II. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG ÔN TẬP
1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chƣơng “Mắt Các dụng cụ quang học”
2.3. Các sai lầm phổ biến của HS trong khi học phần kiến thức
Các dụng cụ quang học”
Sau khi học xong chƣơng “Mắt. Các dụng cụ quang học” HS cần hình thành đƣợc các kĩ năng cơ bản sau đây:
- Vận dụng đƣợc các công thức về lăng kính để tính đƣợc góc ló, góc lệch và góc lệch cực tiểu. - Vận dụng công thức: 1 1 1 1 1 2 n D f n R R o
- Vẽ đƣợc đƣờng truyền của một tia sáng bất kì qua một thấu kính mỏng hội tụ, phân kì và hệ hai thấu kính đồng trục.
- Dựng đƣợc ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kính.
- Vận dụng công thức thấu kính và công thức tính số phóng đại dài để giải các bài tập.
- Giải đƣợc các bài tập về mắt cận, mắt viễn và mắt lão.
- Dựng đƣợc ảnh của vật tạo bởi kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn. - Giải đƣợc các bài tập về kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn (chủ yếu yêu cầu giải bài tập về kính hiển vi và kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực với ngƣời có mắt bình thƣờng).
- Giải đƣợc các bài tập về hệ quang đồng trục gồm hai thấu kính hoặc một thấu kính và một gƣơng phẳng.
- Xác định tiêu cự của một thấu kính phân kì bằng thí nghiệm.
2.3. Các sai lầm phổ biến của HS trong khi học phần kiến thức “Mắt. Các dụng cụ quang học” dụng cụ quang học”
Để nắm đƣợc các sai lầm phổ biến của HS thƣờng mắc phải trong khi học phần “Mắt. Các dụng cụ quang học” chúng tôi đã thực hiện điều tra bằng cách: Trao đổi với những GV có kinh nghiệm đã có nhiều năm giảng dạy vật lí lớp 12 những năm trƣớc và lớp 11 những năm gần đây ở các trƣờng phổ thông,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
kết hợp với điều tra bằng phiếu điều tra dƣới dạng các câu hỏi kiểm tra. Qua đó chúng tôi nhận thấy trong khi tiếp thu kiến thức về phần “Mắt. Các dụng cụ quang học”, HS thƣờng mắc phải những sai lầm phổ biến sau đây:
- Sai lầm cho rằng tia sáng khi truyền qua lăng kính thì luôn bị lệch về phía đáy của lăng kính. Điều này chỉ đúng khi chiết suất tỉ đối của chất làm lăng kính đối với môi trƣờng đặt lăng kính lớn hơn 1
0 1 n n , trƣờng hợp ngƣợc lại 0 1 n n
thì tia sáng sẽ bị lệch về phía đỉnh của lăng kính. Bởi đƣờng
truyền của tia sáng qua lăng kính tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng. Nguyên nhân của sai lầm này là do các em không để ý đến điều kiện nêu trên
mà chỉ áp dụng một cách máy móc các công thức: sininsinr ;
sin 'i nsin 'r .
- Sai lầm cho rằng khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu thì các góc tới (i) và góc ló (i’) bằng nhau và có giá trị nhỏ nhất. Thực ra khi tăng góc tới i từ giá trị nhỏ nhất thì góc lệch D giảm tới một giá trị cực tiểu Dm rồi lại tăng dần. Nguyên nhân của sai lầm này có thể là do các em không đƣợc làm thí nghiệm khi học bài lăng kính nên đã vận dụng công thức: D = i + i’ - A để suy luận khi D = Dm thì i = i’ và nhỏ nhất.
- Sai lầm cho rằng với một thấu kính mỏng thì tiêu cự của nó là hằng số. Thực ra tiêu cự của một thấu kính còn phụ thuộc vào chiết suất của môi trƣờng đặt thấu kính 0 1 2 1 1 1 (n 1)( ) D f n R R
, khi đặt thấu kính trong các
môi trƣờng khác nhau thì tiêu cự của thấu kính cũng có giá trị khác nhau. Sai lầm này có nguyên nhân xuất phát từ việc các em cho rằng tiêu cự của thấu kính chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của thấu kính (chiết suất, bán kính các mặt cong của thấu kính). Cũng từ sai lầm này dẫn tới sai lầm cho rằng thấu kính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hội tụ là thấu kính có dìa mỏng, thấu kính phân kì là thấu kính có dìa dày. Điều này chỉ đúng khi chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính với môi trƣờng đặt thấu kính lớn hơn 1.
- Sai lầm cho rằng trong khoảng giữa vật sáng và màn ảnh luôn có hai vị trí đặt thấu kính hội tụ cho ảnh in rõ nét trên màn. Điều này chỉ đúng khi khoảng cách giữa vật với màn (D) và tiêu cự của thấu kính thỏa mãn điều kiện: D4f . Trong trƣờng hợp D4f thì chỉ có 1 vị trí đặt thấu kính, còn
trƣờng hợp D4f thì không có vị trị nào. Nguyên nhân của sai lầm này là
do các em mới chỉ áp dụng nguyên lý thuận nghịch của sự truyền ánh sáng để suy luận, không chú ý đến điều kiện định lƣợng của bài toán.
- Sai lầm cho rằng điểm cực viễn của mắt viễn thị ở vô cực, khi quan sát vật ở vô cực mắt viễn không phải điều tiết. Thực ra, điểm cực viễn của mắt viễn thị là một điểm ảo nằm sau màng lƣới nên khi mắt viễn quan sát vật ở vô cực đã phải điều tiết. Nguyên nhân của sai lầm này là do các em cho rằng khi quan sát vật ở điểm xa nhất trong giới hạn nhìn rõ của mắt thì mắt không phải điều tiết và điểm đó là điểm cực viễn của mắt.
- Sai lầm cho rằng tật lão thị và tật viễn thị có các đặc điểm giống nhau nên có thể gộp lại làm một. Nhƣng thực ra nguyên nhân dẫn đến tật lão thị và tật viễn thị khác nhau hoàn toàn và mắt lão thị nhìn vật ở xa vô cực không phải điều tiết (nếu lúc trẻ không bị cận thị) còn mắt viễn thị nhìn vật ở xa vô cực vẫn phải điều tiết. Nguyên nhân của sai lầm này là do các em chỉ chú ý đến cách sửa tật cho các mắt này (sửa tật nhìn xa), đều đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để sửa tật.
- Sai lầm cho rằng nguyên tắc cấu tạo của kính hiển vi và kính thiên văn (khúc xạ) là giống nhau. Nhƣng thực ra hai kính này có nguyên tắc cấu tạo lại khác nhau, vật kính của kính hiển vi là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (vài milimet) còn vật kính của kính thiên văn là một thấu kính hội tụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
có tiêu cự dài (vài mét). Sự khác nhau này lại đều có mục đích làm tăng số bội giác của từng kính (kính hiển vi:
1 2 Đ G f f ; kính thiên văn: 1 2 f G f ). Nguyên
nhân của sai lầm này là do các em cho rằng các kính này đều có tác dụng làm tăng góc trông nên vật kính của các kính phải là các thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn.
- Ngoài các sai lầm kể trên thì các em còn hay mắc phải các sai lầm nhƣ: sai lầm về tính chất ảnh của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì; sai lầm về cách vẽ ảnh của vật sáng qua hệ hai thấu kính đặt đồng trục, qua kính hiển vi, qua kính thiên văn; sai lầm khi tính số bội giác của kính hiển vi, kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực; … Nguyên nhân của những sai lầm này có thể do các em không nắm vững kiến thức (có sự nhầm lẫn giữa các kiến thức, các công thức…), cũng có thể do khi giảng dạy phần kiến thức đó quá trừu tƣợng mà GV lại không sử dụng các phƣơng tiện dạy học hiện đại để hỗ trợ nên các em nắm kiến thức không đẩy đủ và thiếu chính xác,…
Từ sự phân tích các sai lầm phổ biến và các nguyên nhân dẫn đến các sai lầm, chúng tôi nhận thấy rằng nguyên nhân chung chủ yếu là do các em không nắm được bản chất của kiến thức mà chỉ áp dụng một cách máy móc, chỉ ghi nhớ một cách hình thức các công thức tính trong các trường hợp đặc biệt mà chưa có sự mở rộng, đào sâu cho các trường hợp tổng quát. Do vậy khi gặp phải những vấn đề không theo khuôn mẫu có sẵn thì HS rất lúng túng trong việc giải quyết vấn đề đó vì vậy rất dễ gặp sai lầm.