- HS: D f
1. Tình huống mở đầu
- GV: Vật kính của kính hiển vi là một thấu kính hội tụ, tiêu cự của nó có giá trị như thế nào?
- HS: chưa có cơ sở suy luận về tiêu cự của vật kính, dựđoán tiêu cự có giá trị nhỏ
2. Bài toán
- GV: vật kính của kính hiển vi có tác dụng gì?
- HS: vật kính có tác dụng tạo ra một ảnh thật lớn hơn vật nhiều lần
- GV: Như vậy số phóng đại của vật kính phải có giá trị lớn.
- Đặt một vật nhỏ trước và cách vật kính (f1) một khoảng f1<d<2f1, hãy thiết lập số bội giác qua vật kính, từđó suy ra giá trị của f1 - HS: ' 1 1 d f k d d f d f , để k lớn thì f1 có giá trị rất nhỏ 3. Phát hiện kiến thức mới - GV: vật kính của kính hiển vi có giá trị rất nhỏ (cỡ vài cm) 4. Kiểm chứng
- GV: Các dụng cụ quang hỗ trợ cho mắt quan sát những vật nhỏđều có đại lượng đặc trưng là số
bội giác G, khả năng làm tăng góc trông vật của dụng cụ quang. Để kiểm chứng xem mô hình kính hiển vi trên có đúng hay không, ta cần phải kiểm tra giá trị số bội giác.
Nếu vận dụng mô hình kính hiển vi trên thì có thể suy ra điều gì về số bội giác của kính hiển vi?. Trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực thì số bội giác của kính hiển vi có phụ thuộc vào vị trí đặt mắt không?
- HS: Dự đoán: kính hiển vi có tác dụng hỗ trợ cho mắt quan sát những vật rất nhỏ bằng cách tạo
ảnh cuối cùng có góc trông lớn nên số bội giác của kính hiển vi phải lớn hơn nhiều so với của kính l`úp. Khi ngắm chừng ở vô cực, ảnh cuối cùng ở vô cực nên số bội giác không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt.
- GV: Hãy kiểm chứng dự đoán trên bằng cách thiết lập số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp tổng quát rồi suy ra số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực.
Định hướng: vẽ sơđồ tạo ảnh của vật qua kính hiển vi. Xác định góc , o rồi suy ra G
- HS: Vẽ sơđồ tạo ảnh của vật qua kính hiển vi. 1 1 1 2 2' o A B tg D G k G tg d l AB - HS: Khi ngắm chừng ở cực thì d2=f2 ; 2 2 D G f ; 1 1 1 1 1 1 1 ' ' d d f k d f f với δ là khoảng cách từ tiểu điểm ảnh của vật kính đến tiêu điểm vật của thị kính 1 2 D G f f
- Do tiêu cự của hai kính rất nhỏ nên số bội giác của kính hiển vi lớn Thông thường, D=25cm,
δ=18cm, f1, f2 khoảng vài cm thì G của kính hiển vi thường khoảng vào trăm.
- Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực tỉ lệ nghịch với 2 tiêu cự, không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt, phù hợp với dựđoán ở trên
6. Hợp thức hóa kiến thức
- GV: Hãy mô tả cấu tạo và cách ngắm chừng của kính hiển vi?
- HS: Kính hiển vi là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt quan sát những vật rất nhỏ. Kính hiển vi gồm hai bộ phận chính: vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụđóng vai trò như một kính lúp. Hai kính được đặt đồng trục với nhau, khoảng cách giữa hai kính được giữ cố định. Ngoài ra kính hiển vi còn có bộ phận tụ sáng để chiếu sáng vật cần quan sát.
- Khi ngắm chừng, ta điều chỉnh khoảng cách từ vật đến vật kính để ảnh cuối cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
- Số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực thì
1 2D D G f f 7. Vận dụng:
- GV: hướng dẫn HS tự làm 1 kính hiển vi quang học đơn giản với các thấu kính: vật kính f1=1cm (máy chụp hình trong điện thoại di động, webcam), thị kính f2=3cm (kính lúp)
2.3.6 Bài KÍNH THIÊN VĂN
A. Nội dung kiến thức cần xây dựng
- Giá trị tiêu cự của vật kính thiên văn khúc xạ và số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực
B. Sơđồ tiến trình xây dựng kiến thức
Tiêu cự vật kính của kính thiên văn khúc xạ có giá trị như thế nào? Kính thiên văn được sử dụng như thế nào?
Kính thiên văn có tác dụng hỗ trợ cho mắt quan sát những vật ở rất xa.
Nguyên tắc tạo ảnh của kính thiên văn: vật kính có tác dụng tạo ảnh ở gần mắt, thị kính có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn.
Tương tự kính hiển vi, kính thiên văn khúc xạ có cấu tạo gồm 2 thấu kính hội tụ ghép với nhau, trong đó thị kính là một kính lúp.
1 1 2 2
vatkinh thikinh
ABA B A B
A1B1 phải nằm trong khoảng tiêu cự của thị kính => ảnh thật => L1 là thấu kính hội tụ. Vật ở rất xa nên có thể xem ở vô cực sẽ cho ảnh tại tiêu điểm của vật kính. Đểảnh A1B1 lớn thì tiêu cự của vật kính phải lớn.
Khi sử dụng, do không thể thay đổi khoảng cách từ vật đến kính nên ta sẽ thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính đểảnh cuối cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt
Tiêu cự vật kính của kính thiên văn lớn. Khi sử dụng, ta điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính
C. Mục tiêu
Kiến thức
- Trình bày được tác dung và cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ, cách ngắm chừng và cách sử dụng kính thiên văn
Bộ dụng cụ thí nghiệm: băng quang học, một vài thấu kính hội tụ có tiêu cự khác nhau, thấu kính phân kỳ.
Lựa chọn dụng cụ và lắp đặt kính thiên văn để quan sát những vật ở xa: lá cây, bảng hiệu trên tường...
Hướng dẫn HS tự làm kính thiên văn khúc xạđơn giản ở nhà Số bội giác của kính thiên văn phải
lớn
Khi ngắm chừng ở vô cực, G∞không phụ thuộc vị trí đặt mắt Vẽ sơđồ tạo ảnh trong trường hợp tổng quát Thiết lập số bội giác G∞ 2 2 1 1 2 1 1 2 o A B f f G G f A B f . G∞ lớn và không phụ thuộc vị trí đặt mắt Do f1 lớn và f2 nhỏ nên G∞lớn và không phụ thuộc vào vị trí đặt mắt Vận dụng mô hình kính thiên văn trên có thể suy ra điều gì
về giá trị của số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực? G∞ có phụ thuộc vị trí đặt mắt không?
Đối với kính thiên văn thì o là góc trông trực tiếp vật.
Vật kính và thị kính của kính thiên văn có tiêu cự lần lượt là f1 và f2.
Kính thiên văn có cấu tạo bởi 2 thấu kính: vật kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn, thị kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ.
Số bội giác của kính thiên văn phụ thuộc vào tiêu cự của vật kính và thị kính 1 2
f G
f
- Thiết lập được biểu thức số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực
Kỹ năng
- Vẽđươc ảnh của vật qua kính thiên văn và các kỹ năng tính toán xác định các đại lượng liên quan đến viêc sử dung kính thiên văn khúc xạ
Sáng tạo
- Dựa vào sự tương tự với mô hình kính hiển vi để lập luận giá trị tiêu cự vật kính của kính thiên văn
- Xây dựng phương án kiểm chứng mô hình kính thiên văn khúc xạ thông qua số bội giác G
D. Phương tiện dạy học
Dụng cụ thí nghiệm: băng quang học, một vài thấu kính hội tụ có tiêu cự khác nhau, thấu kính phân kỳ.
Thí nghiệm: Lựa chọn 2 thấu kính hội tụ là vật kính và thị kính của kính thiên văn. Lắp đặt 2 thấu kính trên lên băng quang học, điều chỉnh khoảng cách giữa 2 kính. Đặt mắt sau hệ quang cụ trên và quan sát những vật ở xa như: lá cây, bảng hiệu …