8. Cấu trúc của luận văn
2.5.4.Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện
Bài tập 17: Cho một lăng kính có chiết suất n = 2 tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, đặt trong không khí. Chiếu tới mặt bên AB một chùm sáng đơn sắc hẹp dưới góc tới 150 thì góc khúc xạ ra khỏi lăng kính ở mặt AC là 600. Tính góc lệch D?
* Định hướng tư duy HS:
- Từ giả thiết và công thức tính D em có nhận xét gì về các dữ kiện của bài toán ?
- Đề xuất các phương án sửa để được một bài toán hợp lý? * Hướng dẫn giải:
Theo giả thiết: n = 2, i1 = 150, i2 = 600, A = 600. (17.1) Theo công thức: D = i1 + i2 – A. (17.2)
Từ (17.1) và (17.2) ta thấy bài toán cho thừa một trong 4 dữ kiện: n, i1, i2, A. Nếu n = 2, i1 = 150, A = 600 thìta có: sin r1 = n 1 i sin = 2 sin150 = 0,18 → r1 ≈ 10,50 r2 = A – r1 = 49,50 > igh = 450, (sinigh = 1/ 2). Như vậy ở mặt AC không có tia khúc xạ.
⇒ Giả thiết i2 = 600 mâu thuẫn với các giả thiết còn lại. - Các phương án sửa đề bài:
+ Cho n, i1, A không cho i2. + Cho i1, A, i2 không cho n. + Cho n, i1, i2 không cho A. + Cho n, i2, A không cho i1. * Gợi ý sử dụng:
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong bài “Lăng kính”: Có thể ra về nhà tiết học tiếp yêu cầu HS trình bày, hoặc sử dụng trong giờ học tự chọn, trong câu lạc bộ vật lí.
Bài tập 18: Vật sáng AB cách màn ảnh một đoạn l = 90cm. Trong khoảng giữa vật và màn ảnh đặt một thấu kính hội tụ L có tiêu cự 30cm song song với vật AB. Di chuyển L dọc theo trục chính, có hai vị trí của L cho ảnh của AB rõ nét trên màn.
c) Tính số phóng đại của ảnh A’B’ ứng với 2 vị trí trên của L?
d) Với thấu kính trên phải đặt màn ảnh cách vật bao nhiêu thì chỉ có một vị trí của L cho ảnh của AB rõ nét trên màn ?
* Định hướng tư duy cho HS:
O1+1
1
O2
- Để có 2 vị trí của L cho ảnh của AB rõ nét trên màn thì khoảng cách giữa vật và màn phải thỏa mãn điều kiện gì?
* Hướng dẫn giải: a) Sơ đồ tạo ảnh:
L cho ảnh của AB rõ nét trên màn khi d, d’ thỏa mãn:
f
1
= d1 + d1' (18.1) Theo giả thiết:
d + d’ = l (18.2) Từ (1) và (2) ta có: d2 – ld + lf = 0 (18.3)
Để có 2 vị trí của L cho ảnh rõ nét trên màn thì phương trình (18.3) có 2 nghiệm phân biệt, tức là: ∆ > 0 ↔ l2 – 4lf > 0 ↔ l > 4f (18.4)
Theo giả thiết: l = 90 cm; f = 30cm (18.5) (18.5) không thỏa mãn (18.4). Vậy không thể có 2 vị trí của L cho ảnh của AB rõ nét trên màn.
b) Chỉ có một vị trí của L cho ảnh của AB rõ nét khi phương trình (18.3) có nghiệm kép, tức là l = 4f → l = 4 . 30 = 120 cm.
Vậy phải đặt vật cách màn một đoạn 120cm thì sẽ có một vị trí của L cho ảnh rõ nét trên màn, vị trí đó cách vật đoạn 60cm.
* Gợi ý sử dụng:
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong bài “Thấu kính mỏng”: Có thể ra về nhà tiết học tiếp yêu cầu HS trình bày, hoặc sử dụng trong giờ học tự chọn, trong câu lạc bộ vật lí, trong giờ học thêm.
Bài tập 19: Một vật sáng AB cao 2cm đặt song song với màn ảnh và cách màn 45 cm. Giữa vật và màn đặt một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự 5cm, cách
A B L L Màn Hình 14 AB A’B’ d d’ L (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
màn 15cm. Sau L1 đặt thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự 10cm, cách L1 đoạn 5cm. Xác định chiều cao ảnh của AB trên màn qua hệ quang học trên.
* Định hướng tư duy cho HS: - Viết sơ đồ tạo ảnh ?.
- Để xác định chiều cao của ảnh ta cần tìm những đại lượng nào ?
- Nhận xét kết quả bài toán ? Đề xuất phương án thay đổi đề bài để được bài toán phù hợp ?.
* Hướng dẫn giải: - Sơ đồ tạo ảnh: Theo giả thiết:
d1 = 30cm, ta có: d1’ = 1 1 1 1 f d f d − = 6 cm, d2 = l – d1’ = 5 – 6 = -1 cm d2’= l – d1’ = 2 2 2 2 f d f d − = 9 10 cm → Ảnh A2B2 không nằm trên màn. Đối với bài này nếu HS sử dụng công thức tính k như sau:
k = k1.k2 = 1 1 1 f d f − . 2 ' 2 2 d f f −
(vì bài ra cho f1, f2, d1, d2’) thì sẽ cho đáp số sai. Như vậy, với bài toán này HS phải giải trình tự như trên để nhận ra sự không hợp lý của đề bài và có phương án thay đổi đề bài cho phù hợp.
- Một số phương án thay đổi đề bài:
+ Phương án 1: không cho khoảng cách giữa vật và màn mà yêu cầu đi tìm khoảng cách giữa vật và màn để thu được ảnh rõ nét trên màn.
+ Phương án 2: Nếu giữa khoảng cách vật – màn như bài ra thì L2 phải ghép sát L1.
* Gợi ý sử dụng:
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong bài “Thấu kính mỏng”: Có thể ra về nhà tiết học tiếp yêu cầu HS trình bày, hoặc sử dụng trong giờ học
AB A1B1 A2B2 d1 d1’ d2 d2’
tự chọn, trong câu lạc bộ vật lí, trong giờ học thêm, hoặc sử dụng để củng cố sau tiết bài tập về các dụng cụ quang.
Bài tập 20: Cho một thấu kính hội tụ (có thể dùng làm kính lúp). Em hãy
dùng thấu kính đó để quan sát chữ trên một trang sách bị mờ. Nếu em đặt kính sát mắt thì kính phải đặt cách trang sách bao nhiêu để mắt em có thể quan sát được chữ trên trang sách ?
* Định hướng tư duy HS:
- Điều kiện để mắt quan sát được chữ trên trang sách qua kính ? - Tìm các dữ kiện còn thiếu trong bài ra ?
- Nêu và thực hiện phương án xác định các dữ kiện còn thiếu ? * Gợi ý giải:
- Để mắt quan sát được chữ trên trang sách qua kính thì ảnh của chữ qua kính phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Như vậy, bài toán cho thiếu điểm cực cận, cực viễn của mắt và tiêu cự của kính lúp (f).
- HS tìm cách xác định khoảng nhìn rõ của mắt mình. - Tìm tiêu cự của thấu kính hội tụ (kính lúp).
(Đối với việc đi tìm f của thấu kính hội tụ (Bài tập 13 LV) và Cc, Cv của mắt là những bài tập thí nghiệm định lượng).
- Sơ đồ tạo ảnh: AB KL →A1B1 TKM → A2B2 ≡ võng mạc. d d’ d1 d’ 1 ( KL: kính lúp, TKM: thấu kính mắt ) + Khi ngắm chừng ở cực cận: d’ = dc’ = - OCc = - Đ. Mà dc = f d f d c c − ' '. ⇒ dc = −−ĐĐ−.ff + Khi ngắm chừng ở cực viễn: dv’ = - OCv do đó: dv = OCOC ff v v − − − .
Vậy: dc ≤ d ≤ dv. Nếu mắt thường: dv = fk
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong các bài “Mắt”, “Các tật của mắt và cách khắc phục”, “Kính lúp”: Bài này cho HS về nhà làm vào giấy và nộp cho GV (nếu sử dụng trên lớp dạy), hoặc sử dụng dưới hình thức báo tường, báo bảng.