- Sự truyền thăng ánh sáng: Nhận biết được rằng, ta nhìn thấy các vật khi cĩ ánh sáng từ vật đĩ truyền thẳng vào mắt ta. Phát biểu được định luật truyền thẳng ánh sáng. Nhận biết được ba loại chùm sáng: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ, chùm sáng phân kỳ.
- Phản xạ ánh sáng: Nêu được ví dụ về hiện tượng phản xạ ánh sáng. Phát biêu được định luật phản xạ ánh sáng. Nhận biết được tia tới, tia phản xạ, gĩc tới, gĩc phản xạ, pháp tuyến đối với sự phản xạ ánh sáng bởi gương phang. Nêu được đặc điêm chung về ảnh của vật tạo bởi gương phăng: đĩ là ảnh ảo cĩ kích thước bằng vật, khoảng cách từ gương đến vật và ảnh bang nhau.
- Khúc xạ ánh sáng: Mơ tả lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ khơng khí sang nước và ngược lại. Chỉ ra được tia tới, tia khúc xạ, gĩc khúc xạ, gĩc tới.
- Ảnh tạo bởi thấu kính hội tự, thấu kính phân kỳ: Nhận biết được thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ. Mơ tả được đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ, thau kính phân kỳ. Nêu được tiêu điểm, tiêu cự của thau kính là gì. Nêu được đặc điểm về ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ.
2.1.3 Cẩu trúc nội dung của các chương trong phần Quang học cap THCS
Chương trình vật lý 7 cĩ nội dung kiến thức:
- Sự truyền thăng ánh sáng: Nhận biết được rằng, ta nhìn thấy các vật khi cĩ ánh sáng từ vật đĩ tru ven thang vào mat ta. Phát biếu được định luật truyền thăng ánh sáng. Nhận biết được ba loại chùm sáng: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ, chùm sáng phân kỳ.
- Phản xạ ánh sáng: Nêu được ví dụ về hiện tượng phản xạ ánh sáng. Phát biêu được định luật phản xạ ánh sáng. Nhận biết được tia tới, tia phản xạ, gĩc tới, gĩc phản xạ, pháp tuvến đối với sự phản xạ ánh sáng bởi gương phang. Nêu được đặc điêm chung về ảnh của vật tạo bởi gương phăng: đĩ là ảnh ảo cĩ kích thước bằng vật, khoảng cách từ gương đến vật và ảnh bang nhau.
- Gương cầu: Nêu được những đặc đi êm của ảnh tạo bời gương cầu lồi và ảnh của vật tạo bởi gương cầu lõm. Nêu được ứng dụng chính của gương cầu lồi là tạo ra vùng nhìn thấy rộng và ứng dụng chính của gương cầu lõm là cĩ thê biến đơi một chùm tia tới song song thành chùm tia phản xạ tập trung vào một điêm, hoặc cĩ thê biến đơi một chùm tia tới phân kỳ thích hợp thành một chùm tia phản xạ song song.
Chương trình vật lý 9 cĩ nội dung kiến thức:
- Khúc xạ ánh sáng: Mơ tả lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ khơng khí sang nước và ngược lại. Chỉ ra được tia tới, tia khúc xạ, gĩc khúc xạ, gĩc tới.
- Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ: Nhận biết được thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ. Mơ tả được đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu
kính hội tụ, thấu kính phân kỳ. Nêu được tiêu đi êm, tiêu cự của thấu kính là gì. Nêu được đặc điếm về ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ.
- Máy ảnh, mắt, kính lúp: Nêu được máy ảnh dùng phim cĩ các bộ phận chính là vật kính, buồng tối, chỗ đặt phim. Nêu được mắt cĩ các bộ phận chính là thê thủy tinh và màng lưới. Nêu được sự tương tự giữa cấu tạo của mắt và máy ảnh. Nêu được mắt phải điều tiết khi muốn nhím rõ các vật ở các vị trí xa gần khác nhau. Nêu được đặc điểm của mắt lão, mắt cận và cách sửa. Nêu được kính lúp là thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự ngắn và dùng đê quan sát những vật nhỏ. Nêu được số ghi trên kính lúp là số bội giác của kính lúp và khi dùng kính lúp cĩ độ bội giác càng lớn thì quan sát thấy ảnh càng lớn.
- Ánh sáng trắng và ánh sáng màu: Kế tên một vài nguồn sáng phát ra ánh sáng trang thơng thường, nguồn phát ra ánh sáng màu và nêu được tác dụng của tấm lọc ánh sáng màu. Nêu được chùm ánh sáng trắng cĩ chứa nhiều chùm ánh sáng màu khác nhau và mơ tả được cách phân tích ánh sáng trắng thành các ánh sáng màu.
- Các tác dụng của ánh sáng: Nhận biết được rằng khi cĩ nhiều ánh sáng màu được chiếu vào cùng một chỗ trên màn ảnh trắng hoặc đồng thời đi vào mắt thì chúng được trộn với nhau và cho ra một màu khác han, cĩ thế trộn một số ánh sáng màu thích hợp với nhau đê thu được ánh sáng trắng. Nhận biết được rằng vật tán xạ mạnh ánh sáng màu nào thì cĩ màu đĩ và tán xạ kém các ánh sáng màu khác. Vật màu trắng cĩ khả năng tán xạ mạnh tất cả các ánh sáng màu, vật màu đen khơng cĩ khả năng tán xạ bất kỳ ánh sáng màu nào. Nêu được ví dụ thực tế về tác dụng nhiệt, sinh học và quang điện của ánh sáng và chỉ ra được sự biến đối năng lượng đối với mỗi tác dụng
2.2 Phân tích bài tập Ọuang học trong một số đề thi chọn HSG các cấp từ năm 2009 đến năm 2011
1. Một thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự / = 20cm. Một vật sáng A cĩ dạng mũi tên được đặt trước thấu kính, vuơng gĩc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính của thấu kính. Một màn M đặt vuơng gĩc với trục chính phía sau thấu kính, ở cách vật một đoạn L.
a) Cho L = 90cm. Thấu kính ờ vị trí sao cho ảnh A’B’ của AB qua thấu kính hiện rõ trên màn. Vẽ hình mơ tả sự tạo ảnh của AB trên màn. Sử dụng hình vẽ và các phép tính hình học, tìm khoảng cách thấu kính đến vật AB.
b) Tìm điều kiện về giá trị khoảng cách L đề cĩ được vị trí của thấu kính trong khoảng cách giữa vật AB và màn sao cho ảnh A 'B ' hiện rõ trên màn.
(Tìrích đề thi chính thức 2009-2010).
2. Một thau kính cĩ tiêu cự / . Một vật sáng AB cĩ dạng mũi tên được đặt trước thấu kính, vuơng gĩc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính của thấu kính. Một màn ảnh đặt vuơng gĩc trục chính sau thấu kính. Cho biết ảnh A ’B’ của AB là ảnh thật hiện rõ trên màn và cao gấp hai lần AB. Khoảng cách từ vật AB đến màn là 72cm. a) Hãv cho biết thấu kính là thấu kính hội tụ hav thấu kính phân kì?
b) Vẽ hình mơ tả sự tạo ảnh của AB. Sừ dụng hình vẽ và các phép tính hình học, tìm tiêu cự / của thấu kính.
(Trích đề thi chính thức 2010-2011)
3. Một thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự f. Một vật sáng AB cĩ dạng mũi tên được đặt trước thấu kính sao cho ảnh của vật qua thấu kính hiện rõ trên màn ảnh được đặt phía sau thấu kính. Gọi khồng cách từ vật AB đến ảnh L, khoảng cách của vật AB đến thấu kính là X.
a) Tìm giá trị của khoảng cách L theo giá trị của X và f.
b) Sự thav đối của khoảng cách L theo giá trị X được người ta v ẽ biểu diễn như đồ thị bên. Dựa vào đồ thị, hãvtìm các giá trị X2, Xo và Lo-
L ( c m )
ịTìríchđề thi chính thừc 2011-2012). 2.2.2 Đề thi học sinh giỏi cấp Quận ở một sổ Quận trong thành phố Hồ Chỉ Minh qua một số năm học
1. Cho 2 gương phang họp nhau một gĩc a, một điểm s đặt trước 2 gương. a) Nêu cách vẽ ltia sáng SI đến gương I, sau khi phản xạ trên mỗi gương lần thì đi qua s.
b) Nêu cách vẽ 1 tia sáng SH đến gương I, sau khi phản xạ trên 2 gương cĩ tia phản xạ sau cùng trùng với tia SH ( vẽ hình 2 câu a, b riêng biệt)
(Trích đề thi HSG Quận Bình Thạnh (2006-2007)
2. Hai gương phăng Gi, G2 đặt cạnh nhau, mặt phản xạ của hai gương hợp nhau với một gĩc 60° như hình vẽ. Một điểm sáng s đặt trong khoảng giữa hai gương và ở cách đều hai gương.
a) Vẽ và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng đến từ s, phản xạ lần lượt trên hai gương rồi quay trở về s.
b) Chứng minh rằng độ dài của đường đi của tia sáng nĩi trên bằng độ lớn khoảng cách giữa hai ảnh.
(Trích đề thi HSG Quận Tăn Bình 2007-2008)
3. Trong bài 46 thực hành thí nghiệm (SGK lĩfp 9): Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ. Tính tiêu cự của thấu kính hội tụ theo cơng thức: f= ^ +c^
a) Hãy nêu cơ sở lý thuyết và cách tiến hành thí nghiệm. b) Vẽ hình.
(Trích đề thi HSG Quận Bình Thạnh 2005-2006) 4. Cho hai gương phang Gi và G? hợp nhau một gĩc a.
a) Tia sáng SI tới Gi sau khi phản xạ trên gương 1 lần cho tia phản xạ HK hợp với tia tới một gĩc ß . Chứng minh gĩc ß khơng phụ thuộc vào gĩc tới của tia SI.
b) Khoảng cách giữa s và ảnh Si qua Gi là di=12cm; khoảng cách giữa s và ảnh s 2 qua G2 là d2=16cm; khoảng cách giữa ảnh Sj và ảnh s 2 là d3=20cm. Tính gĩc
(Đề thi HSG Tân Phú 2009-2010).
5. Vật sáng AB đặt vuơng gĩc với trúc chính của một thấu kính, A nằm trên trục chính, cho một ảnh ảo A’B’ nhỏ hơn vật. Biết tiêu điếm F của thấu kinh nam trên đoạn AA’ và cách điêm A một đoạn a= 5cm, cách đoạn b 4 c m .
Dựa vào hình vẽ hãv xác định tiêu cự của thau kính và từ đĩ suy ra độ lớn của ảnh so với vật.
6. Một vật sáng AB đặt vuơng gĩc với trục chính của thấu kính hội tụ cĩ tiêu cự f cho ảnh thật A’B’ hứng được trên màn E song song với thấu kính. Màn E cách vật AB một khoảng L; khoảng cách từ vật đến thấu kính là d; từ màn đến thấu kính là
a) Chứng minh cơng thức: — = — + —
f d d'
b) Giữ vật và màn cố định: cho thấu kính di chuvên giữa vật và màn sao cho thấu kính luơn luơn song song với màn với vị trí trục chính khơng thay đơi.
- Chứng minh rằng cĩ thê cĩ hai vị trí của thấu kính cho ảnh A’B’ rõ nét trên màn E. Suv ra ý nghĩa hình hoc của cơng thức — = — + —
f d d'
-Gọi 1 là khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn E. Lập biêu thức tính f theo L và 1.
(Trích đề thi HSG Quận 6 2010-2011)
7. Một thấu kính hội tụ L đặt trong khơng khí. Một vật sáng AB đặt vuơng gĩc với trục chính trước thau kính, A trên trục chính, ảnh A'B qua thau kính là ảnh thật.
a) Vẽ hình sự tạo thành ảnh thật của AB qa thấu kính.
b) Thấu kính qua tiêu cự ( khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điêm) là 20cm; khoảng cách AA’ =90cm. Dựa vào hình vẽ của câu a và các phép tính của hình học, tính khoảng cách OA.
(Trích đề thi HSG quận 5 2010-2011)
8. Một vật là một đoạn thăng sáng AB đặt vuơng gĩc với trục chính của một thấu kính hội tụ ( điêm A nằm trên trục chính ) choa ảnh thật AiBi cao 1,2 cm. Khoảng cách từ tiêu điêm đến quang tâm của thấu kính là 20cm. Dịch chuvên vật đi
đoạn 15cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4 cm. Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước khi dịch chuyên và tìm độ cao của vật.
(Trích đề thi HSG quận Tăn Bình 2010-2011) 2.2.3. Phân tích các đề thi HSG các cấp
Qua tham khảo các đề thi HSG các cấp qua các năm học, đế từ đĩ rút kinh nghiệm cho cơng tác bồi dưỡng của mình, tơi nhận thấy nội dung các đề thi xốy sâu vào các nội dung sau:
- Bài tập về gương phẳng: Xốy vào nội dung ghép gương và gương xoay, hav tính thị trường gương phang.
- Bài tập về thấu kính: Nội dung xốy sâu vào việc tính tiêu cự của thấu kính, nhận biết được thấu kính, xác định độ lớn ảnh hay vật khi di chuyển thau kính.
2.3 Lụ-a chọn các kiến thức, kỹ năng nâng cao phần Ọuang học bồi dưỡng học sinh giỏi
- Từ việc tham khảo các đề thi, tiến hành phân tích nội dung của các đề thi tơi tiến hành lựa chọn và phân loại bài tốn quang hình theo hệ thong sau:
2.3.1 Hệ thắng chương trình và phân dạng bài tốn quang hình
- Kiến thức tốn hình chủ yếu: tam giác vuơng, đồng dạng, đường trung bình của tam giác , số đo gĩc.
- Lựa chọn các kiến thức, kỹ năng nâng cao phần Quang học .
a. Sự truyền thăng ánh sáng
Bĩng đen, bĩng mờ, hiện tượng nguyệt thực và nhật thực. -Vật sáng là 1 điềm sáng.
-Vật chắn sáng là một mặt phẳng. -Vật chắn sáng là một quả cầu.
Xảc định độ cao của bĩng đèn, vận tốc di chuyến của bĩng.
b. Phản xạ ánh sáng
* Gương phang, mặt hồ yên tĩnh. - Định luật phản xạ ánh sáng.
+ Quy tắc: tia sáng xuất phát từ 1 điểm sáng (vật) tia phản xạ cĩ phương truyền đi qua ảnh của điêm sáng đĩ.
+ Vẽ hình đường đi của tia sáng theo yêu cầu qua: một gương, hai gương, ba gương, bốn gương ghép với nhau.
+ Tính và vẽ số ảnh cho bời hệ thống gương phăng.
- Tính độ dài đường đi của tia sáng: đưa về cạnh của một tam giác vuơng và dựa trên tính đối xứng.
- Bài tốn về quay gương và tính gĩc quay.
- Bài tốn về thị trường: Xác định vùng nhìn thấv và kích thước tối thiêu của gương phang ( soi gương ).
c. Khúc xạ ánh sáng
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phăng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. - Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang các mơi trường khác trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì gĩc khúc xạ nhỏ hơn gĩc tới, khi tia sáng truyền được từ các mơi trường trong suốt ran, lỏng khác nhau sang khơng khí thì gĩc khúc xạ lớn hơn gĩc tới.
- Khi gĩc tới bằng 0° thì gĩc khúc xạ bằng 0° và tia sáng truyền thẳng khơng bị khúc xạ.
Chú ỳ:
- Khi tia sángtruvền từ khơng khí sang các mơi trường trong suốt ran, long khác nhau với gĩc tới khác 0° thì luơn cĩ hiện tượng khúc xạ.
- Khi tia sáng truyền từ các mơi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau sang khơng khí thì khơng phải lúc nào cĩ hiện tượng khúc xạ. Chi khi nào gĩc tới nhỏ hơn một giá trị xác định nào đĩ đối với từng mơi trường, thì mới cĩ hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Neu gĩc tới lớn hơn giá trị xác định trên thì khơng cĩ hiện tượng khúc xạ mà chỉ cĩ hiện tượng phản xạ. Ví dụ: Khi tia sáng truyền từ nước sang khơng khí thì gĩc tới nhỏ hơn 48°30’ mới cĩ hiện tượng khúc xạ, nếu gĩc tới lớn hon 48°30’ thì khơng cĩ hiện tượng khúc xạ chỉ cĩ hiện tượng phản xạ.
- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ. * Các dạng bài tập
+ Kiến thức cơ bản về hình vẽ.
+ Lưu ý: ảnh ảo, ảnh thật, vị trí ảnh và vật, các tia sáng xuất phát từ 1 điểm, các tia lĩ cĩ phương truvền đi qua ảnh của điếm sáng đĩ.
+ Bài tốn về hình vẽ và nhận xét đặc điêm của thấu kính. + Bài tốn áp dụng số liệu.
+ Bài tốn về di chuyên vật, di chuyến của thấu kính. + Bài tốn về thav thế thấu kính.
+ Các bài tốn cùng dạng.
- Gương phẳng: Dựng được ảnh khi ta ghép nhiều gương phẳng lại với nhau. - Kỹ năng tính tốn được độ lớn ảnh khi dùng gương phang.
- Giải thích các hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Xác định được thấu kính phân kv, thấu kính hội tụ, nhận biết được thấu kính và xác định được ảnh khi di chuyển thấu kính.
2.4 Khảo sát trình độ đội tuyển HSG Vật lý trường THCS Đồng Khỏi quận Tân Phú năm học 2012-2013
Trình độ đội tuyển HSG Vật lý trường THCS Đồng Khởi được lấy từ nguồn