(Sáng kiến kinh nghiệm) hệ thống bài tập điển hình phần quang hình vật lý 11

MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Lý chọn đề tài .3 I.2 Mục đích nghiên cứu I.3 Đối tượng nghiên cứu I.4 Phương pháp nghiên cứu I.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ II.1 Cơ sở lý luận II.1.1 Khái niệm tập Vật lí II.1.2 Tác dụng tập Vật lí dạy học II.1.3 Phân loại Bài tập Vật lí II.1.3.1 Phân loại theo nội dung…………………………………… II.1.3.2 Phân theo phương thức cho điều kiện phương thức giải .5 II Cơ sở thực tiễn…………………………………………………………… II.3 Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề II.3.1 Hệ thống kiến thức phần quang hình .7 II.3.2 Phân dạng tập .9 II.3.2.1 Chủ đề 1: Bài tập khúc xạ ánh sáng II.3.2.2 Chủ đề 2: Bài tập thấu kính 13 II.3.2.3 Chủ đề 3: Bài tập tật mắt 16 II.3.2.4 Chủ đề 4: Bài tập loại kính 19 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN III.1 Kết thực đề tài… ………………………………………… 21 III.2 Kết luậnchung…………………………………………………………….22 Tài liệu tham khảo PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Lý lựa chọn đề tài: Trong trình dạy học mơn Vật lý, tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt Hiện để thực tốt chương trình giáo khoa dạy học theo phương pháp đổi có hiệu việc hướng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phương pháp làm tốt tập góp phần khơng nhỏ vào việc thực thành công mục tiêu giảng dạy kiểm tra xác mức độ hiểu kiến thức học sinh Quang học phần thiếu Vật lý Trong chương trình THPT, quang học giảng dạy Vật lý lớp 11 Tuy nhiên, mảng kiến thức chưa có quan tâm thỏa đáng với tầm quan trọng từ phía học sinh từ phía giáo viên dạy Vật lý nhiều lý Thứ nhất, quang học phần kiến thức khó Thứ hai, lượng kiến thức quang học không sử dụng nhiều kỳ thi tuyển sinh vào trường Đại học Cao đẳng 10 năm trở lại đây, điều khiến người dạy người học khơng có hứng thú với việc tìm tịi tiếp thu kiến thức Tuy nhiên với việc đổi phương pháp nội dung kiểm tra đánh giá quang hình học cần có quan tâm trở lại Thực tế giảng dạy trường phổ thông nhận thấy: Giáo viên dạy học phần nặng truyền đạt kiến thức lý thuyết, chưa đưa tốn có tính thực tế vào giảng dạy chưa phát triển khả quan sát tư học sinh Vì lí trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi mới, nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí trường phổ thơng Tơi chọn đề tài: “Hệ thống tập điển hình phần quang hình Vật lí 11” I.2 Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu thực trạng dạy học phần quang hình – Vật lí 11 trường THPT - Hệ thống tập phần Quang hình – Vật lí 11 Đề xuất số biện pháp nâng cao chất lượng làm tập phần Quang hình I.3 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống tập phần Quang hình – Vật lí 11 xây dựng lực vật lí dạy học mơn Vật lí I.4 Phương pháp nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau: - Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu tài liệu, trang web, viết có liên quan - Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh - Phương pháp điều tra phiếu hỏi I.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Hệ thống tập phần Quang hình Vật lí 11 - Phương pháp giải tập phần Quang hình – Vật lí 11 trường THPT Đào Duy Từ PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ II.1 Cơ sở lý luận Bài tập vật lý chương trình dạy học có ý nghĩa đặc biệt quan trọng sử dụng vào giai đoạn khác nhau, với nhiều hình thức phương pháp khác nhằm củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức lý thuyết rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần nâng cao khả tự làm việc, phát huy tính tích cực việc lĩnh hội kiến thức nghiên cứu khoa học II.1.1 Khái niệm tập Vật lí Trong dạy học mơn vật lí, vấn đề cần giải đáp nhờ lập luận, suy luận khoa học cách sử dụng phương pháp Vật lí gọi tốn Vật lí Tuy nhiên, khái niệm mang tính đơn nhiệm vụ mà học sinh phải giải sử dụng kiến thức học lớp để chứng minh khả nắm nội dung lí thuyết II.1.2 Tác dụng tập Vật lí dạy học Bài tập Vật lí giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức Bài tập Vật lí phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải tập, học sinh phải nhớ lại kiến thức học, có phảisử dụng tổng hợp kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần chương trình Trong tập, học sinh phải vận dụng kiến thức học khái niệm, định luật…, nhờ học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế, thấy ứng dụng mn hình mn vẻ thực tiễn kiến thức học - Bài tập vật lí giúp rèn kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái để giải vấn đề thực tiễn - Giúp kiểm tra, đánh giá xác trình độ học sinh - Bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư sáng tạo học sinh Vì việc giải tập vật lý đòi hỏi phải phân tích nội dung vật lý kỹ thuật toán, với mức độ phức tạp nâng dần từ thấp đến cao giúp nâng cao lực làm việc, lực quan sát, giải vấn đề II.1.3 Phân loại Bài tập Vật lí Trong dạy học mơn Vật lí, việc phân loại tập có ý nghĩa quan trọng sở phù hợp với đối tượng, hoàn cảnh, mục đích đặt Người ta phân loại Bài tập vật lí hình thức sau: II.1.3.1 Phân loại theo nội dung - Các tập vật lý phân loại theo phần chương trình vật lý: cơ, nhiệt, điện, quang,… - Bài tập vật lý cịn phân theo: tập có nội dung trừu tượng tập có nội dung cụ thể + Bài tập có nội dung trừu tượng: điều kiện toán, chất vật lý nêu bật lên, chi tiết không chất bỏ bớt + Bài tập có nội dung cụ thể: đòi hỏi học sinh phải nhận chất vật lý tượng Những toán loại có tác dụng tập dượt cho học sinh phân tích tượng vật lý cụ thể để làm rõ chất vật lý vận dụng kiến thức vật lý cần thiết để giải II.1.3.2 Phân theo phương thức cho điều kiện phương thức giải - Bài tập định tính: Nhằm nhấn mạnh chất Vật lí tượng Khi giải giúp học sinh rèn luyện khả tư lôgic, khả phân tích, tổng hợp sở định luật Vật lí - Phân theo định lượng: Là tập có liệu cụ thể Học sinh phải thực phép tính, sử dụng cơng thức để xác định mối quan hệ đại lượng Khi giải dựa định luật quy tắc đặc biệt kiến thức Tốn học - Bài tập thí nghiệm: Là tập phải làm thí nghiệm thao tác thí nghiệm để kiểm chứng lí thuyết để tìm số liệu cần thiết cho việc giải tập - Bài tập tổng hợp: Thường vận dụng số định luật Vật lí, đơi lúc thuộc nhiều phần khác chương trình Vật lí đưa kết luận, sử dụng số kĩ thực nghiệm Trong dạng tập tổng hợp, người ta chia mức độ khác để phân loại đánh giá đối tượng học sinh II.2 Cơ sở thực tiễn Qua thực tế dạy học mơn vật lí trường THPT, tơi nhận thấy hệ thống tập phần Quang hình chương trình Vật lí 11 cịn có hạn chế định, cần tiếp tục nghiên cứu hồn thiện Điều đó, thể khía cạnh sau: - Vai trị, tác dụng tập Vật lí chưa phát huy dạy học Các tập dừng lại góc độ giúp học sinh ơn tập, biết vận dụng lí thuyết tập tính tốn, liên hệ với thực tiễn ứng dụng đời sống - Nhiều giáo viên chưa chủ động, sáng tạo, đổi phương pháp dạy học, việc bồi dưỡng nâng cao lực thực nghiệm cho học sinh - Tính chủ động việc nghiên cứu, tự làm tập số học sinh chưa cao, lực vận dụng tri thức học để giải tình cịn nhiều hạn chế - Kết học tập học sinh thường đánh giá điểm thông qua kiểm tra định kỳ, đề thường đòi hỏi học sinh tái kiến thức mà chưa phát triển lực toàn diện cho học sinh theo yêu cầu đổi giáo dục * Nguyên nhân - Nội dung kiến thức phần quang hình Vật lí 11 rộng, cần phải tiến hành nhiều hoạt động thí nghiệm, thực nghiệm Do đó, bên cạnh hoạt động dạy học khóa phải tổ chức hoạt động ngoại khóa - Việc giảng dạy kiến thức cho học sinh nói chung kiến thức Vật lí phần Quang hình Vật lí 11 nói riêng số trường tiến hành theo lối “truyền thụ chiều” hay “thông báo – tái hiện”, chưa có quan tâm mức đến việc đổi phương pháp dạy học theo hướng đại, phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo học sinh - Hoạt động kiểm tra đánh giá chưa bảo đảm yêu cầu khách quan, trọng đến đánh giá cuồi kỳ mà chưa trọng đánh giá thường xuyên trình dạy học Nội dung đề thi, kiểm tra chủ yếu nằm chương trình sách giáo khoa vận dụng kiến thức để giải tập định lượng, ứng dụng thực tiễn II.3 Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề II 3.1 Hệ thống kiến thức phần quang hình II.3.1.1 Khúc xạ ánh sáng + Định luật khúc xạ ánh sáng: Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới phía bên pháp tuyến so với tia tới Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) ln khơng đổi: EMBED Equation.3 = số + Chiết suất: - Chiết suất tỉ đối: n21 = sin i EMBED Equation.3 sin r - Chiết suất tuyệt đối: chiết suất tỉ đối chân không - Liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n 21 = EMBED n2 Equation.3 n1 + Công thức định luật khúc xạ ánh sáng viết dạng đối xứng: n1sini = n2sinr II.3.1.2 Phản xạ toàn phần + Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai mơi trường suốt + Điều kiện để có phản xạ toàn phần: (sinigh = n2  n1  EMBED Equation.DSMT4 i  igh n2 ) EMBED Equation.DSMT4 n1 + Cáp quang dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ tồn phần để truyền tính hiệu thơng tin để nội soi y học II.3.1.3 Lăng kính + Một lăng kính đặc trưng góc chiết quang A chiết suất n + Tia ló khỏi lăng kính ln lệch phía đáy lăng kính so với tia tới + Lăng kính phận máy quang phổ II.3.1.4 Thấu kính mỏng + Mọi tia sáng qua quang tâm thấu kính truyền thẳng + Tia song song với trục thấu kính cho tia ló truyền qua (hay có đường kéo dài tia ló qua) tiêu điểm ảnh trục + Tia tới (hay đường kéo dài nó) qua tiêu điểm vật trục cho tia ló song song với trục Hai tiêu điểm vật ảnh nằm đối xứng qua quang tâm + Mỗi thấu kính có hai tiêu diện ảnh vật hai mặt phẵng vng góc với trục qua tiêu điểm + Tiêu cự: f = EMBED Equation.DSMT4 OF ' ; thấu kính hội tụ f > 0; thấu kính phân kì f < + Độ tụ: D = EMBED Equation.3 f + Cơng thức thấu kính: - Vị trí vật, ảnh: EMBED Equation.3 = f 1  ; d d' - Số phóng đại ảnh: k = d' A' B ' =- d AB II.3.1.5 Mắt + Cấu tạo mắt gồm: màng giác, thủy dịch, lòng đen ngươi, thể thủy tinh, dịch thủy tinh, màng lưới + Điều tiết thay đổi tiêu cự mắt để tạo ảnh vật màng lưới - Không điều tiết: fmax - Điều tiết tối đa: fmin - Điểm cực viễn điểm trục mắt mà mắt nhìn rỏ không điều tiết - Điểm cực cận điểm trục mắt mà mắt nhìn rỏ điều tiết tối đa + Năng suất phân li mắt góc trơng nhỏ  mà mắt cịn phân biệt hai điểm:   1’  3.10-4 rad (giá trị trung bình) + Các tật mắt cách khắc phục: Tật Đặc điểm Cách khắc phục mắt Mắt cận Mắt viễn fmax < OV Đeo kính phân kì fk = - OCV (kính sát mắt) fmax > OV Đeo kính hội tụ Tiêu cự có giá trị cho mắt đeo kính nhìn gần mắt khơng có tật Mắt lão CC dời xa mắt Đeo kính hội tụ.Tác dụng kính với mắt viễn + Hiện tượng lưu ảnh mắt: Tác động ánh sáng lên màng lưới tồn khoảng 0,1 s sau ánh sáng tắt II.3.1.6 Các loại kính Các loại kinh Cơng dụng Kính lúp Kính hiển vi Dùng để quan sát Dùng để quan sát vật nhỏ vật nhỏ Cấu tạo Một TKHT có Hai phận tiêu cự nhỏ kính hiển vi là: - Vật kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (cỡ mm) - Thị kính: kính lúp Số bội giác trường G = G = |k1|G2 = EMBED hợp ngắm chừng OCC EMBED vô cực f Equation.3 Kính thiên văn Dùng để quan sát vật xa - Vật kính: thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn (có thể đến hàng chục mét - Thị kính: kính lúp có tiêu cự nhỏ (vài cm) f1 G = f Equation.DSMT4 = EMBED Đ Equation.3 f Đ f1 f II.3.2 Phân dạng tập Bài tập phần “Quang hình” chia làm chủ đề lớn Chủ đề 1: Bài tập khúc xạ ánh sáng Chủ đề 2: Bài tập thấu kính Chủ đề 3: Bài tập tật mắt Chủ đề 4: Bài tập dụng cụ quang Bây sâu vào phương pháp giải tập điển hình chủ đề II.3.2.1 Chủ đề 1: Bài tập khúc xạ ánh sáng II.3.2.1.1 Dạng 1: Bài tập xác định đại lượng đặc trưng a Phương pháp + Định luật khúc xạ: n2 sin i = n21 = n hay n1sini = n2sinr sin r n2 v1 c + Liên hệ chiết suất vận tốc ánh sáng: n21 = n = v ; n = v b Bài tập vận dụng Câu 1: Tia sáng từ nước có chiết suất n1 = sang thủy tinh có chiết suất n2 = 1,5 Tính góc khúc xạ góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới, biết góc tới i = 300 Hướng dẫn: sin i n n Ta có: sin r  n  sinr = n sini = sin26,40  r = 26,40; D = i – r = 3,60 Câu 2: Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thống chất lỏng có chiết suất n = Ta hai tia phản xạ khúc xạ vng góc với Tính góc tới Hướng dẫn: Ta có:  sin i  = n; i’ + r = i + r =  sinr = sin(- i) = cosi sin r sin i sin i   = = tani = n = tan  i = sin r cos i 3 Câu Theo định luật khúc xạ A tia khúc xạ tia tới nằm mặt phẵng B góc khúc xạ khác C góc tới tăng lần góc khúc xạ tăng nhiêu lần D góc tới ln ln lớn góc khúc xạ Câu Chiếu ánh sáng từ khơng khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Nếu góc tới i 600 góc khúc xạ r (lấy tròn) A 300 B 350 C 400 D 450 Câu Tốc độ ánh sáng khơng khí v 1, nước v2 Một tia sáng chiếu từ nước ngồi khơng khí với góc tới i, có góc khúc xạ r Kết luận đúng? A v1 > v2; i > r B v1 > v2; i < r C v1 < v2; i > r D v1 < v2; i < r II.3.2.1.2 Bài tập tìm bóng vật mặt phẳng a Phương pháp giải - Trước hết HS cần nắm khái niệm: “Bóng vật mặt phẳng phần mặt phẳng khơng chiếu sáng bị vật che khuất” - HS kết hợp định luật khúc xạ ánh sáng kết hợp với kiến thức quang hình để giải tốn b Bài tập vận dụng Câu 1: Một cọc dài cắm thẳng đứng xuống bể nước chiết suất n= Phần cọc nhơ ngồi mặt nước 30 cm, bóng EMBED Equation.3 mặt nước dài 40 cm đáy bể nước dài 190 cm Tính chiều sâu lớp nước Hướng dẫn: Ta có: tani =  i = 530; sin i sin i = n  sinr = = 0,6 = sin370 sin r n  r = 370; tanr =  IH = BI 40  = tan530 AB 30 HD CD  CH  IH IH CD  CH 190  40 = = 200 (cm) 0,75 tan r Câu 2: Một máng nước sâu 30 cm rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng Lúc máng cạn nước bóng râm thành A kéo dài tới chân thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến 10 độ cao h bóng thành A ngắn bớt cm so với trước Biết chiết suất nước n = Tính h EMBED Equation.3 Hướng dẫn: Ta có: tani =  i = 530; tanr = CI ' CB 40    = tan530 AA AC 30 sin i sin i I'B = n  sinr = = 0,6 = sin370  r = 370; tani = ; sin r n h I ' B  DB I ' B  tan i I'B 16 I'B    =  I’B = 16 (cm);h = = 12 (cm) h h tan r I ' B  tan i Câu 3: Đặt thước dài 70cm theo phương thẳng đứng vng góc với đáy bể nước nằm ngang (đầu thước chạm đáy bể) Chiều cao lớp nước 40cm chiết suất 4/3 Nếu tia sáng mặt trời tới nước góc tới i (sini=0,8) bóng thước đáy bể bao nhiêu? A 50cm B 60cm C 70cm D 80cm Câu 4: Một bể chứa nước có thành cao 80 (cm) đáy phẳng dài 120 (cm) độ cao mực nước bể 60 (cm), chiết suất nước 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 300 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước A 11,5 (cm) B 34,6 (cm) C 63,7 (cm) D 44,4 (cm) II.3.2.1.3: Dạng 3: Bài tập tìm ảnh vật qua mặt lưỡng chất a Phương pháp - Vận dụng công thức: EMBED Equation.DSMT4 d d'  n1 n - Kết hợp với kiến thức hình học để giải toán b Bài tập vận dụng Câu 1: Một người ngồi bờ hồ nhúng chân vào nước suốt Biết chiết suất nước n = EMBED Equation.3 a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đến mặt nước 36 cm Hỏi mắt người cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu? b) Người cao 1,68 m, nhìn thấy sỏi đáy hồ dường cách mặt nước 1,5 m Hỏi đứng hồ người có bị ngập đầu khơng? 11 Hướng dẫn: d n1 n2 a) Ta có: d '  n  d’ = n d = 27 cm h n1 n1 b) Ta có: h'  n  h = n h’ = m > 1,68 m nên đứng hồ 2 người sẻ bị ngập đầu Câu Một điểm sáng S nằm chất lỏng (chiết suất n), cách mặt chất lỏng khoảng 12 (cm), phát chùm sáng hẹp đến gặp mặt phân cách điểm I với góc tới nhỏ, tia ló truyền theo phương IR Đặt mắt phương IR nhìn thấy ảnh ảo S’ S dường cách mặt chất lỏng khoảng 10 (cm) Chiết suất chất lỏng A n = 1,12 B n = 1,20 C n = 1,33 D n = 1,40 Câu Cho chiết suất nước n = 4/3 Một người nhìn hịn sỏi nhỏ S mằn đáy bể nước sâu 1,2 (m) theo phương gần vng góc với mặt nước, thấy ảnh S’ nằm cách mặt nước khoảng A 1,5 (m) B 80 (cm) C 90 (cm) D (m) II.2.3.1.4 Dạng 4: Bài tập phản xạ toàn phần a Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến tượng phản xạ toàn phần ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm suy tính đại lượng cần tìm - Các cơng thức: + Định luật khúc xạ: n2 sin i = n21 = n hay n1sini = n2sinr sin r n2 +Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh = n ; với n2 < n1 b Bài vận dụng Câu 1: Tính góc giới hạn phản xạ tồn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang khơng khí, từ nước sang khơng khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5, nước Hướng dẫn: 12 n2 Ta có sinigh = n = sin530  igh = 530 Câu Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình trịn Mắt người quan sát đặt mặt nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa khơng nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết suất nước n = Câu 3: Một miếng gỗ mỏng, hình trịn bán kính cm Ở tâm O cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = cho đầu A quay xuống đáy chậu a) Cho OA = cm Mắt đặt khơng khí thấy đầu A cách mặt nước ? b) Tìm chiều dài lớn OA để mắt khơng nhìn thấy đầu A đinh II.3.2.2 Chủ đề 2: Bài tập thấu kính II.3.2.2.1 Dạng 1: Tốn vẽ với thấu kính a Phương pháp: - Cần tia sáng để vẽ ảnh vật - Vật nằm tia tới, ảnh nằm tia ló ( đường kéo dài tia ló) - Giao tia tới tia ló điểm thuộc thấu kính - Nhớ tia sáng đặc biệt - Nhớ tính chất ảnh vật qua thấu kính b Bài tập Bài Vẽ ảnh vật qua thấu kính hội tụ phân kì trường hợp sau: - Vật có vị trí: d > 2f - Vật có vị trí: d = f - Vật có vị trí: d = 2f - Vật có vị trí: < d < f - Vật có vị trí: f < d < 2f Bài Trong hình xy trục O qung tâm, A vật, A ’là ảnh Xác định: tính chất ảnh, loại thấu kính, vị trí tiêu điểm chính? A x A O A' y x A A' ' y A x y 13 Bài Xác định loại thấu kính, O tiêu điểm chính? x y x y II.3.2.2.2 Dạng 2: Tính tiêu cự, độ tụ a Phương pháp: n 1 tk EMBED Equation.3 D  f  ( n  1)( R  R ) mt - Áp dụng công thức: - Chú ý giá trị đại số bán kính mặt cầu: R > mặt cầu lồi; R < lõm b Bài tập Bài Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5 a) Tìm tiêu cự thấu kính đặt khơng khí Nếu: - Hai mặt lồi có bán kính 10cm, 30 cm - Mặt lồi có bán kính 10cm, mặt lõm có bán kính 30cm b) Tính lại tiêu cự thấu kính chúng dìm vào nứơc có chiết suất n’= 4/3? Bài Một thấu kính có dạng phẳng cầu, làm thủy tinh có chiết suất n= 1,5 Đặt khơng khí Một chùm tia sáng tới song song với trục cho chùm tia ló hội tụ điểm phía sau thấu kính, cách thấu kính 12 cm a) Thấu kính thuộc loại lồi hay lõm? b) Tính bán kính mặt cầu? II.3.2.2.3 Dạng 3: Xác định tính chất ảnh Mối quan hệ ảnh – vật a Phương pháp: - Áp dụng cơng thức xác định vị trí ảnh, độ phóng đại: EMBED Equation.3 Equation.3 k   d d' f ; d'  f EMBED d' f f d'   d f d f - Tính chất ảnh qua thấu kính - Khoảng cách vật ảnh L = EMBED Equation.3 d d' 14 b Bài tập Bài Vật thật đặt vng góc với trục thấu kính cho ảnh nào, thấu kính a) Thấu kính hội tụ b) Thấu kính phân kì Bài Một thấu kính phân kì có độ tụ 1(dp) Tìm tiêu cự thấu kính? Bài Đặt thấu kính cách trang sách 20 cm, nhìn qua thấu kính thấy ảnh dòng chữ chiều với dòng chữ cao nửa dịng chữ thật Tìm tiêu cự thấu kính , suy thấu kính loại gì? Bài Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f a) Xác định vị trí vật để ảnh tạo thấu kính ảnh thật b) Chứng tỏ khoảng cách vật thật ảnh thật có giá trị cực tiểu Tính khoảng cách cực tiểu Xác định vị trí vật lúc đó? Bài Đặt vật cách thấu kính hội tụ 12 (cm) , ta thu ảnh cao gấp lần vật Tính tiêu cự thấu kính? II.3.2.2.4: Dạng 4: Dời vật, dời thấu kính theo phương trục a Phương pháp giải: - Khi thấu kính giữ cố định ảnh vật ln di chuyển chiều - Khi di chuyển vật ảnh d d’ liên hệ với bởi: EMBED Equation.3  d = d2 - d1 EMBED Equation.3  d = d1 – d2 đó: EMBED Equation.3 Equation.3 k1   1 1   '   ' f d1 d1 d1  d d1  d ' d1' f  d1' f   d1 f  d1 f EMBED k2   => EMBED Equation.3 d 2' f  d 2' f   d2 f  d2 f -Khi vật giữ cố định mà rời thấu kính khảo sát khoảng cách vật - ảnh để xác định chiều chuyển động ảnh: ' L = EMBED Equation.3 d  d b Bài tập Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính ảnh ảo nửa vật Giữ thấu kính cố định di 15 chuyển vật dọc trục 100 cm Ảnh vật ảnh ảo cao 1/3 vật Xác định chiều dời vật, vị trí ban đầu vật tiêu cự thấu kính? Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính A1B1 ảnh thật Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục lại gần thấu kính cm thu ảnh vật A 2B2 ảnh thật cách A1B1 đoạn 30 cm Biết ảnh sau ảnh trước có chiều dài lập AB 2 theo tỉ số EMBED Equation.3 A B  1 a Xác định loại thấu kính, chiều dịch chuyển ảnh? b Xác định tiêu cự thấu kính? Bài Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính Qua thấu kính cho ảnh A1B1 chiều nhỏ vật Nếu tịnh tiến vật dọc trục đoạn 30 cm ảnh tịnh tiến cm Biết ảnh lúc đàu 1,2 lần ảnh lúc sau Tìm tiêu cự thấu kính? Bài Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính hội tụ cách thấu kính 30 cm Qua thấu kính cho ảnh A 1B1 thu sau thấu kính Nếu tịnh tiến vật dọc trục lại gần thấu kính đoạn 10 cm phải dịch chuyển xa thấu kính để lại thu ảnh A 2B2 Biết ảnh lúc sau lần ảnh lúc đầu a Tìm tiêu cực thấu kính? b Tìm độ phóng đại ảnh lúc đầu lúc sau? II.3.2.3 Chủ đề 3: Bài tập tật mắt II.3.2.3.1 Dạng 1: Bài tập lí thuyết a Phương pháp: HS cần nắm vững lí thuyết cấu tạo mắt, tật mắt cách sửa b Bài tập: Câu Bộ phận mắt giống thấu kính A thủy dịch B dịch thủy tinh C thủy tinh thể D giác mạc Câu Con mắt có tác dụng A điều chỉnh cường độ sáng vào mắt B để bảo vệ phận phía mắt C tạo ảnh vật cần quan sát D để thu nhận tín hiệu ánh sáng truyền tới não 16 Câu Sự điều tiết mắt A thay đổi độ cong thủy tinh thể để ảnh vật quan sát rõ nét màng lưới B thay đổi đường kính để thay đổi cường độ sáng chiếu vào mắt C thay đổi vị trí vật để ảnh vật rõ nét màng lưới D thay đổi khoảng cách từ thủy tinh thể đến màng lưới để ảnh vật rõ nét võng mạc Câu Mắt nhìn xa A thủy tinh thể điều tiết cực đại B thủy tinh thể khơng điều tiết C đường kính lớn D đường kính nhỏ Câu Điều sau khơng nói tật cận thị? A Khi khơng điều tiết chùm sáng song song tới hội tụ trước võng mạc; B Điểm cực cận xa mắt so với mặt không tật; C Phải đeo kính phân kì để sửa tật; D khoảng cách từ mắt tới điểm cực viễn hữu hạn Câu Đặc điểm sau không nói mắt viễn thị? A Khi khơng điều tiết chùm sáng tới song song hội tụ sau võng mạc; B Điểm cực cận xa mắt; C Khơng nhìn xa vơ cực; D Phải đeo kính hội tụ để sửa tật II.3.2.3.2: Bài tập tật mắt a Phương pháp: - Hs cần nắm vững đặc điểm tật mắt, cách sửa - Vận dụng linh hoạt công thức mắt b Bài tập: Câu 1: Mắt người cận thị có khoảng thấy rõ ngắn 12,5cm có giới hạn nhìn rõ 37,5cm a Hỏi người phải đeo kính cớ độ tụ để nhìn rõ vật vơ cực mà khơng phải điều tiết ?Người đeo kính có độ tụ 17 khơng nhìn thấy rõ vật trước mắt ?Coi kính đeo sát mắt b Người khơng đeo kính ,cầm gương phẳng đặt sát mắt dịch gương lùi dần xa mắt quan sát ảnh mắt qua gương Hỏi độ tụ thuỷ tinh thể thay đổi mắt nhìn thấy rõ ảnh? Độ lớn ảnh góc trơng ảnh có thay đổi khơng? Nếu có tăng hay giảm ? Hướng dẫn : a Khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn : OCV=12,5cm+37,5cm=50cm Kính đặt sát mắt nên tiêu cự kính :f = -OCV= -50cm = -0,5m Độ tụ kính D = 1/f = 1/-0,5 = -2điơp - Nếu kính thấu kính hội tụ ảnh ảo nằm trước kính từ sát kính đến xa vơ tức ln có vị trí vật có ảnh ảo nằm giới hạn nhìn rõ mắt mắt nhìn rõ vật -Với thấu kính phân kì ảnh vật ảo nằm khoảng từ kính đến tiêu điểm ảnh F  Nếu F nằm bên điểm cực cận CC mắt khơng thể nhìn rõ vật : OF < OCC  -f< 12,5cm f > -12,5cm = -0,125m D = 1/f < 1/-0,125 = -8điôp b Khi gương lùi đến vị trí mà ảnh mắt gương lên điểm cực cậnCC mắt phải điều tiết tối đa , tiêu cự thuỷ tinh thể nhỏ Khi đưa xa,khoảng cách mắt ảnh tăng lên tiêu cự thuỷ tinh thể tăng dần để ảnh rõ nét võng mạc Khi ảnh lên điểm cực viễn C V mắt khơng phải điều tiết , thuỷ tinh thể có tiêu cự lớn Ảnh qua gương phẳng có độ cao ln vật đối xứng với vật qua gương không phụ thuộc vào khoảng cách từ vật đến gương Tuy nhiên góc trơng ảnh giảm khoảng cách từ ảnh đến mắt tăng lên Câu Một người cận thị lúc già nhìn rỏ vật đặt cách mắt từ 30 cm đến 40 cm Tính độ tụ thấu kính cần đeo sát mắt để: a) Nhìn rỏ vật xa mà khơng phải điều tiết mắt Khi đeo kính người nhìn thấy vật gần cách mắt bao xa b) Đọc trang sách đặt gần cách mắt 25 cm 18 Câu Một người có điểm cực cận cách mắt 50 cm, có điểm cực viễn cách mắt 500 cm a) Người phải đeo sát mắt thấu kính có độ tụ để đọc sách gần cách mắt 25 cm b) Khi đeo kính trên, người nhìn vật đặt khoảng trước mắt ? Câu Một người cận thị nhìn rỏ vật cách mắt từ 10 cm đến 50 cm a) Hỏi người phải đeo sát mắt thấu kính có độ tụ để nhìn rỏ vật vơ cực đeo kính người nhìn rỏ vật đặt gần cách mắt khoảng ? b) Nếu người đeo sát mắt thấu kính có độ tụ -1 dp nhìn rỏ vật nằm khoảng trước mắt II.3.2.4 Chủ đề 4: Bài tập loại kính a Phương pháp * Các cơng thức:  tan  AB + Số bội giác: G =   tan  ; với tan = OC 0 C + Số bội giác kính lúp ngắm chừng vô cực: G = + Trong thương mại: G = OCC f 0, 25 = EMBED Equation.DSMT4 f (m) EMBED 25 ; kí hiệu Gx XG Equation.DSMT4 f (cm) + Số bội giác kính hiễn vi ngắm chừng vô cực:  OC C G = f f ; với  = O1O2 – f1 – f2 độ dài quang học kính f1 + Số bội giác kính thiên văn ngắm chừng vô cực: G = f * Phương pháp giải: Xác định vị trí vật, ảnh loại kính sử dụng cơng thức thấu kính cơng thức tính số bội giác loại kính để giải b Bài tập Câu 1: Một người mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 20 cm điểm cực viễn vô cực, quan sát vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ 10 dp Kính đặt cách mắt cm a) Hỏi phải đặt vật khoảng trước kính 19 b) Tính số bội giác ngắm chừng vô cực? Khi sử dụng dụng cụ quang học, để quan sát ảnh vật phải điều chỉnh cho ảnh cuối ảnh ảo giới hạn nhìn rõ mắt a) Ta có: f = = 0,1 m = 10 cm; dC’ = l – OCC = - 15 cm D d C' f  dC = ' = cm; dV’ = l – OCV = -   dV = f = 10 cm Vậy phải đặt vật dC  f cách kính từ cm đến 10 cm b) G = OCC = f Câu Một kính lúp mà vành kính có ghi 5x Một người sử dụng kính lúp để quan sát vật nhỏ, nhìn thấy ảnh vật vật đặt cách kính từ cm đến cm Mắt đặt sát sau kính Xác định khoảng nhìn rõ người 25 = cm; dC = cm dC f  dC’ = d  f = - 20 cm = - OCC  OCC = 20 cm; dV = cm C dV f  dV’ = d  f = -  = - OCV  OCV =  V Ta có: f = Vậy: khoảng nhìn rỏ người cách mắt từ 20 cm đến vô cực Câu Một kính hiển vi có vật kính có tiêu cự 5,4 mm, thị kính có tiêu cự cm, khoảng cách vật kính thị kính 17 cm Người quan sát có giới hạn nhìn rỏ cách mắt từ 20 cm đến vô cực đặt mắt sát thị kính để quan sát ảnh vật nhỏ a) Xác định khoảng cách từ vật đến vật kính quan sát trạng thái mắt điều tiết tối đa mắt không điều tiết b) Tính số bội giác ngắm chừng vơ cực Câu Một kính hiển vi, với vật kính có tiêu cự mm, thị kính có tiêu cự 2,5 cm Hai kính đặt cách 15 cm Người quan sát có giới hạn nhìn rõ cách mắt từ 20 cm đến 50 cm Xác định vị trí đặt vật trước vật kính để nhìn thấy ảnh vật Câu Vật kính kính thiên văn có tiêu cự 1,2m, thị kính có tiêu cự cm Người quan sát có điểm cực viễn cách mắt 50 cm đặt mắt sát thị kính để quan sát Mặt Trăng a) Tính khoảng cách vật kính thị kính quan sát trạng thái khơng điều tiết mắt b) Tính số bội giác kính quan sát PHẦN III KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN III.1 Kết thực đề tài 20 Khi triển khai giảng dạy, nhận thấy em học sinh bắt đầu học quang hình cảm thấy khó Việc hệ thống hóa kiến thức mang lại cho học sinh nhìn tổng quát lại rõ ràng dạng tập quang Tôi dùng phương pháp thực nghiệm đối chứng lớp mà giảng dạy để thấy kết thực đề tài Tôi thử nghiệm với hai lớp học sinh đánh giá tương đương nhiều mặt trước dạy ( kiến thức, tư duy, điều kiện học tập…) Lớp thứ (11C4) dạy kiến thức khơng đưa tốn tổng qt, khơng hệ thống hóa mà đưa tập sau tóm tắt tồn nội dung chương Lớp thứ hai (11C1) dạy theo phương pháp với tập phân loại rõ ràng qua toán tổng quát Kết nhận thấy sau: - Lớp 11C4: Trong thời gian học nhiều học sinh gặp tập tỏ lúng túng lựa chọn phương pháp phù hợp để giải, làm tập áp dụng trực tiếp công thức - Lớp 11C1: Thực thấy hứng thú giải nhanh tập, nhận dạng ứng với toán tổng quát Kết kiểm tra với đối tượng kiến thức hai lớp thể qua bảng sau: Lớp 11C4 ( Sĩ số: 41 học sinh ) Điểm: -10 Điểm: - 8.5 Điểm: - 6.5 Điểm: - 4.5 Điểm: % SL % SL 4.9 12.2 15 Lớp 11C1 ( Sĩ số: 51 học sinh ) % 36.6 SL 10 % 24.4 SL % 21.9 Điểm: - 6.5 Điểm: - 4.5 Điểm: