Sáng kiến kinh nghiệm giải bài tập về kính lúp môn Vật lý 11

II – giải quyết vấn đề §Ó häc sinh cã kü n¨ng vËn dông kiÕn thøc vµo gi¶i quyÕt tèt bµi tËp vÒ kính lúp, trước hết cần trang bị cho học sinh cơ sở lý thuyết và kiến thức cơ bản vÒ kÝnh l[r]

sở giáo dục vàđào tạo nam định ********************* s¸ng kiÕn kinh nghiÖm gi¶i bµi tËp vÒ kÝnh lóp m«n : vËt lý khèi : 11 n¨m häc : 2008 - 2009 Lop11.com phòng giáo dục vàđào tạo nam định trường thpt giao thuỷ ********************* s¸ng kiÕn kinh nghiÖm gi¶i bµi tËp vÒ kÝnh lóp m«n : vËt lý khèi : 11 t¸c gi¶ : ph¹m tiÕn dòng đánh giá nhà trường Lop11.com I - Đặt vấn đề Bµi tËp vÒ kÝnh lóp lµ mét phÇn kiÕn thøc quan träng cña phÇn quang h×nh Nhìn chung kết cấu các đề thi môn vật lý kỳ thi có nội dung bài tập kính lúp Trong kết cấu chương trình thời gian phân bổ lượng lý thuyết bµi kh¸ hîp lý nh­ng néi dung bµi cßn nhiÒu bÝ Èn nªn häc sinh hiÓu ch­a thực sâu sắc tượng và thường bế tắc giải bài tập kính lúp §Ó häc sinh n¾m ch¾c kiÕn thøc, vËn dông thµnh th¹o vµ gi¶i c¸c bµi tËp cã liªn quan, cã høng thó häc tËp phÇn kiÕn thøc nµy Qua thùc tÕ gi¶ng d¹y vµ «n tËp cho häc sinh, n¾m v÷ng kiÕn thøc, hiÓu ®­îc râ nh÷ng khã kh¨n vµ sai lÇm thường mắc phải học sinh Tôi luôn suy nghĩ tìm biện pháp để giúp học sinh đễ hiểu, đễ nhớ, xoá mặc cảm, hoang mang lo sợ học sinh môn học còng nh­ phÇn kiÕn thøc nµy N©ng cao hiÖu qu¶ vËn dông lý thuyÕt vµo gi¶i bµi tập kính lúp Đồng thời qua đó phần tảng giải bài tập các dụng cụ quang häc kÝnh hiÓn vi vµ thiªn v¨n, cñng cè gi¶i bµi tËp vÒ söa tËt cña m¾t Trong chuyên đề này, tôi xin phép trình bày kinh nghiệm làm nào để học sinh nắm và hiểu sâu kiến thức kính lúp và các kiến thức có liên quan Chỉ các dạng bài tập các nội dung chính thường gặp các bài tập và hướng tới cách giải đơn giản Đồng thời tôi muốn đóng góp chút kinh nghiệm mình cùng đồng nghiệp trao đổi nâng cao hiệu giảng dạy m«n vËt lý vµ phÇn bµi tËp kÝnh lóp nãi riªng Lop11.com II – giải vấn đề §Ó häc sinh cã kü n¨ng vËn dông kiÕn thøc vµo gi¶i quyÕt tèt bµi tËp vÒ kính lúp, trước hết cần trang bị cho học sinh sở lý thuyết và kiến thức vÒ kÝnh lóp vµ kiÕn thøc cã liªn quan Chỉ nội dung kiến thức mà các bài toán thường đề cập từ đó phương ph¸p gi¶i tõng néi dung mµ bµi to¸n yªu cÇu A - C¬ së lý thuyÕt I – C¸c kiÕn thøc liªn quan C«ng thøc thÊu kÝnh 1 d'.f   d f d d' d' f k d' f  d'  d f M¾t * Điểm cực cận CC : Điểm gần trên trục chính mắt mà đặt vật đó mắt cßn nh×n râ ®­îc * Điểm cực viễn CV : Điểm xa trên trục chính mắt mà đặt vật đó mắt cßn nh×n râ ®­îc * Khoảng cách từ điểm cực cận CC đến điểm cực viễn CV gọi là giới hạn nhìn rõ cña m¾t * Góc trông vật : góc trông vật AB có dạng là đoạn thẳng đặt vuông góc víi trôc chÝnh cña m¾t, lµ gãc t¹o bëi hai tia s¸ng ®i tõ hai ®Çu A vµ B cña vËt qua quang t©m O cña m¾t B A'  B' Lop11.com O A  tan   AB  * N¨ng suÊt ph©n ly cña m¾t lµ gãc tr«ng nhá nhÊt  gi÷a hai ®iÓm mµ m¾t phân biệt hai điểm đó * Mắt nhìn vật điểm cực viễn không phải điều tiết, mắt tốt điểm cực viÔn ë v« cùc II – Lý thuyÕt vÒ kÝnh lóp §Þnh nghÜa KÝnh lóp lµ mét dông cô quang häc bæ trî cho m¾t viÖc quan s¸t c¸c vËt nhá Nã cã t¸c dông lµm t¨ng gãc tr«ng ¶nh b»ng c¸ch t¹o mét ¶nh ¶o lín h¬n vật nó nằm giới hạn nhìn rõ mắt Cấu tạo kính lúp đơn giản là thấu kÝnh héi tô cã tiªu cù ng¾n C¸ch ng¾m chõng ë ®iÓm cùc cËn vµ c¸ch ng¾m chõng ë cùc viÔn vµ ë v« cïng Muốn quan sát vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật khoảng từ tiêu điểm vật đến quang tâm kính để tạo ảnh ảo Đặt mắt sau kính quan sát ảnh ảo đó phải điều chỉnh vị trí vật kính để ảnh ảo này nằm từ CC đến CV mắt B1 B A2 O'  O F' F CC A1 A B2 d1  d'1 d2 d'2 H×nh Lop11.com CV * Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1 điểm cực cận mắt gọi là cách ngắm chừng cùc cËn * Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1 điểm cực viễn mắt gọi là cách ngắm chừng cực viễn, trường hợp mắt tốt điểm cực viễn vô cực gọi là cách ngắm chừng vô cùc Sè béi gi¸c cña kÝnh lóp Tû sè gi÷a gãc tr«ng ¶nh qua dông cô quang (  ) víi gãc tr«ng trùc tiÕp vËt (  ) vật đặt điểm cực mắt gọi là số bội giác (G) G  tan  ; V×  ,  nhá G = 0 tan  tan   AB ; § = OCC § B A' B' 0 O A CC H×nh Tõ h×nh vÏ vµ ta cã : tan   G A1 B AB  1' v× d'1  ' d1     d1 tan  A1B1 § f  d1' §   tan  AB -d1' f -d1' §.(f-d1' ) G §©y lµ c«ng thøc tæng qu¸t f.(-d1' ) ' §.(f-d1C ) '  k , v×   d1C * Khi ng¾m chõng ë cùc cËn : G C   § ' f.(-d1C ) * Khi ng¾m chõng ë cùc viÔn : G V  ' §.(f-d1V ) ' f.(-d1V ) Lop11.com ' * Khi ng¾m chõng ë v« cùc d1V  f  §  '   d   §   : G    1    f f  '    d1  * Trường hợp mắt đặt cách kính  = f, ta có G  § VËy ng¾m chõng ë f vô cùng và mắt đặt cách khính khoảng  = f thì số bội giác kính * Chú ý : 1) Các công thức trên Đ là khoảng thấy rõ ngắn mắt người quan s¸t 2) G  ký hiệu trên vành kính, ví dụ 2,5 ;  ; Đ người mắt tốt Đ = 0,25 (m) VÝ dô : 2,5  G   0,25  2,5  f(m)  0,25 : 2,5  0,1(m) f(m) B – Nh÷ng ®iÓm l­u ý gi¶i bµi tËp vÒ kÝnh lóp 1) Từ hình vẽ có sơ đồ tạo ảnh K m¾t AB   A1B1  A2B2 d1' d1 d2 (d'2  OC) a) Tìm vị trí đặt vật tức là tìm d1 ta xuất phát từ d2  d1'  d1 b) T×m ®iÓm cùc cËn hoÆc cùc viÔn tøc lµ ph¶i t×m d2 xuÊt ph¸t tõ d1  d1'  d2 =   d1' c) d1, d1' , d2 chØ cã d1' < cßn d1, d2 > 0, d'2  OV = h»ng sè §.(f-d1' ) 2) T×m sè béi gi¸c dùa vµo c«ng thøc tæng qu¸t G  f.(-d1' ) 3) T×m kho¶ng c¸ch ng¾n nhÊt gi÷a hai ®iÓm trªn vËt dùa vµo G G  AB .§  § ; 0  ; G=  AB  0 § AB G Lop11.com Khi ng¾m chõng ë CC th× GC lín nhÊt, ng¾m chõng kh«ng ph¶i ®iÒu tiÕt ph¶i lấy GV mắt tốt G  C – Mét sè bµi tËp vÒ kÝnh lóp Bài : Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 10cm và giới hạn nhìn rõ mắt 40cm Dùng kính lúp trên vành kính ghi 6,25 để quan sát vật Mắt đặt c¸ch kÝnh  Cho   2cm a) Tìm khoảng vật đặt trước kính b) §é béi gi¸c biÕn thiªn kho¶ng nµo c) BiÕt r»ng n¨ng suÊt ph©n li cña m¾t lµ 1’ = 10-4 (rad) H·y tÝnh kho¶ng c¸ch nhắn hai điểm trên vật để mắt phân biệt ảnh hai điểm đó qua kÝnh d) Tính độ bội giác kính vật đặt cách kính 3,5cm Tìm  = ? để G không phụ thuộc vào cách ngắm chừng Hãy tính độ bội giác Gi¶i OCC = 10cm , OCV = 50cm , f  25 25   (cm) G  6,25 BiÕt   2cm K m¾t AB   A1B1  A2B2 d1 d1' d2 (vâng m¹c) (d'2  OV) a) * Khi ng¾m chõng CC d2 = OCC = 10cm  d1' = – 10 = - 8cm d1' f d1  '  cm d1  f * Khi ng¾m chõng CV d2 = OCV = 50cm  d1' = – 50 = - 48cm Lop11.com  (cm)  d  3,69 (cm) b) GC =  d'C § f  d'C 10     dC f   d'C  § f  d'V 10  48   2,6 GV = f   d'V  48  2,6  G  c)   AB  ; G  0   OC C  OC C AB AB   AB  ; 0   ; G  AB G § OC  C  ABmin   th× Gmax = GC = ; ABmin = d) d'  3.10 4.10  10 3 (cm) d.f § f  d' 10  28  28cm ; G =   2,66 df f   d'  28 Ta cã G = hoÆc G = k § f  d' § ,   f  4cm  G   2,5 f   d' f § f § §f   d'   f  d1   d1f d1   f   f d1  f G kh«ng phô thuéc vµo d1 vµ chØ   f Bài : Một người dùng kính lúp có tụ D = 20diop quan sát vật nhỏ, mắt cách kÝnh   5cm Vật đặt trước kính, dịch vật trước kính thấy mắt nhìn rõ vật đó cách mắt 7,5cm  9,5cm Xác định giới hạn nhìn rõ mắt người GC , GV nhËn xÐt Gi¶i Sơ đồ tạo ảnh : K m¾t AB   A1B1  A2B2 d1 d1' d2 Lop11.com (d'2  OV) Do vËt c¸ch m¾t 7,5cm  9,5cm nªn vËt c¸ch kÝnh 2,5  4,5cm  2,5cm  d1  4,5cm d1  2,5cm  d1'  d1 f  5cm d1  f d2    d1'    10cm d2 = OCC = 10cm Víi d1 = 4,5cm  d1' = - 45cm d2    d1'  50cm d2 = OCV = 50cm VËy ®iÓm cùc cËn c¸ch m¾t 10cm, ®iÓm cùc viÔn c¸ch m¾t 50cm  d1'  2) GC = kC = d1 GV = k V OC C 45 10   ' d V   4,5 45  VËy GC = GV  G  OC C = h»ng sè (kh«ng phô thuéc vµo c¸ch ng¾m chõng) f    f  5cm Bài : Một người có OCC = 10cm ; OCV = 50cm Người này dùng kính lúp f = 5cm quan sát vật nhỏ, biết vật đặt cách mắt 9,5cm Hỏi phải đặt kính cách mắt bao nhiêu để ngắm chừng không phải điều tiết Gi¶i Sơ đồ tạo ảnh : K m¾t AB   A1B1  A2B2 d1 d1' d2 (d'2  OV) Người ngắm chừng không phải điều tiết A1B1 phải CV mắt 10 Lop11.com d2 = OCV = 50cm, d1'    50     50 d1 = 9,5 -  >    9,5cm d1 d1' (  50).(9,5  ) f   ' d1  d1   50  9,5      59,5  272,5     (tho¶ m·n) ;   54,5 (lo¹i) VËy   5cm III – kÕt luËn Bài tập kính lúp là tượng vật lý khẳng định có tính ứng dụng cña dông cô quang häc Bµi tËp vÒ kÝnh lóp gióp häc sinh hiÓu râ b¶n chÊt sù t¹o ¶nh vµ øng dông cã høng thó nghiªn cøu t×m hiÓu vÒ øng dông cña kÝnh lóp Qua thùc tÕ gi¶ng d¹y, n¾m v÷ng néi dung kiÕn thøc c¬ b¶n c¸c d¹ng c©u hái ¸p dông vµo bµi tËp khai th¸c néi dung kiÕn thøc vÒ kÝnh lóp nãi riªng Mçi chuyên đề tôi đã rút phương pháp cho loại trên sở lý thuyết, khai thác điều bí ẩn lý thuyết thường học sinh mắc phải và tìm biện pháp khắc phục để học sinh có hứng thí học môn vật lý nói riêng Thùc tÕ cho thÊy häc sinh häc rÊt hµo høng tiÕp thu vµ vËn dông vµo các bài tập đề cập đến kính lúp Trªn ®©y lµ kinh nghiÖm gi¶i bµi tËp kÝnh lóp gióp häc sinh cã thÓ vËn dông vµ gi¶i thµnh th¹o c¸c c©u hái bµi tËp, th¸o gì nh÷ng lo ng¹i cña häc sinh gặp loại toán này Tôi mong nhận đóng góp ý kiến các bạn đồng nghiệp để chúng ta ngày càng có nhiều kinh nghiệm giảng dạy và đạt kÕt qu¶ ngµy cµng tèt h¬n T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n 11 Lop11.com