8. Cấu trúc khố luậ n
2.1.1.Vị trí, nội dung kiến thức chương “Mắt Các dụng cụ quang”-Vật lí
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang”
2.1.1. Vị trí, nội dung kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang” - Vật lí 11 THPT lí 11 THPT
Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” được bố trí ngay sau chương “Khúc xạ ánh sáng”, mà các kiến thức ở chương “Khúc xạ ánh sáng” làm nền tảng cho việc nghiên cứu các nội dung của chương “Mắt. Các dụng cụ quang”. Trong SGK vật lí 11 chương này gồm những bài sau :
Bài 28: Lăng kính Bài 29: Thấu kính mỏng Bài 30: Bài tập về lăng kính và thấu kính mỏng Bài 31: Mắt Bài 32: Kính lúp Bài 33: Kính hiển vi Bài 34: Kính thiên văn
Bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì Nội dung kiến thức cơ bản của chương cĩ thểđược chia thành 5 nhĩm:
- Nhĩm kiến thức về lăng kính
Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thuỷ tinh, nhựa, nước…) thường cĩ dạng hình lăng trụ tam giác”.
26 Cơng thức lăng kính sin i1 = n sin r1 sin i2 = n sin r2 A = r1 + r2 D = i1 + i2 - A Cơng dụng của lăng kính
+ Dùng trong máy quang phổđể tán sắc ánh sáng; + Lăng kính phản xạ tồn phần.
- Nhĩm kiến thức về thấu kính mỏng
Định nghĩa :“Thấu kính là một khối chất trong suốt( thuỷ tinh hay nhựa… ) giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc bởi một mặt cầu và một mặt phẳng”. Ta chỉ xét với các thấu kính mỏng, nghĩa là thấu kính cĩ bề dày ở tâm rất nhỏ so với bán kính mặt cầu tạo nên thấu kính Phân loại Theo hình dạng, thấu kính gồm 2 loại: + Thấu kính lồi (cịn được gọi là thấu kính rìa mỏng); + Thấu kính lõm (cịn được gọi là thấu kính rìa dày). Trong khơng khí:
+ Thấu kính lồi tạo chùm tia lĩ hội tụ khi chùm tia tới là chùm song song.
+ Thấu kính lõm tạo ra chùm tia lĩ phân kì khi chùm tia tới là chùm song song.
Do đĩ, trong khơng khí: thấu kính lồi là thấu kính hội tụ, thấu kính lõm là thấu kính phân kì.
Đặc điểm
+ Một thấu kính mỏng cĩ một quang tâm O, một trục chính, vơ số
27
+ Một thấu kính cĩ hai tiêu điểm F'( tiêu điểm ảnh ) F (tiêu điểm vật) đối xứng qua quang tâm O. Cĩ vơ số tiêu điểm phụ F'n. Mỗi thấu kính cĩ 2 tiêu diện: tiêu điên ảnh và tiêu diện vật.
Vẽảnh của một vật qua thấu kính
+ Ảnh thật : Mỗi ảnh điểm là thật nếu chùm tia lĩ là chùm tia hội tụ. Ảnh ảo: nếu mỗi ảnh điểm là ảo nếu chùm tia lĩ là chùm tia phân kỳ. + Cách vẽảnh:
Ta cĩ thể vẽ 2 trong số 3 tia đặc biệt sau:
+ Tia BO, đi qua ngang tâm O của thấu kính. Tia này truyền thẳng. + Tia BI song song với trục chính của thấu kính. Tia lĩ sẽđi qua tiêu
điểm ảnh F’ của thấu kính (hoặc cĩ đường kéo dài qua F’).
+ Tia BF đi qua tiêu điểm vật F (hoặc cĩ đường kéo dài qua F’). Tia này lĩ ra sẽ đi song song với trục chính của thấu kính. Các tia này (hoặc các
đường kéo dài của chúng) cắt nhau ở B’.
Cơng thức thấu kính
+Tiêu cự và độ tụ:
f
28 + Cơng thức thấu kính:
f: Tiêu cự (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d: Khoảng cách từ vật đến quang tâm O
d’: Khoảng cách từảnh đến quang tâm O Vật thật: d > 0; Vật ảo: d < 0 Ảnh thật: d’ > 0;Ảnh ảo: d’ < 0 Thấu kính hội tụ: f > 0, D>0 Thấu kính phân kỳ: f <0,D<0 + Số phĩng đại của ảnh: k > 0: Ảnh cùng chiều vật. k < 0: Ảnh ngược chiều Cơng dụng của thấu kính
Được dùng làm: khắc phục các tật của mắt, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, ống nhịm, đèn chiếu...
- Nhĩm kiến thức về hệ hai thấu kính
Sơđồ tạo ảnh: ' 2 2 2 2 2 1 1 ' 1 1 1 ; ; d d AB O B A d d O AB Các cơng thức tính tốn: + Ta cĩ : d2= l - ' 1 d hay ' 1 d +d2=l, l là khoảng cách giữa 2 thấu kính + Số phĩng đại ảnh sau cùng: k= k1.k2 + Khi hệ ghép sát đồng trục thì : 1 2 2 1 1 1 1 D D hayD f f f = + = + - Nhĩm kiến thức về mắt
Cấu tạo của mắt bao gồm: giác mạc, thủy dịch, lịng đen và con ngươi, thể
29
Hoạt động của mắt
+ Khi nhìn một vật, mắt sẽ điều tiết chính là thay đổi tiêu cự để cho
ảnh thật hiện rõ trên màng lưới. Khi mắt khơng điều tiết fmax, khi mắt điều tiết tối đafmin
+ Mắt chỉ trơng rõ các vật từ điểm cực cận CC đến điểm cực viễn CV. Khoảng nhìn rõ (giới hạn nhìn rõ) của mắt là khoảng cách từđiểm cực cận CC
đến điểm cực viễn CV
Năng suất phân li là gĩc trơng nhỏ nhất mà mắt cịn phân biệt được hai điểm '
1
≈
ε
Các tật của mắt
Mắt khơng cĩ tật là mắt khi khơng điều tiết, cĩ tiêu điểm nằm trên võng mạc
+ Mắt cận thị
Mắt cận thị là mắt, khi khơng điều tiết, cĩ tiêu điểm nằm trước võng mạc Mắt cận thị cĩ độ tụ lớn hơn mắt bình thường fmax<OV khoảng cách OCV hữu hạn, điểm CC gần mắt bình thường hơn.
Cách khắc phục: Mắt cận thị phải đeo thấu kính phân kỳ (coi nhưđặt sát mắt) sao cho ảnh của các vật ở vơ cực qua thấu kính hiện lên ởđiểm cực viễn của mắt. Tiêu cự của kính sẽ bằng khoảng cách từ quang tâm của mắt đến
điểm cực viễn.
30 + Mắt viễn thị
Mắt viễn thị là mắt, khi khơng điều tiết, cĩ tiêu điểm nằm sau võng mạc. Mắt viễn thị cĩ độ tụ nhỏ hơn mắt bình thường: fmax>OV, mắt viễn thị nhìn vật ở vơ cùng phải điều tiết; điểm CC xa mắt bình thường hơn
Cách khắc phục: Mắt viễn thị phải đeo thấu kính hội tụ cĩ độ tụ thích hợp. Tiêu cự kính phải đeo cĩ giá trị thích hợp để ảnh ảo của điểm gần nhất mà người viễn thị muốn quan sát được tạo ra tại điểm cực cận của mắt.
+ Mắt lão
Khi lớn tuổi mắt khơng tật (cĩ điểm CC dời xa mắt), mắt cận thị mắt viễn thịđều cĩ thêm tật lão thị.
Khắc phục tật này phải đeo kính hội tụ cĩ độ tụ thích hợp như mắt viễn thị.
- Nhĩm kiến thức về các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt bao gồm các kiến thức về kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn.
Kính lúp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kính lúp là dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt trơng việc quan sát các vật nhỏ. Nĩ cĩ tác dụng làm tăng gĩc trơng ảnh bằng cách tạo ra 1 ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt
31
+ Để tạo được ảnh quan sát qua kính kúp thì phải đặt vật từ O đến tiêu
điêm F và ảnh nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. + Số bội giác 0 0 tan tan α α α α ≈ = G (gĩc nhỏ)
α là gĩc trơng ảnh qua kính, α0là gĩc trơng vật lớn nhất
được xác định trong từng trường hợp.
Số bội giác khi ngắm chừng vơ cực :
Đ: Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt(Đ = OCc)
+ Cơng dụng: quan sát những vật nhỏ (các linh kiên đồng hồđiện tử....)
Kính hiển vi
Kính hiển vi là dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt làm tăng gĩc trơng ảnh của những vật rất nhỏ, với số bội giác lớn hơn rất nhiều so với số bội giác của kính lúp.
+ Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính:
+ Vật kính hội tụ L1 cĩ tiêu cự rất nhỏ (cỡ mm) + Thị kính là kính lúp L2
Vật kính và thị kính được ghép đồng trục O1O2=l khơng đổi với ' 2 =δ 1F F
là độ dài quang học.
+ Điều chỉnh kính hiển vi: đưa ảnh sau cùng của vật hiện ra trong khoảng CCCV của mắt.
32 + Khi ngắm chừng ở vơ cực :
δ: Độ dài quang học của kính hiển vi.
f1, f2: Tiêu cự của vật kính và thị kính.
+ Cơng dụng: quan sát những vật rất nhỏ (các vi rút, mơ tế bào.. ..)
Kính thiên văn
Kính thiên văn là dụng cụ quang học hổ trợ cho mắt làm tăng gĩc trơng
ảnh của những vật rất xa (các thiên thể) + Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính:
+ Vật kính hội tụ L1 cĩ tiêu cự rất lớn (cĩ thể hàng chục mét); + Thị kính là kính lúp L2.
Vật kính và thị kính được ghép đồng trục O1O2=l thay đổi được.
+ Điều chỉnh kính thiên văn: đưa ảnh sau cùng của vật hiện ra trong khoảng CCCV của mắt.
33
+ Số bội giác khi ngắm chừng ở vơ cực: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
f1: tiêu cự của vật kính; f2: tiêu cự của thị kính.
+ Cơng dụng: quan sát những vật rất lớn nhưng ở xa (các thiên thể, các vật lớn ở xa mà mắt thường khơng nhìn thấy....