Ngoài những kiến thức trọng tâm đã nêu phần 2.2.2. HS cần phải:
- Phân biệt được ưu khuyết điểm từng mô hình bằng thực nghiệm. - Trên cơ sở kiến thức đã biết (ảnh cho bởi một thấu kính, gương..) làm thí nghiệm theo mô hình và lựa chọn dụng cụ đáp ứng với yêu cầu nội dung bài học.
- Rèn luyện được các thao tác tư duy, khả năng thực hành sử dụng kính lúp.
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức được học vào tình huống phức tạp hơn.
II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC:
Mắt người bình thường có thể điều tiết để có một ảnh rõ nét trên võng mạc, nếu vật đặt ở đâu đó trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn. Nếu chúng ta đưa vật lại gần mắt hơn điểm cực cận. Ảnh thu được trên võng mạc sẽ nhòe đi
Như vậy 1 vật nhỏ nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt, góc trông vật quá nhỏ ta không phân biệt chi tiết của vật, cho nên muốn quan sát vật được rõ hơn, người ta tìm cách tăng góc trông vật. Thông thường ta đặt vật ở điểm cực cận, kết quả là mắt sẽ rất mệt (h.25)
Vì vậy kích thước ảnh của vật tạo trên võng mạc phụ thuộc vào góc trông
𝛼. Nếu tăng góc trông bằng cách dịch chuyển lại gần mắt hơn, kết quả là vật không nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt, mắt không nhìn thấy vật rõ nữa
80
Mắt con người là cơ quan có hiệu quả rất lớn, tuy nhiên phạm vi của nó có thể mở rộng thêm bằng nhiều cách nhờ những dụng cụ quang học mà chúng ta đã nghiên cứu ở chương trước (gương, lăng kính, thấu kính). Muốn vậy ta phải tạo được một ảnh lớn hơn vật, ảnh này phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Hay nói cách khác, làm thế nào để nhìn được ảnh của của vật dưới một góc trông lớn hơn năng suất phân ly của mắt. Đó chính là công dụng của dụng cụ quang học.
Dựa vào kiến thức các em đã học. Sự tạo ảnh của một vật qua dụng cụ quang học (gương cầu, lăng kính, thấu kính). Chúng tôi muốn các em tham gia bài học này một cách tích cực hơn bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp với phương pháp mô hình và các em tự lựa chọn dụng cụ để đáp ứng được yêu cầu của nội dung bài học
III. CHUẨN BỊ CHO BÀI HỌC:
6 gương cầu lồi, 6 gương cầu lõm, 6 TKHT f = 5cm, 6 TKHT f = 25cm, 6 TKPK
IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY: 1. CÂU HỎI ÔN TẬP:
GV: Hãy nêu điều kiện để mắt nhìn rõ 1 vật ?
HS: Mắt muốn nhìn rõ một vật thì phải tuân theo các điều kiện sau đây + Vật phải đặt trong giới hạn nhìn rõ của mắt
81 GV đặt vấn đề:
Như vậy muốn nhìn rõ các chi tiết của vật nhỏ theo điều kiện nhìn rõ của mắt chúng ta phải làm thế nào?
HS: Đem vật lại gần để làm tăng góc trông vật
GV: Ngay cả khi đem vật nằm ngay ở điểm cực cận mà mắt vẫn không nhìn thấy rõ?
HS: Có nhiều ý kiến khác nhau
+ Đa số các em cho rằng phải dùng kính hiển vi, vì ở cấp THCS các em đã được nhìn các vật nhỏ qua kính hiển vi trong giờ sinh vật
+ Một số ý kiến: Dùng gương cầu lõm
Đặt vật nằm trong khoảng OF, vật cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật Đặt vật nằm ở vị trí sao cho f ≤ d ≤ 2f cho ảnh thật ngược chiều và lớn hơn vật thu được trên màn
+ Một số ý kiến: Dùng TKHT
Đặt vật nằm trong khoảng OF, qua thấu kính vật cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật
Đặt vật nằm ở vị trí sao cho f ≤ d ≤ 2f cho ảnh thật trên màn và lớn hơn vật
GV: Thông qua những dụng cụ quang học sau đây, các em hãy thử xem dụng cụ nào đáp ứng được mục đích chúng ta vừa thảo luận?
Sau đó GV phân lớp thành 6 nhóm (đã định sẵn) mỗi nhóm khoảng 6 - 7 em, phát cho mỗi nhóm 1 gương lồi, 1 gương lõm, 1 TKHT f= 5cm, 1 TKHT f=25cm, 1 TKPK và một miếng nhựa (nắp hộp đựng phim màu đen trên đó dùng kim tay đâm thủng các hình IV, IX, VINH rất nhỏ).
GV tiếp tục đặt câu hỏi: Dùng những dụng cụ các em có trong tay, Hãy phân biệt hình dạng của các chữ trên miếng nhựa so với khi chưa dùng dụng cụ.
82
Ban đầu các nhóm đều bỏ qua hai dụng cụ gương lồi và TKPK
Sau đó các em làm thí nghiệm với gương cầu lõm và thấu kính hội tụ Cuối cùng các em chọn được TKHT có f = 5cm nhìn và phân biệt rõ nhất GV tiếp tục khuyến khích sự tự lực của các em, đặt vấn đề như sau: Sự tương tự cho ảnh của một vật đặt trong khoảng OF của gương cầu lõm và TKHT, tại sao gương cầu lõm thì không trông rõ được vật
Học sinh lúng túng……..
GV giải thích bằng cách đặt câu hỏi như sau:
+ Khi nghiên cứu ảnh của một vật qua gương cầu, muốn ảnh rõ nét cần phải thỏa mãn điều kiện gì?
HS: Điều kiện tương điểm
GV giải thích thêm: Khi vật có kích thước rất nhỏ vì là gương cầu có tính chất phản xạ ánh sáng nên phải tăng cường ánh sáng tới mặt gương, cho nên chùm tia phát ra từ vật là chùm tia phân kỳ vì vậy vi phạm điều kiện tương điểm ảnh thu được không rõ nét theo mô hình chúng ta đã phân tích
GV tiến hành thí nghiệm cho học sinh quan sát với gương cầu lõm và học sinh nhận xét:
83
Trông ảnh qua gương cầu lõm các chữ IV, IX thành các chữ VI, XI còn chữ VINH không đọc được, Vì vậy rất bất tiện trong việc quan sát các vật nhỏ
GV: Thấu kính sử dụng trên (f= 5cm) gọi là kính lúp
2. ĐỊNH NGHĨA KÍNH LÚP:
Kính lúp là dụng cụ quang học hỗ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật nhỏ. Nó có tác dụng làm tăng góc trông ảnh, bằng cách tao ra một ảnh ảo
lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt
Kính lúp đơn giản nhất là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn
Liên hệ thực tiễn:
Chúng ta thường thấy thợ sửa đồng hồ, thợ kim hoàn thường lắp kính vào mắt, với mục đích giúp cho họ nhìn rõ các chi tiết của vật nhỏ.
GV cho HS quan sát kính lúp của thợ sửa đồng hồ và cho HS quan sát các vật nhỏ như đọc trang sách hoặc phân biệt được các lỗ nhỏ trên miếng nhựa vừa làm thí nghiệm.
3. CÁCH NGẮM CHỪNG - ĐỘ BỘI GIÁC
GV: Theo điều kiện cho ảnh qua 1 TKHT, muốn quan sát ảnh của 1 vật AB qua kính lúp thì phải đặt vật trong khoảng nào của kính và ảnh phải nằm trong khoảng nào của mắt ?
HS: Vật phải nằm trong khoảng OF ( d < f ) của kính và ảnh A’B’ phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt
GV hoàn thiện thêm: Nếu A’B’ hiện lên trên điểm cực cận (CC) gọi là
ngắm chừng ở cực cận, Nếu A’B’ nằm ở điểm cực viễn (CV) là ngắm chừng ở
vô cực
Ta trông vật AB trực tiếp bằng mắt với góc trông 𝛼0 nếu vật đặt ngay điểm cực cận
84
Tỷ số: G = 𝛼
𝛼0 Gọi là độ bội giác
GV đặt vấn đề tiếp: Nếu ta dùng kính lúp có độ dài tiêu cự là f. Dựa vào hình vẽ hãy tính độ bội giác của kính lúp?
HS: Lên bảng tính (giáo viên nhắc nhở vì 𝛼, 𝛼0 nhỏ nên tg𝛼 ≅ 𝛼) Ta có: tg𝛼0 = 𝐴𝐵𝐷 ; tg𝛼 = |𝐴′𝐵′𝑑′|+𝑙 G = 𝑡𝑔𝛼 𝑡𝑔𝛼0 =𝐴′𝐵′𝐴𝐵 .|𝑑′𝐷|+𝑙 = 𝑘|𝑑′𝐷|+𝑙 Trong đó 𝒍: khoảng cách từ mắt đến kính d': khoảng cách từ A’B’ đến kính k: là độ phóng đại
GV: Trong trường hợp ngắm chừng ở cực cận, thì độ bội giác như thế nào?
85
GV: Trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực, đặt vật AB ở vị trí nào của kính? Vẽ ảnh, tính độ bội giác? Và hãy nói rõ vị trí đặt mắt?
HS: Ab đặt ngay tiêu diện của kính
tan𝛼 = 𝐴𝐵𝑓 ⟹ 𝐺 =tantan𝛼𝛼
0 =𝐴𝐵𝑓 .𝐴𝐵𝐷 =𝐷𝑓
Không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt
GV: Theo công thức vừa tính độ bội giác G phụ thuộc vào những yếu tố nào?
HS: Tiêu cự của kính và khoảng nhìn rõ ngắn nhất D cửa mắt
GV: Đối với mắt bình thường (không tật) D = 0,25cm, tại sao lúc đầu (thí nghiệm) ta không chọn TKHT có f = 25cm, mà chọn TKHT f = 5cm ?
HS: Chọn thấu tính có tiêu cự ngắn để có độ bội giác G lớn.
GV: Thông thường kính lúp có tiêu cự từ 1-5cm thì G có giá trị từ 5 đến
25 giá trị này được ghi trên vành kính.
Củng cố: GV đặt các câu hỏi sau:
+ Nếu đặt mắt trong tiêu diện ảnh của kính lúp thì độ bội giác có thay đổi không? Tại sao?
GV phát phiếu cho HS trả lời trong phiếu, cuối tiết thu lại phiếu và giải đáp ở tiết bài tập.
86
2.4.5. BÀI: KÍNH HIỂN VI - KÍNH THIÊN VĂN I. NHỮNG BÀI TẬP CÓ LIÊN QUAN: