Các quy luật về đờng truyền của ánh sáng qua thấu kính là phần kiến thức cơ bản giúp giải thích đợc hầu hết các hiện tợng có liên quan đến ảnh của một vật tạo bởi thấu kính. Bởi vậy, cần tổ chức cho HS tự lực tìm tòi nghiên cứu để xác lập những quy luật này.
Đầu tiên, yêu cầu HS dùng đèn chiếu một chùm sáng hình trụ lên một thấu kính hội tụ, vuông góc với mặt thấu kính và xác định đặc điểm của chùm sáng truyền qua : Hội tụ tại một điểm.
Ta đã biết chùm sáng gồm nhiều tia sáng. Nếu bây giờ ta thay chùm sáng tới bằng chùm 3 tia tới song song thì 3 tia ló sẽ có đặc điểm gì ? Vẽ tiếp trên hình 3 tia ló, sau đó làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. Rút ra kết luận về đ - ờng truyền của các tia tới song song với trục chính của thấu kính.
Trong các tia tới song song với trục chính, có tia lệch nhiều, có tia lệch ít, có tia lệch lên trên trục chính, có tia lệch xuống dới. Hãy tìm xem có thể có tia nào không bị lệch không ? Dự đoán vị trí của tia đó (ở giữa thấu kính) và làm thí nghiệm kiểm tra. Rút ra kết luận : Tia đi qua quang tâm vuông góc với mặt thấu kính không bị lệch.
Liệu những tia sáng khác cũng đi qua quang tâm nhng không trùng với trục chính có bị lệch không ? (Tất cả các tia sáng đi qua quang tâm đều không bị lệch). GV nên chú ý rằng, các tia sáng đi qua quang tâm không trùng với trục chính không đổi hớng nhng có tịnh tiến đi một chút. Nếu góc nghiêng so với trục chính nhỏ thì khó quan sát thấy sự tịnh tiến ấy, có thể bỏ qua. Nh ng nếu góc nghiêng lớn thì tia tới và tia ló không trùng nhau. Nên tránh không để HS chú ý đến chi tiết này vì việc giải thích khá phức tạp.
Cần làm thí nghiệm đổi ngợc chiều truyền của tia sáng (quay mặt thấu kính 180o quanh trục thẳng đứng đi qua tâm của mặt thấu kính) để HS có thể nhận biết đợc thấu kính hội tụ có hai tiêu điểm đối xứng nhau qua thấu kính.
Bằng suy luận về sự trở lại ngợc chiều truyền của ánh sáng, dự đoán : Nếu tia tới đi qua tiêu điểm sẽ cho tia ló song song với trục chính. Làm thí nghiệm kiểm tra.
Cuối cùng biểu diễn tất cả các kết quả nghiên cứu ở trên bằng hình vẽ. Luyện tập cho thành thạo : Biết tia tới tìm tia khúc xạ hay ngợc lại, biết tia khúc xạ, tìm tia tới tơng ứng.
6.2.4.4. Hoạt động của HS khi dạy học bài "ảnh của một vật tạo bởithấu kính hội tụ" thấu kính hội tụ"
Hoạt động 1
Xác định nhiệm vụ nghiên cứu
Tìm hiểu đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ khi đặt vật ở những vị trí khác nhau trớc thấu kính.
Hoạt động 2
Ôn lại cách dựng ảnh của một điểm và của một vật tạo bởi gơng phẳng
Làm việc cá nhân. Thảo luận chung ở lớp.
Vẽ ảnh của một điểm : Vẽ hai tia sáng xuất phát từ điểm đó, cho hai tia phản xạ. Chỗ gặp nhau của hai tia phản xạ là ảnh.
Vẽ ảnh của một đoạn thẳng.
Hoạt động 3
Vận dụng cách vẽ ảnh của một điểm qua gơng phẳng để vẽ ảnh của một điểm tạo bởi thấu kính hội tụ. Xét trờng hợp vật ở xa thấu kính (d > 2f).
Làm việc theo nhóm.
a) Lựa chọn hai tia sáng nào để có thể vẽ đợc đờng truyền của chúng qua tia sáng.
b) Thực hiện phép vẽ. Căn cứ vào kết quả vẽ, dự đoán tính chất, vị trí của ảnh.
c) Bố trí thí nghiệm kiểm tra. Thảo luận chung ở lớp.
− Về kết quả : Khi d > 2f ảnh hứng đợc trên màn gọi là ảnh thật ; nằm ngoài tiêu điểm (d’ > f).
Hoạt động 4
Dựng ảnh của một đoạn thẳng AB nằm vuông góc với trục chính, B nằm trên trục chính (d > 2f)
Làm việc theo nhóm.
a) Bằng phép vẽ dự đoán về tính chất, vị trí, độ lớn của ảnh.
b) Làm thí nghiệm kiểm tra. Quan sát ảnh và nhận xét về vị trí của ảnh B’ và phơng của ảnh A’B’ (B’ nằm trên trục chính, A’B’ vuông góc với trục chính).
Hoạt động 5
Vận dụng
Vận dụng cách vẽ trên để xác định ảnh của vật trong các trờng hợp f < d < 2f và d < f.
Làm việc cá nhân. Thảo luận chung ở lớp.
Hoàn chỉnh hình 6.5, xác định ảnh tơng ứng với vật ở các vị trí khác nhau A1B1, A2B2, A3B3, A4B4.
Hình 6.5
6.2.4.5. Dạy học bài "ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì"
Vì giữa thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ có nhiều điểm t ơng tự về cấu tạo, về quy luật đờng truyền của ánh sáng nên GV có thể tạo điều kiện cho HS tự lực nhiều hơn trong việc áp dụng phơng pháp tìm tòi nghiên cứu đã làm với thấu kính hội tụ vào việc nghiên cứu thấu kính phân kì.
Có thể cho các nhóm HS tự vạch ra một kế hoạch tổng thể gồm hai giai đoạn chính :