Định luật phản xạ ánh sáng đợc áp dụng để nghiên cứu các gơng : gơng phẳng, gơng cầu lồi, gơng cầu lõm.
Tuy nhiên, ở lớp 7 việc này chỉ thực hiện đợc tơng đối đầy đủ đối với gơng phẳng, áp dụng định luật phản xạ ánh sáng để nghiên cứu sự tạo ảnh của g ơng phẳng. Còn đối với gơng cầu lồi và gơng cầu lõm thì chỉ nhận biết một số tính chất cảu gơng dựa trên quan sát thí nghiệm.
ở lớp 7 không đa ra định nghĩa gơng phẳng mà chỉ yêu cầu HS nhận biết g- ơng phẳng nhờ kinh nghiệm hàng ngày. Sau khi nghiên cứu định luật phản xạ ánh sáng có thể mở rộng : Tất cả những mặt phẳng có khả năng phản xạ ánh sáng theo đúng định luật phản xạ ánh sáng đều gọi là gơng phẳng, ví dụ nh mặt tấm kính phẳng, mặt nớc hồ yên lặng. Đến đây lại cần làm rõ, gơng phẳng thờng dùng hàng ngày làm bằng thuỷ tinh lại có hai mặt phản xạ, mặt kính ở trên và mặt mạ bạc ở dới. Mặt mạ bạc phản xạ ánh sáng tốt hơn trở thành mặt phản xạ chính của gơng.
áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, kết hợp với các kiến thức về hình học, ta xác định đợc tính chất, vị trí, độ lớn của ảnh ảo tạo bởi gơng phẳng. Không xét đến khả năng gơng phẳng có thể tạo đợc ảnh thật, vì điều này khá phức tạp và ít ứng dụng thực tế.
Đối với gơng cầu lõm và gơng cầu lồi thì dùng thí nghiệm để nghiên cứu sự phản xạ của một số chùm sáng đặc biệt trên gơng mà không áp dụng định luật phản xạ ánh sáng. Việc xác định tính chất của ảnh dựa trên quan sát trực tiếp chứ không dựa trên phép vẽ hình học. Không yêu cầu dựng ảnh của vật tạo bởi gơng cầu và xác định vị trí, độ lớn của ảnh đó một cách chính xác. Đối với gơng cầu lõm, chỉ giới hạn ở việc quan sát ảnh ảo chứ không xét đến ảnh thật vì quá phức tạp và ít ứng dụng thực tiễn.
6.1.4. Phơng pháp dạy học một số kiến thức cụ thể
6.1.4.1. Dạy học định luật truyền thẳng của ánh sáng
Dới đây là một phơng án tổ chức các hoạt động nhận thức của HS khi dạy học bài định luật truyền thẳng của ánh sáng.
Hoạt động 1.
Xác định nhiệm vụ nghiên cứu
Ôn lại nhiệm vụ bài trớc : Ta nhìn thấy ánh sáng khi có ánh sáng lọt vào mắt. Đặt vấn đề. Khi bật đèn, ta nhìn thấy đèn sáng. Rõ ràng đã có ánh sáng đi từ đèn đến mắt. Vậy ánh sáng đã đi theo đờng nào từ đèn đến mắt ? Ta không
trông thấy ánh sáng trên đờng đi của nó, vậy làm thế nào để biết đợc đờng truyền của ánh sáng ?
Hoạt động 2.
Xác định đờng truyền của ánh sáng trong không khí
Làm việc theo nhóm.
a) Đa ra dự đoán : Một trong ba khả năng ở trên.
b) Đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra. Có thể có hai mức độ hoạt động tự lực ứng với hai trình độ HS khác nhau.
Mức độ 1 : Đối với đa số HS trung bình.
GV yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm theo hình 2.1 SGK. Dùng ống trụ thẳng và ống trụ cong để quan sát bóng đèn pin đang sáng. Sau khi quan sát, HS thấy rằng chỉ có dùng ống trụ thẳng mới nhìn thấy dây tóc bóng đèn. Từ đó suy ra ánh sáng đi theo đờng thẳng từ dây tóc bóng đèn tới mắt.
Mức độ 2 : Đối với HS khá đã có kĩ năng tìm tòi nghiên cứu bằng cách dự đoán và làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
− GV yêu cầu HS dự đoán xem ánh sáng đi theo đờng nào, đờng thẳng, đ- ờng cong hay đờng gấp khúc ?
Sau đó yêu cầu HS nghĩ ra một cách bố trí thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. HS dựa vào kinh nghiệm của mình và vào điều kiện nhìn thấy ánh sáng có thể đa ra nhiều phơng án khác nhau. Ví dụ :
Phơng án 1. Dùng một màn chắn có dùi lỗ A nhỏ, di chuyển nguồn sáng đến mắt. Đánh dấu các vị trí của lỗ A mà ở đó mắt ta nhìn thấy nguồn sáng, chứng tỏ ánh sáng đã truyền qua lỗ A để đến mắt. Nối liền các vị trí của A ta đợc đ- ờng truyền của ánh sáng.
Phơng án 2. Dùng một ống thẳng và một ống cong để quan sát dây tóc bóng đèn.
Phơng án 3. Một vật chắn hình một đĩa tròn nhỏ, đờng kính 2mm đặt trong khoảng từ bóng đèn đến mắt. Đánh dấu vị trí đĩa chắn khi đĩa che không nhìn thấy bóng đèn, nghĩa là đĩa nằm trên đờng truyền của ánh sáng.
c) Thực hiện thí nghiệm kiểm tra
GV có thể tổ chức cho mỗi nhóm làm thí nghiệm theo một phơng án trên. Thảo luận chung ở lớp, rút ra kết luận.
Hoạt động 3.
Khái quát hoá kết quả nghiên cứu, phát biểu định luật.
Làm việc cá nhân.
Tìm hiểu thông báo về kết quả thí nghiệm trong các môi trờng trong suốt khác. Rút ra kết luận khái quát.
6.1.4.2. Dạy học bài "ảnh của một vật tạo bởi gơng phẳng"
Dới đây là một phơng án tổ chức hoạt động nhận thức của HS khi dạy học bài ảnh của một vật tạo bởi gơng phẳng
Hoạt động 1.
Xác định nhiệm vụ nghiên cứu
GV yêu cầu một số HS quan sát ảnh của bạn ngồi cạnh mình trong g ơng phẳng và cho biết ảnh đó có giống bạn mình không ? Mọi HS đều xác nhận là giống.
GV viết chữ vào miếng bìa, quay mặt viết chữ vào gơng phẳng. Yêu cầu HS nhìn vào gơng phẳng để đọc xem chữ đó là chữ gì ? Tất cả HS đều đọc đợc chữ
TìM. GV quay tấm bìa lại cho HS xem và nhận thấy dó không phải là chữ TìM,
mà là chữ hoàn toàn khác, chữ Mít.
Câu hỏi đặt ra là : Vậy ảnh tạo bởi gơng phẳng có những tính chất gì ? Có giống hay không giống vật ? Lớn hơn hay bé hơn vật ? ở xa hay ở gần gơng hơn vật ? Đó là những nội dung cần tìm hiểu.
Hoạt động 2.
ảnh tạo bởi gơng phẳng có hứng đợc trên màn không ?
Làm việc cá nhân.
GV yêu cầu HS nhận xét xem khi đặt một cái pin ở trớc gơng phẳng thì nhìn thấy ảnh của pin ở vị trí nào so với pin. Có thể hứng ảnh đó lên bàn tay hay một màn chắn đặt ở chỗ ảnh không ? Hãy làm thử.
HS làm thí nghiệm và đều nhận thấy không thể đặt tay hay màn chắn vào chỗ ảnh (ở phía sau gơng) để hứng đợc ảnh.
GV thông báo khái niệm ảnh ảo : ảnh tạo bởi gơng phẳng, không hứng đợc trên màn gọi là ảnh ảo.
Hoạt động 3.
Xác định độ lớn của ảnh tạo bởi gơng phẳng
a) Nêu dự đoán
GV yêu cầu HS quan sát ảnh của cái pin, so sánh với vật trong hai trờng hợp :
− Vật đặt sát mặt gơng (ảnh bằng vật).
− Vật đặt xa gơng, gần mắt (ảnh nhỏ hơn vật).
Muốn biết dự đoán nào đúng, ta phải đo vật và đo ảnh.
b) Đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra
Yêu cầu HS nghĩ cách đo đợc chiều cao của ảnh.
Tất cả HS đều thấy không thể đặt thớc đo trùng lên ảnh đợc, vì ảnh đó là ảnh ảo, không hứng đợc trên màn, khi thớc đặt sau gơng thì không nhìn thấy gì nữa.
GV gợi ý : Cần phải bố trí thí nghiệm thế nào để vừa thấy ảnh, vừa nhìn thấy thớc đo.
Hãy nhớ lại trờng hợp dùng cửa kính làm gơng, vừa nhìn thấy ảnh của mình trong gơng, vừa nhìn các vật ở bên kia cửa kính cùng phía với ảnh. T ơng tự nh thế, hãy nghĩ cách để đo đợc ảnh của vật tạo bởi gơng phẳng.
HS đề xuất phơng án : Thay gơng phẳng thờng dùng bằng một tấm kính trong suốt. Đặt thớc ở bên kia tấm kính sao cho thớc trùng với ảnh, ta sẽ đo đợc độ cao của ảnh.
Nếu chỉ cần so sánh ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật thì làm thế nào ? Dùng cái pin thứ hai có kích thớc đúng bằng cái pin thứ nhất đa ra phía sau, đến khi có cùng vị trí với ảnh. So sánh độ cao của pin thứ hai với ảnh của pin thứ nhất.
HS tiến hành thí nghiệm rút ra kết luận : ảnh có độ lớn bằng vật.
Hoạt động 4.
Xác định vị trí của ảnh tạo bởi gơng phẳng
a) Quan sát ban đầu phần lớn HS đa ra dự đoán : ảnh cách gơng một khoảng bằng khoảng cách từ vật đến gơng.
b) Bố trí thí nghiệm kiểm tra. GV có thể gợi ý : Để đảm bảo việc xác định vị trí đợc chính xác, ta xác định vị trí của ảnh A’ của đỉnh một miếng bìa đen hình tam giác đặt trớc gơng.
Đặt gơng thẳng đứng trên mặt bàn, trên đó trải một tờ giấy trắng có dán một tam giác màu đen. Dùng bút đánh dấu vị trí của gơng, vị trí đỉnh A của tam giác và ảnh A’ của nó trong gơng.
Sau đó, căn cứ vào hình ghi đợc rút ra kết luận : AA’ vuông góc với mặt g- ơng, khoảng cách từ A’ đến gơng bằng khoảng cách từ A đến gơng.
ở đây không dùng thuật ngữ ảnh "đối xứng" với vật qua gơng, vì HS cha học khái niệm đối xứng trong hình học.
Hoạt động 5.
Giải thích sự tạo thành ảnh của vật bởi gơng phẳng
Chỉ cần giải thích hai điều : Vì sao nhìn thấy ảnh và vì sao ảnh đó không hứng đợc trên màn ?
GV cần hớng dẫn HS là muốn xác định vị trí của một điểm phải vẽ hai đờng thẳng giao nhau. Do đó muốn xác định ảnh của một điểm sáng phải vẽ hai tia sáng xuất phát từ điểm đó. Hai tia phản xạ gặp nhau ở đâu thì đó là ảnh.
6.2. Dạy học quang hình học ở lớp 96.2.1. Cấu tạo của chơng trình 6.2.1. Cấu tạo của chơng trình
Phần Quang hình học ở lớp 9 đợc dành 14 tiết, phân bố nh sau :