8. Cấu trúc khố luậ n
2.2.Hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang”-Vật lí 11 THPT
2.2.1. Hệ thống bài tập
Dạng 1. Khảo sát đường đi của tia sáng qua lăng kính
Bài 1. Cho một lăng kính cĩ gĩc chiết quang A = °
60 cĩ chiết suất n= 2, chiếu tia sáng đơn sắc nằm trong một thiết diện thẳng của lăng kính, vào mặt bên của lăng kính dưới gĩc tới i=45°.Tính gĩc lĩ và gĩc lệch của tia sáng.
Dạng 2. Bài tập phần thấu kính
Bài 2. Vật sáng AB đặt vuơng gĩc với trục chính xy qua thấu kính cho
ảnh A’B’ =0,4 AB và cùng chiều với AB. a, Thấu kính trên là thấu kính gì?
b, Hãy vẽ và xác định tiêu điểm, tiêu cự của thấu kính?
Bài 3. Cho xy là trục chính của thấu kính, A là điểm sáng, A’ là ảnh của A qua thấu kính. O là quang tâm của thấu kính.(như hình 3.1)
Thấu kính này là thấu kính gì? Bằng cách vẽ hãy xác định tiêu điểm, tiêu cự
của thấu kính.
(Hình 3.1)
Bài 4. Chiếu một chùm sáng hội tụ tới một thấu kính L và hứng chùm tia lĩ lên một màn phẳng E vuơng gĩc với trục chính của L, ta được một vết sáng trịn trên màn. Di chuyển tịnh tiến màn E ra xa hoặc lại gần thấu kính, ta thấy diện tích vệt sáng khơng đổi. a, L là loại thấu kính gì? A x O y A
39
b, Thấu kính này cĩ hai mặt cầu với bán kính bằng nhau là 50cm, chiếu suất 1,5. Tìm độ tụ và tiêu cự của thấu kính.
c, Đặt một vật AB =2cm vuơng gĩc với trục chính của thấu kính và cách thấu kính 40cm. Xác định ảnh cho bởi thấu kính.
Bài 5. Đặt một vật cách một thấu kính hội tụ 12 cm ta thu được một ảnh cao gấp 3 lần vật. Tính tiêu cự của thấu kính.
Bài 6. Vật thật AB cao 1cm cho ảnh A’B’ cao 1,5 cm. Ảnh này cách vật 50cm. Tìm d,d ,' f .
Ba5i 7. Qua mơ8t thâ4u ki4nh phân ki5, mơt vâ8 8t thâ8t AB ca4ch tiêu điểm vâ8t 60 cm, ta cho ảnh A’B’ ca4ch tiêu điểm ảnh 15 cm. Xa4c đi8nh d,d ,'f .
Ba5i 8. Qua mơ8t thâ4u ki4nh hơi tu8 8, vâ8t AB vuơng go4c vơ4i quang tru8c chính cho ảnh thâ8t ngươ8c chiê5u A’B’, dich vâ8 8t va5o 40 cm thi5 ảnh di8ch 5 cm, vẫn la5 ảnh thâ8t va5 lơ4n hơn gâ4p hai lâ5n ảnh ban đâ5u. Ti5m f.
Bài 9. Vật sáng AB cách màn ảnh 150cm. Trong khoảng giữa vật và màn ảnh, ta đặt một thấu kính hội tụ L coi như song song với vật AB. Di chuyển L dọc theo trục chính, ta thấy cĩ hai vị trí của L để ảnh hiện rõ trên màn. Hai vị trí này cách nhau 30cm.
a, Tìm tiêu cự của L
b, Với thấu kính trên, phải đặt màn ảnh cách vật bao nhiêu thì chỉ cĩ một vị trí của L cho ảnh rõ nét trên màn?
Bài 10. Cho nguồn sáng điểm S đặt trên trước và trên trục chính của một thấu kính hội tụ(như hình vẽ 10.1). S đặt cách quang tâm O của thấu kính một đoạn SO = 50cm. Người ta đặt sau thấu kính một màn, màn cách thấu kính đoạn OI=100cm. Trên màn thu được vật sáng trịn cĩ đường kính CD=2AB. Tìm tiêu cự của thấu kính.
40
(Hình 10.1)
Dạng 3. Bài tập phần hệ thấu kính đồng trục
Bài 11. Một thấu kính hội tụ L1 tiêu cự 30cm. Điểm sáng S đặt trên trục chính cách thấu kính 40cm.
a, Xác định vị trí, độ lớn, tính chất ảnh của điểm sáng qua thấu kính. b, Phía sau thấu kính (khơng cùng phía với S) đặt thêm một thấu kính hội tụ L2 cĩ tiêu cự -60cm cách L1 một khảng 90cm, xác định vị trí, tính chất,
độ lớn ảnh cuối cùng.
c, Nếu thấu kính L2 đặt sát L1 thì vị trí, tính chất, độ lớn ảnh cuối cùng xác định như thế nào? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ba5i 12. Hai thâ4u ki4nh đơ5ng tru8c, co4 tiêu cư8 lâ5n lươ8t la5 f1 = 20 cm, f2 = - 30 cm, đă8t ca4ch nhau mơ8t khoang O1O2 = 1. Vẩ 8t thâ8t AB ( sau hai lâ5n tao ảnh) cho ta ảnh qua hê8 la5 A2B2 cach O2 mơ4 8t khoảng 30 cm va5 cao bă5ng 1,5 AB. Ti4nh d1, l. Dạng 4. Sửa các tật của mắt Bài 13. Một người cận thị lớn tuổi cĩ điểm cực viễn cách mắt 100cm và điểm cực cận cách mắt 50cm tính độ tụ của kính phải đeo để người này cĩ thể (kính đeo sát mắt) a, Nhìn xa vơ cùng khơng phải điều tiết
b, Đọc được trang sách khi đặt gần mắt nhất, cách mắt 25 cm
I D C A B S
41
Bài 14. Một người mắt bị tật cĩ điểm cực viễn cách mắt 50cm và điểm cực cận cách mắt 12,5cm.
a, Mắt người này bị tật gì? Tính độ tụ của thấu kính phải đeo để tật này( kính đeo sát mắt)
b, Khi đeo kính khắc phục tật trên thì mắt nhìn được điểm gần nhất là bao nhiêu?
Dạng 5. Xác định độ bội giác của các dụng cụ quang học
Bài 15. Một người cĩ khoảng nhìn rõ từ 22 cm đến 102cm. Quan sát một vật nhỏ qua kính lúp cĩ ký hiệu f = 5cm. Mắt đặt cách kính 2cm.
a, Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính để mắt thấy rõ. b, Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vơ cực.
Bài 16. Vật kính của kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 = 1cm, thị kính cĩ tiêu cự f2 = 4 cm. vật kính và thị kính cách nhau l = 21 cm khơng đổi. Mắt người quan sát khơng bị tật đặt sát kính cĩ khoảng cực cận là Đ = 20 cm.
a, Phải đặt vật trong khoảng nào trước kính để người quan sát cĩ thể
nhìn thấy ảnh của vật qua kính.
b, Tính số bội giác khi ngắm chừng ở vơ cực.
Bài 17. Vật kính của kính thiên văn cĩ tiêu cự f1 = 85cm, thị kính cĩ tiêu cự f2 = 5cm, khoảng cách từ vật kính đến thị kính là l thay đổi được. Một người mắt bình thường quan sát mặt trăng ở trạng thái khơng điều tiết.
a, Tính khoảng cách từ vật kính đến thị kính. b, Số bội giác khi ngắm chừng ở vơ cực.
2.2.2 Hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập chương “Mắt. Các dụng cụ quang” cụ quang”
Tất cả các bài tập trên được hướng dẫn theo kiểu ơrixtic. Các bài tập sẽ được chúng tơi trình bày theo: Câu hỏi định hướng tư duy của HS và sơ lược giải sẽđược trình bày trong phần phụ lục.
42
Dạng 1. Khảo sát đường đi của tia sáng qua lăng kính
Bài 1. Câu hỏi định hướng tư duy:
Hiện tượng gì xảy ra khi chiếu tia sáng đến lăng kính?
Để tính gĩc lĩ và gĩc lệch của tia sáng cĩ thể áp dụng cơng thức nào
để tính?
Dạng 2. Bài tập phần thấu kính
Bài 2. Câu hỏi định hướng tư duy:
Ảnh đã cho cùng chiều thì ảnh đĩ cĩ tính chất gì? Loại thấu kính nào sẽ cho ảnh nhỏ hơn vật?
Cách vẽảnh của vật AB đặt vuơng gĩc với trục chính như thế nào? Tia sáng truyền qua quang tâm O sẽđi qua những điểm nào?
Bài 3. Câu hỏi định hướng tư duy:
Tia sáng từ A chiếu đến thấu kính cĩ phải tia đặc biệt khơng? Cách vẽđường đi của tia sáng đặc biệt như thế nào? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tia lĩ sẽđi qua những điểm nào?
Làm cách nào xác định được tiêu điểm phụ? Bài 4. Câu hỏi định hướng tư duy:
Di chuyển màn E ra xa hoặc lại gần thấu kính, diện tích vệ sáng khơng
đổi, như vậy phương của chùm tia lĩ ra khỏi thấu kính phải như thế nào để
thỏa mãn điều kiện đĩ ?
Thấu kính nào cho chùm tia lĩ như vậy?
Tính độ tụ, tiêu cự của thấu dựa vào cơng thức nào?
Từ tiêu cự, khoảng cách vật làm thể nào cĩ thể xác định độ lớn của ảnh? Bài 5. Câu hỏi định hướng tư duy:
Đề bài đã cho những đại lượng nào?
Tính tiêu cự thấu kính qua cơng thức nào cĩ liên quan đến những đại lượng ấy?
43
Ảnh cao gấp 3 lần vật thì cĩ thể xảy ra mấy khả năng đối với hệ số
phĩng đại?
Bài 6. Câu hỏi định hướng tư duy:
Cĩ thể xác định đại lượng nào thơng qua độ lớn của ảnh và vật? Cĩ những trường hợp nào cĩ thể xảy ra ở bài tốn này?
Hãy vẽ hình biểu diễn quá trính tạo ảnh ứng với từng trường hợp. Giải bài tốn này cĩ thể dùng những phương pháp nào?
Bài 7. Câu hỏi định hướng tư duy: Hãy vẽ hình biểu diễn quá trình tạo ảnh?
Tiêu cự của thấu kính xác định theo cơng thức nào?
Dựa vào hình vẽ và các mối liên hệ theo giả thiết, lập phương trình để
tìm tiêu cự?
Bài 8. Câu hỏi định hướng tư duy:
Sau khi dịch vật, thu được ảnh thật và ảnh gấp 2 lần ảnh ban đầu, như
vậy cĩ nhận xét gì về hệ số phĩng đại giữa 2 lần tạo ảnh.
Dựa vào mối liên hệ này cĩ thể giải bài tốn theo mấy cách? Bài 9. Câu hỏi định hướng tư duy:
Nhận xét về vai trị của dvà d'trong cơng thức xác định tiêu cự của thấu kính? Nếu hốn đổi dvà d'cho nhau thì cơng thức ấy cĩ thay đổi khơng?
Như vậy nếu giữ vị trí vật và màn cố đinh, thì ở những khoảng cách nào đặt thấu kính so với vật sẽ cho ảnh rõ nét trên màn?
Bài 10. Câu hỏi định hướng tư duy:
Điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ thì cĩ mấy khả năng tạo ảnh? Hãy vẽ hình biểu diễn quá trình tạo ảnh?
44
Dạng 3. Bài tập phần hệ thấu kính đồng trục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bài 11. Câu hỏi định hướng tư duy: Sơđồ tạo ảnh như thế nào?
Đối với hai thấu kính ghép cách nhau một khoảng l thì vị trí, tính chất
ảnh sau cùng được xác định như thế nào?
Đối với hai thấu kính ghép sát nhau vị trí, tính chất ảnh sau cùng được xác định như thế nào?
Bài 12. Câu hỏi định hướng tư duy: Sơđồ tạo ảnh như thế nào?
Đã cĩ những dữ kiện nào?
Xác định mối liên hệ giữa những đại lượng ấy? Cĩ thể dùng những cách nào?
Dạng 4. Sửa các tật của mắt
Bài 13. Câu hỏi định hướng tư duy:
Khi nhìn xa vơ cùng (mắt khơng phải điều tiết thì tiêu cự của thấu kính mắt ởđâu?
Ảnh của vật qua kính phải nằm ở đâu thì mới đọc được trang sách gần mắt nhất?
Bài 14. Câu hỏi định hướng tư duy: Mắt của người đĩ bị mắc tật gì?
Kính đeo phải thỏa mãn điều kiện gì để khắc phục?
Khi đeo kính nhìn vật ở gần, ảnh của vật sẽ hiện lên ởđâu để nhìn rõ? Từđĩ hãy xác định khoảng nhìn gần nhất là mắt nhìn rõ?
Dạng 5. Xác định độ bội giác của các dụng cụ quang học
Bài 15. Câu hỏi định hướng tư duy:
So sánh tác dụng của kính lúp với kính lão?
Lập sơ đồ tạo ảnh? Như vậy, hệ mắt lúp cĩ được coi là hệ thấu kính ghép cách nhau một khoảng l.
45
Hãy áp dụng phương pháp giải bài tốn với hệ quang học đồng trục ghép cách nhau một khoảng l để giải?
Độ bội giác được tính theo cơng thức nào? Bài 16. Câu hỏi định hướng tư duy:
Kính hiển vi cĩ cấu tạo gồm mấy thấu kính? Sơđồ tạo ảnh như thế nào ?
Vật phải ở đâu thì mắt mới cĩ thể nhìn rõ?
Khi ngắm chừng ở vơ cực thì khoảng cách từảnh là bao nhiêu? Bài 17. Câu hỏi định hướng tư duy:
Sơđồ tạo ảnh được viết như thế nào?
Mắt quan sát mặt trăng khơng điều tiết tức là ngắm trừng ở vơ cực thì d2’ bằng bao nhiêu?
46
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Vận dụng cơ sở lí luận và thực tiễn về BTVL trong việc NVKTCB và phát triển NLGQVĐ, nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang” - Vật lí 11 THPT, lập sơ đồ cấu trúc, mục tiêu dạy học… của chương, chúng tơi đã soạn thảo hệ thống bài tập và đề xuất phương án giải nĩ.
Để xem xét tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập và cách sử (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dụng chúng trong việc giúp HS NVKTCB và phát triển NLGQVĐ qua việc giải hệ thống bài tập nĩi trên, cần tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thơng. Tuy nhiên do hạn chế về thời gian nghiên cứu, chúng tơi chỉ dự
47
CHƯƠNG 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm kiểm tra tính khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập nhằm giúp HS NVKTCB và phát triển NLGQVĐ
trong việc giải bài tập.
Để đạt được mục đích đĩ, thực nghiệm sư phạm cần giải quyết những nhiệm vụ sau:
- Tiến hành hướng dẫn HS giải hệ thống bài tập chương “Mắt. Các dụng cụ quang” đã soạn thảo.
- Kiểm tra đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập trong dạy học hướng dẫn HS suy nghĩ trong quá trình tìm kiếm lời giải cho mỗi loại bài tập giúp HS NVKTCB và phát triển NLGQVĐ
- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. Từđĩ rút ra kết luận về: + Mức độ nắm vững kiến thức, kỹ năng cơ bản giải bài tập, NLST của HS.
+ Khả năng sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt. Các dụng cụ
quang” của GV trong việc hướng dẫn giải và trong việc khắc phục những khĩ khăn, sai lầm của HS trong hoc tập chương này.
+ Sự phù hợp về số lượng và nội dung các bài tập trong hệ thống với yêu cầu NVKT và phát triển NLGQVĐ cho HS.
3.2. Đối tượng và cơ sở thực nghiệm
HS lớp 11 trường THPT.
3.3. Tiến hành thực nghiệm
3.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm
3.3.1.1. Chọn GV thực nghiệm
Các GV dạy thực nghiệm là những GV cĩ trình độ chuyên mơn nghiệp vụ vững vàng, cĩ trách nhiệm cĩ trách nhiệm cao, và dạy ít nhất hai lớp 11
48
Trước nghiên cứu nội dung chương “Mắt. Các dụng cụ quang”, cần phải trao đổi với GV tham gia dạy thực nghiệm về nhiệm vụ, mục đích và nội dung thực nghiệm. Các vấn đề trao đổi, thảo luận về: các dạng bài tập, số
lượng bài tập, chất lượng bài tập, lường trước những khĩ khăn vướng mắc mà HS sẽ gặp phải… Đề ra các phương án hướng dẫn HS khắc phục khĩ khăn đĩ.
3.3.1.2. Chọn lớp thực nghiệm
Chúng tơi tiến hành thực nghiệm sư phạm với đối tượng HS lớp 11 THPT với 2 lớp thực nghiệm và 2 lớp đối chứng (11A1 với 11A2; 11A3 với 11A4)
- Chất lượng ở các lớp thực nghiệm và đối chứng trước TNSP:
Để đảm bảo tính khách quan, chúng tơi đã lựa chọn lớp thực nghiệm và đối chứng cĩ số lượng, trình độ, năng lực học tập các mơn khoa học tự
nhiên trong đĩ cĩ mơn Vật lí là gần như tương đương nhau. Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng cùng một GV dạy.
3.3.1.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Ở lớp thực nghiệm: GV cộng tác dạy theo phương án dạy học đã soạn thảo trong các giáo án mà người thực hiện đề tài đưa ra và đảm bảo đầy đủ
các phương tiện dạy học cần thiết.
- Ở lớp đối chứng: GV cộng tác dạy theo cách mà họ vẫn thường sử (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dụng (Thuyết trình kết hợp một phần với đàm thoại, ít sử dụng phương tiện dạy học…).
- Dự giờ, quan sát hoạt động dạy và học của GV và HS trên lớp, trao
đổi với GV cộng tác, phân tích và xử lí số liệu thu được trong quá trình TNSP một cách khách quan, khoa học.
- Tổ chức cho lớp đối chứng và lớp thực nghiệm cùng làm bài kiểm tra với cùng một nội dung do người thực hiện đề tài chuẩn bị, trong cùng thời gian làm bài đểđánh giá kết quả học tập.
- Trao đổi với HS sau mỗi tiết học nhằm rút ra những kết luận vềđề tài nghiên cứu.
49
3.3.1.4. Thời gian thực nghiệm sư phạm.
Thời gian từ 02/03 đến 08/04 của học kì II năm học 2014-2015
3.3.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
- Việc giảng dạy các bài thực nghiệm được bố trí theo đúng thời khố