8. Cấu trúc của luận văn
2.5.5.Bài tập nghịch lý và ngụy biện
Bài tập 21: Một người cận thị nhìn rõ vật cách mắt từ 10cm đến 1m. Để sửa tật cận thị người này đeo một thấu kính phân kỳ phù hợp (sát mắt). Nếu người ấy vẫn đeo kính cận nói trên, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp mà trên vành kính ghi X5 (2 kính cách nhau 2cm). Tìm độ bội giác kính lúp khi mắt quan sát trong trạng thái không điều tiết?
Một HS giải như sau: mắt cận thị khi đeo kính cận phù hợp tức là khi đeo kính vào người đó nhìn rõ vật ở vô cực mà không phải điều tiết. Như vậy khi quan sát vật nhỏ qua kính lúp mà mắt không phải điều tiết tức là hệ “kính cận - mắt” ngắm chừng ở vô cực. Vậy G∞ = 5.
Lập luận trên sai ở đâu? Hãy giải lại cho đúng. * Định hướng tư duy HS:
- Ý nghĩa của ký hiệu X5 ?
- Hệ “mắt – kính cận” tương đương với mắt như thế nào ? * Hướng dẫn giải:
- Khi đeo kính cận phù hợp tức là: fkính = - OCv = - 1m = - 100cm (kính sát mắt).
Hệ “kính cận – mắt” tương đương với mắt có điểm cực viễn ở vô cực, có điểm cực cận (Cc) được xác định: Khi vật ở Cc thì ảnh của vật qua kính cận nằm cách mắt 10cm, khi đó: OCc = 1009 cm = Đ.
Mắt nhìn vật khi không điều tiết tương đương hệ “kính cận – mắt” ngắm chừng ở vô cực, khi đó: G∞ =
lúp
f Đ
Như vậy lời giải của bạn ấy nhằm ký hiệu X5 với G∞: X5 là số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực với Đ = 25cm, còn G∞ trong trường hợp này là số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực nhưng Đ = 1009 cm.
* Gợi ý sử dụng:
Bài tập này có thể sử dung trên lớp sau khi HS đã học xong các bài “Mắt”, “Các tật của mắt và cách khắc phục”, “Kính lúp”; hoặc sử dụng dưới hình thức báo tường, báo bảng; hoặc sử dụng trong câu lạc bộ vật lí; hoặc sử dụng để tuyển chọn HS giỏi.
Bài tập 22: Khi quan sát ảnh của vật qua kính lúp, kính hiển vi, kính thiên
văn đối với mắt thường ta nói rằng nên ngắm chừng ở vô cực vì như vậy đỡ mỏi mắt. Tức là vật sẽ nằm tại tiêu diện của kính lúp, hoặc ảnh của vật qua vật kính nằm tại tiêu diện của thị kính đối với kính hiển vi, kính thiên văn. Nhưng ta cũng biết vật ở tiêu diện của thấu kính thì sẽ không thu được ảnh của nó vì các tia sáng ló ra từ thấu kính là chùm sáng song song. Vậy ta quan sát ảnh như thế nào? liệu lý thuyết có mâu thuẫn nhau không ?
* Định hướng tư duy HS: - Viết sơ đồ tạo ảnh.
- Về phương diện quang học bộ phận quan trọng nhất của mắt là gì ? - Chùm sáng song song ló ra khỏi kính khi đi vào thấu kính mắt sẽ cho chùm tia ló như thế nào ?
* Hướng dẫn giải: - Sơ đồ tạo ảnh:
+ Kính lúp: AB A1B1 A1B1 A2B2
d1 d1’ d2 d2’
+ Kính hiển vi, kính thiên văn: KL → T K mắt → VK → TK→ TK mắt →
AB A’B’ A”B” A”’B”’ d3 d3’ d4 d4’ d5’ d5’
Ta có: d1 = ∞ → d2 = ∞ → d2’ = fmắt
d4’ = ∞ → d5 = ∞ → d5’ = fmắt.
Vậy chùm sáng ló ra khỏi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn là chùm song song, chùm song song đó đi vào thấu kính mắt (tương đương với thấu kính hội tụ) nên nó hội tụ tại tiêu diện ảnh của mắt. Với mắt thường thì tiêu diện ảnh nằm trên võng mạc nên mắt ta sẽ quan sát thấy ảnh của vật.
Như vậy lý thuyết không hề mâu thuẫn, do người lập luận bỏ qua sự tạo ảnh qua thấu kính mắt nên thấy nghịch lý.
* Gợi ý sử dụng:
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong phần Quang hình học. Có thể sử dụng trên lớp để củng cố kiến thức phần này, hoặc sử dụng dưới hình thức báo tường, báo bảng; hoặc sử dụng trong câu lạc bộ vật lí; hoặc sử dụng trong giờ ngoại khóa.
Bài tập 23: Một bạn cầm trong tay một thấu kính có hai mặt lồi, đặt trong không khí bạn ấy chiếu một chùm tia sáng song song vào thấu kính thấy chùm tia ló hội tụ tại một điểm trên màn. Sau đó, bạn ấy nhúng thấu kính đó vào nước, cũng chiếu chùm tia sáng song song vào thấu kính nhưng lúc này bạn ấy không tìm được điểm hội tụ của chùm tia ló (chùm tia ló bạn ấy quan sát được là chùm phân kỳ). Bạn ấy thắc mắc chẳng lẽ lý thuyết sai vì theo lý thuyết mà bạn biết thì thấu kính có hai mặt lồi là thấu kính hội tụ thì phải hội tụ chùm tia sáng song song chiếu tới nó. Vì sao lại có hiện tượng trên ?.
* Định hướng tư duy HS:
- Có phải thấu kính có hai mặt lồi luôn là thấu kính hội tụ không? (một thấu kính là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kỳ phụ thuộc vào những yếu tố nào ?). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Hướng dẫn giải:
- Ta đã biết: D > 0: thấu kính hội tụ; D < 0: thấu kính phân kỳ, mà: D = (n - 1)( 1 1 R + 2 1 R ).
Thấu kính có hai mặt lồi nên R1 > 0, R2 > 0. Dấu của D phụ thuộc vào dấu của (n - 1); n là chiết suất tương đối của vật liệu làm thấu kính với môi trường xung quanh thấu kính.
→ Nếu thấu kính có hai mặt lồi mà n < 1 thì đó là thấu kính phân kỳ. → Nếu thấu kính có hai mặt lồi mà n > 1 thì đó là thấu kính hội tụ. Vậy, khi bạn ấy đặt thấu kính đó trong không khí thì n > 1, (
2 k tk n n > 1) nên thấu kính đó là thấu kính hội tụ.
Khi đặt trong nước: Nếu n < 1 ( 2
k tk n n
< 1) - chiết suất của vật liệu làm thấu kính nhỏ hơn chiết suất của nước nên thấu kính đó trở thành thấu kính phân kỳ.
* Gợi ý sử dụng:
Bài tập này được sử dụng sau khi HS đã học xong bài “Thấu kính mỏng”. Có thể sử dụng trên lớp để củng cố kiến thức phần này, hoặc sử dụng dưới hình thức báo tường, báo bảng; hoặc sử dụng trong câu lạc bộ vật lí; hoặc sử dụng trong giờ ngoại khóa,….