng màn E để hứng chùm sáng ló Haõy nhaän xeùt hình aûnh treân maøn GV: Haõy nhaän xeùt hình aûnh treân maøn tieáp tuïc cho di chuyeån maøn E GV: Vị trí điểm sáng này gọi là tiêu điểm ảnh chính F’, thường gọi tắt là tiêu ñieåm aûnh Làm thí nghiệm với thấu kính phân kì Với thấu kính phân kì, tiêu điểm ảnh F’ nằm phía tia tới GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Quan saùt vaø nhaän xeùt HS :Ta vệt sáng hieän treân maøn E HS : Coù moät vò trí ñaët bieät luùc naøy veät saùng nhoû vaø saùng nhaát Ghi nhớ Quan saùt vaø nhaän xeùt Khoâng coù ñieåm saùng treân maøn E Thấu kính phân kì : Nằm phía tia tới GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -4 /15 (5) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Tieâu ñieåm vaät chính - Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác định tiêu điểm vaäït chính - Tieâu ñieåm vaät chính (tieâu ñieåm vaät) : Vò trí cuûa nguồn sáng điểm để có chùm sáng ló song song với trục chính Giao điểm các tia tới (hay đường kéo dài các tia tới) chùm tia ló song song ới trục chính Vị trí tieâu ñieåm vaät chính Thấu kính hội tụ : Nằm phía tia tới GV : ĐỖ HIẾU THẢO Tieâu ñieåm vaät chính Thí nghieäm GV : Ñaët moät nguoàn saùng ñieåm treân truïc ch1nh thấu kính hội tụ và hứng chuøm saùng loù treân moät maøn aûnh E Caùc em haõy di chuyeån nguoàn saùng ñieåm naøy doïc theo truïc chính vaø tìm xem coù vò trí nào vệt sáng tròn trên màn E có đường kính đường kính độ thấu kính khoâng ? GV : Muốn có hình ảnh đó thì chùm sáng loù phaûi nhö theá naøo ? GV : Ta coù theå kieåm tra laïi ñieàu naøy baèng caùch ñi chuyeån maøn E xa hay laïi gaàn thấu kính, ta thấy kích thước vệt sáng trên màn E không đổi.Vị trí nguồn sáng điểm để có chùm sáng ló song song với trục chính trên gọi là tieâu ñieåm vaät chính, hay goïi taét laø tieâu điểm vật thấu kính, kí hiệu là F GV : Tiến hành với thấu kính phân kì , chiếu tới thấu kính chùm tia hội tụ , cho HS di chuyển thấu kính đến tìm vị trí vệt sáng tròn trên màn E có đường kính đường kính độ thaáu kính GV : Đó chính là tiêu điểm vật ch1nh hay goïi taét laø tieâu ñieåm vaät cuûa thaáu kính phaân kì Lop11.com GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Thực thí nghiệm quan saùt Ta thaáy xuaát hieän moät vò trí veät saùng troøn treân maøn E có đường kính đường kính độ thaáu kính HS :Khi đó chùm sáng ló laø chuøm song song Ï Quan sát và ghi nhớ HS : Ta tìm vị trí F treân truïc chính cuûa điểm hội tụ để chùm tia lo khoûi thaáu kính chuõng là thủm tia song song với truïc chính Ñieåm F naèm cùng phia với chùm tia ló VAÄT LYÙ PB 11: 06 -5 /15 (6) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Thaáu kính phaân kì : Naèm phía tia loù Chuù yù : Caùc ñònh nghóa veà F vaøF’ aùp duïng cho hai loại thấu kính hội tụ lận phân kì Quan sát và ghi nhớ Tiêu điểm F và F’ đối xứng với qua quang tâm 3) Tieâu dieän Tieâu dieän phuï Tiêu diện vật : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm vaät F Tiêu diện ảnh : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm aûnh chính F’ Tieâu ñieåm vaät phuï : Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï baát kì với tiêu diện vật Tieâu ñieåm aûnh phuï.: Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï baát kì với tiêu diện ảnh Chiếu chùm tia song song với trục phụ thì caùc tia loù seõ caét taïi ñieåm F’1 ( Tieâu ñieåm aûnh phu)ï Neáu ñaët moät nguoàn saùng ñieåm (hay moät ñieåm saùng ảo ứng với tiêu điểm phụ F’1 thì chùm tia saùng loù khoûi thaáu kính laø moät chuøm tia song song với trục phụ ï GV : ĐỖ HIẾU THẢO GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Tieâu dieän Tieâu dieän phuï GV : Minh hoạt hình vẽ Giới thiệu teân goïi caùc thaønh phaàn ñaëc bieät cuûa thaáu kính Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -6 /15 (7) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Ghi nhớ * Tiêu cự III Tiêu cự Thoâng baùo Định nghĩa : Tiêu cự là độ dài đại số ,được kí hiệu f, GV : Nêu định nghĩa , công thức có trị số tuyệt đối khoảng cách từ các tiêu điểm tới Chú ý : Qui ước dấu quang taâm thaáu kính Công thức : |f| = OF = OF’ (6.1) Quy ước : f > với thấu kính hội tụ f <0 với thấu kính phân kì GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -7 /15 (8) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Trình bày các bước vẽ Đường tia sáng qua thấu kính Caùc tia ñaëc bieät Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm ảnh chính F’ Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính Tia tới qua tâm O thì thẳng Cách vẽ tia ló ứng với tia tới bất kì Xét tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo caùc caùch sau: a Caùch 1: - Vẽ trục phụ song song với tia tới SI - Veõ tieâu dieän aûnh, caét truïc phuï noùi treân taïi moät tieâu dieän phuï laø F’1 - Từ I vẽ tia ló qua F’1 GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Ghi nhớ Yeâu caàu HS traû lới câu hoûi H1 VAÄT LYÙ PB 11: 06 -8 /15 (9) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 b Caùch 2: - Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tiêu điểm vật phuï laø F1 - Veõ truïc phuï ñi qua F1 - Vẽ tia ló song song với trục trên GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -9 /15 (10) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 IV Xác định ảnh cách vẽ đường tia sáng Xác định ảnh cách vẽ đường tia sáng Xét vật nhỏ, phẳng AB đặt vuông góc với trục chính Giả sử A trên trục chính - Trước hết, xác định ảnh B’ - Để xác định ảnh B’, từ B vẽ đường tia sáng hai caùc tia ñaëc bieät Aûnh B’ laø giao ñieåm cuûa caùc tia loù Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính, ta ta ảnh A’B’ vật AB Aûnh cuûa moät vaät qua thaáu kính hoäi tuï Khi vật A1B1 ngoài tiêu điểm, ảnh A’1B’1 là ảnh thật ngược chiều Khi vật A2B2 tiêu điểm, ảnh A’2B’2 là ảnh ảo, cuøng chieàu Khi vật tiêu điểm, ảnh vô cực Ghi nhớ GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -10 /15 (11) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 V Độ tụ Ñònh nghóa Độ tụ là đại lượng dùng để xác định khả làm hoäi tuï chuøm tia nhieàu hay ít Công thức : D f Đơn vị : điôp (với tiêu cự f tính met) Qui ước dấu : Với thấu kính hội tụ, D > Với thấu kính phân kì, D < Công thức tính độ tụ thấu kính Công thức D 1 (n 1) f R R Trong đó, n : chiết suất tỉ đối vật liệu làm thấu kính môi trường xung quanh thấu kính R1, R2 : Baùn kính cuûa caùc maët thaáu kính, Thoâng tin Nhaán maïnh yù nghóa Chu ùyù: - Qui ước dấu - Mối tương quan hai đa lượng f vàĐ - n là chiết suất tuyệt đối thấu kính , neáu thaáu kính naèm moâitröôg khoâng phải là không khí thì n là chiết suất tỉ đối thấu kính với môi trươg ngoài Ghi nhớ Quy ước : R1, R2 > với các mặt lồi, GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -11 /15 (12) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 R1, R2 < với các mặt lõm, R1 (hay R2) = với mặt phẳng YÙù nghóa : Độ tụ D càng lớn khả hội tụ chùm tia sáng qua thaáu kính caøng maïnh Thấu kính phân kì có độ tụ âm VI.Công thức thấu kính Để thành lập công thức liên hệ các vị trí vật và ảnh, ta xét trường hợp vật thật, ảnh thật trên Xét các tam giác đồng dạng BIJ và FOJ, ta có : OJ OF IJ IB Xét các tam giác đồng dạng B’IJ và F’OJ, ta có : OI OF' JI JB' cộng hai phương trình vế với vế, ta được: OJ OI OF OF' JI IB JB Để lập công thức liên hệ các độ lớn ảnh và vật ta chia vế với vế hai phương trình đầu tiên trên, ta : Maø OJ + OI = JI, suy : OF OF' 1 hay OF' IB JB' IB JB ' 1 OA OA' OF' 1 hay OA OA' OF' 1 Để lập công thức liên hệ các độ lớn ảnh và vật ta chia vế với hai phương trình đầu tiên trên, ta : GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -12 /15 (13) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 OJ JB' OI IB A' B' OA' suy AB OA Để tổng quát hoá các công thức trên, ta thay các khoảng cách hình học các trị đại số với quy ước sau : OA d ; OA’ d’ ; OF f d > với vật thật, d’ > với ảnh thật, f > với thấu kính hội tụ f < với thấu kính phân kì d < với vật ảo d’ < với ảnh ảo Ta các công thức tổng quát sau, áp dụng cho trường hợp, cho hai loại thấu kính hội tụ và phân kì d d' HS hợp tác f Độ phóng đại định nghĩa là : k ta coù A' B' AB k d' d Chuù yù : Neáu aûnh vaø vaät cuøng chieàu, k > Laøm baøi taäp aùp duïng vaø so saùnh keát quaû với cách vẽ Nếu ảnh và vật ngược chiều, k < GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -13 /15 (14) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI VII Quang sai a Caàu sai Cầu sai xảy là chùm tia tới thấu kính không thỏa maõn ñieàu kieän töông ñieåm Xét chùm tia rông, từ nguồn điểm S, tới thaáu kính hoäi tuï Caùc tia gaàn truïc, sau qua thaáu kính hội tụ điểm S’, các tiaở mép chùm tia hoäi tuï taïi ñieåm S’’ gaàn quang taâm hôn (hình 6.24) Caùc tiaở khoảng hội tụ các điểm nằm khoảng S’S’’ Như chùm tia ló, ứng với chùm tia tới xuất phát từ điểm S, không cắt cùng điểm aûnh, neân aûnh seõ khoâng roõ neùt Nếu hứng ảnh S lên màn E, ta hình tròn sáng, kích thước hình tròn sáng này nhỏ K Với thấu kính phân kì, các tia sáng gần mép thấu kính bò phaân kì maïnh hôn, cho aûnh taïi S’’, saùc tiañi gaàn truïc cho ảnh S’ Ta nhiều điểm ảnh trên đoạn saùng coù chieàu daøi S’S’’ b Sự biến dạïng ảnh Là tượng quang sai độ phóng đại sủa thấu kính không điều các tia sáng gần trục hay xa truïc cuûa thaáu kính GV : ĐỖ HIẾU THẢO GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Cho theâm vaøi thí duï Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -14 /15 (15) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 VIII Uùng duïng cuûa thaáu kính máy ảnh, óng nhòm kính lúp (để quan sát các vật nhỏ), kính hiển vi (để quan sát các vi thể), kính thiên văn (để quan sát các thiên thể),kính tụ quang các đèn chieáu, duïng cuï ño quang hoïc… nhaèm bieán chuøm tia saùng phaân kì thaønh chuøm song song Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’) Yeâu caàu nhaéc laïi : Nhaán maïnh caùc noäi dung quan troïng Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” Kính lúp “ GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 06 -15 /15 (16)