8. Đúng gúp của đề tài
2.6. Khả năng vận dụng DHGQVĐ vào chương "Mắt Cỏc dụng cụ quang"
Khi nghiờn cứu về nội dung của cỏc bài học, mục tiờu của chương, của bài, về phương tiện thiết bị DH chỳng tụi nhận thấy cú thể vận dụng DHGQVĐ vào một số bài học thuộc chương này.
Khả năng cụ thể như sau:
TT Bài số Tiết PPCT Tờn bài Mức độ ỏp dụng 1 47 74 Lăng kớnh 2 2 48 75-77 Thấu kớnh mỏng 1
3 49 78 Bài tập về lăng kớnh và thấu kớnh mỏng 3
4 50 79 Mắt 1 5 51 80 Cỏc tật của mắt và cỏch khắc phục 1 6 52 82 Kớnh lỳp 2 7 53 83 Kớnh hiển vi 2 8 9 54 55 85 86 Kớnh thiờn văn Bài tập về dụng cụ quang 1 3 1 56 87-88 Thực hành: Xỏc định chiết suất của nước và 3
0 tiờu cự của thấu kớnh phõn kỡ
2.7. Xõy dựng tiến trỡnh dạy học một số bài trong chương "Mắt. Cỏc dụng cụ quang " theo định hướng DHGQVĐ
Bài học xõy dựng kiến thức mới Giỏo ỏn 1
Bài 47. LĂNG KÍNH I. í tưởng sư phạm
Đõy là bài mở đầu của chương , việc tạo hứng thỳ học tập cho HS là rất cần thiết. Vỡ võy, GV nờn chuẩn bị cỏc dụng cụ quang học thật như: Lăng kớnh, kớnh lỳp, kớnh hiển vi, hỡnh ảnh cỏc ứng dụng của cỏc dụng cụ quang cho HS xem.
Mặt dự kiến thức lăng kớnh là mới đối với HS nhưng nhờ cỏc kiến thức về khỳc xạ ỏnh sỏng và phản xạ toàn phần HS cú thể tỡm được cỏc cụng thức của lăng kớnh, củng như giải thớch được một số hiện tượng vật lớ đối với lăng kớnh. Khai thỏc điều này chỳng tụi sử dụng phương phỏp DHGQVĐ. Làm như vậy sẽ tạo điều kiện cho HS vừa xõy dựng được tri thức mới, vừa rốn luyện phương phỏp nhận thức, chỳng tụi thiết kế bài học theo định hướng GQVĐ ở mức độ 2: HS được đặt vào tỡnh huống cú vấn đề, tham gia giải quyết vấn đề nhờ kiến thức ban đầu về khỳc xạ ỏnh sỏng.
II. Mục tiờu 1. Kiến thức
- Trỡnh bày được:
+ Cấu tạo, đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh , cỏc cụng thức cơ bản của
lăng kớnh.
+ Sự biến thiờn gúc lệch của tia sỏng qua lăng kớnh khi gúc tới biến thiờn. + Gúc lệch cực tiểu và đường đi tia sỏng trong trường hợp này.
+ Cỏc trường hợp lăng kớnh phản xạ toàn phần.
+ Biết cỏch vẽ đường đi tia sỏng qua lăng kớnh.
+ Biết ứng dụng định luật khỳc xạ ỏnh sỏng và phản xạ ỏnh sỏng vào trường hợp lăng kớnh.
+ Vận dụng tốt cỏc cụng thức vào lăng kớnh và biết cỏch tớnh gúc lệch của tia lú đối với tia tới.
3. Thỏi độ:
+ Học sinh tớch cực tham gia xõy dựng bài.
III. Chuẩn bị: 1. Giỏo viờn:
- Một lăng kớnh thủy tinh cú tiết diện thẳng là tam giỏc đều. Một lăng kớnh thủy tinh cú tiết diện thẳng là tam giỏc vuụng. Bộ TN đốn laze. Một số hỡnh ảnh về lăng kớnh phản xạ toàn phần, ống nhũm, kớnh tiềm vọng, tầu ngầm….
2. Học sinh:
- Kiến thức về khỳc xạ ỏnh sỏng và phản xạ toàn phần IV. Tiến trỡnh dạy học
Hoạt động 1: ( 5 phỳt) Củng cố kiến thức, xuất phỏt và nờu vấn đề nhận thức
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung đạt được
- Yờu cầu HS nhắc lại định luật khỳc xạ ỏnh sỏng, viết biểu thức của định luật.
- Yờu cầu 2 HS lờn bảng vẽ đường đi của tia sỏng khi tia sỏng truyền từ khụng khớ vào thủy tinh và từ thủy tinh ra khụng khớ .
- HS tỏi hiện trả lời
- 2 HS lờn bảng thực hiện
- Yờu cầu HS phỏt biểu phản xạ toàn phần là gỡ? Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xả toàn phần - GV trỡnh chiếu hỡnh ảnh của lăng kớnh, thấu kớnh, kớnh lỳp, kớnh thiờn văn .... Cỏc em hóy cho biết tờn và ứng dụng của cỏc dụng cụ trờn ? GV chốt lại tờn của cỏc dụng cụ trờn. Cỏc dụng cụ trờn cú cấu tạo như thế nào? Ứng dụng ra sao ? Cỏc em sẽ trả lời được cõu hỏi này sau khi học hết chương "Mắt. Cỏc dụng cụ quang ". Trước tiờn thầy mời cỏc em nghiờn cứu bài đầu tiờn của chương, bài Lăng Kớnh - GV trỡnh chiếu hỡnh ảnh về mỏy quang phổ, ống nhũm, kớnh tỡm vọng. Cỏc dụng cụ trờn đều xử dụng dụng cụ
- HS tỏi hiện trả lời
- HS suy nghĩ trả lời . HS suy nghĩ trước vấn đề GV đặt ra. HS tiếp nhận vấn đề - Tiếp nhận vấn đề nhận thức.
quang là lăng kớnh (GV chỉ bộ phận lăng kớnh cho HS quan sỏt). Vậy lăng kớnh cú cấu tạo như thế nào? Tia sỏng truyền qua lăng kớnh cú đặc điểm gỡ để lăng kớnh được ứng dụng trong cỏc dụng cụ trờn? Để trả lời cho cỏc cõu hỏi này Thầy mời cỏc em cựng quan sỏt lăng kớnh thật, từ đú cho biết cấu tạo của lăng kớnh.
Hoạt động 2: (16 phỳt) Tỡm hiểu cấu tạo, đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh và cỏc cụng thức lăng kớnh
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Nội dung đạt được
- GV phỏt cho mỗi bàn một lăng kớnh thủy tinh, yờu cầu HS cho biết cấu tạo của lăng kớnh
- GV nhận xột cõu trả lời của HS và giới thiệu cỏc yếu tố của lăng kớnh.
- GV đặt vấn đề:
Khi chiếu tia sỏng đơn sắc vào mặt phẳng tới - HS nhận lăng kớnh, quan sỏt, trả lời. - HS tiếp nhận kiến thức mới. - HS dự đoỏn, trả lời. + Lệch lờn đỉnh. + Lệch xuống đỏy
.1. Cấu tạo lăng
kớnh
của lăng kớnh thỡ tia lú ra ở mặt bờn thứ 2 như thế nào?
- Để kiểm chứng giả thuyết nào chớnh xỏc, em cần những dụng cụ nào? Tiến hành TN như thế nào?
- GV: Giới thiệu dụng cụ TN gồm đốn laze, lăng kớnh. Và hướng dẫn HS xử dụng bảng xoay, sau đú GV yờu cầu 1 HS lờn tiến hành TN và đưa ra nhận xột.
- GV xỏc nhận cõu trả lời của HS.
Tại sao tia sỏng qua lăng kớnh luụn lệch về phớa đỏy của lăng kớnh?
GV: Để trả lời cõu hỏi này, cỏc em hóy vận dụng kiến thức đó biết về
+ Lệch lờn đỉnh hay xuống phớa dưới đỏy của lăng kớnh cũn phụ thuộc vào gúc tới của tia sỏng.
- HS suy nghĩ, trả lời: Đốn chiếu tia sỏng đơn sắc, lăng kớnh, dựng đốn chiếu tia sỏng vào lăng kớnh ở cỏc gúc tới khỏc nhau, quan sỏt tia lú. - HS đại diện lờn bảng tiến hành TN, cỏc HS khỏc quan sỏt và đưa ra nhận xột. NX: Tia lú luụn lệch về phớa đỏy của lăng kớnh.
- HS suy nghĩ vấn đề.
- HS tiến hành cỏ nhõn giải quyết vấn đề vẽ đường đi của tia
2. Đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh
Xột lăng kớnh cú chiết suất n đặt trong khụng khớ.
khỳc xạ ỏnh sỏng vẽ đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh, từ đú cỏc em sẽ cú cõu trả lời. - GV mời 1 HS lờn bảng vẽ thực hiện cụng việc trờn. - GV quan sỏt HS vẽ hỡnh, hướng dẫn cỏc HS khụng thực hiện được theo cỏc cõu hỏi định hướng:
+ Tia sỏng qua mặt bờn thứ nhất đi từ mụi trường nào đến mụi trường nào? Gúc khỳc xạ như thế nào so với gúc tới + Tia sỏng qua mặt bờn thứ hai đi từ mụi trường nào đến mụi trường nào? Gúc khỳc xạ như thế nào so với gúc tới Sau khi HS vẽ hỡnh xong, GV yờu cầu HS trả lời cõu hỏi của vấn đề.
sỏng qua lăng kớnh.
- HS: trả lời cõu hỏi định hướng của GV từ đú vẽ đường đi của tia sỏng chớnh xỏc. - HS: Tia sỏng đến mặt bờn AB sẽ bị khỳc xa tại I, tia khỳc xạ lệch gần phỏp tuyến hơn nờn lệch xuống phớa đỏy của lăng kớnh, khi đến mặt bờn AC bị khỳc xạ tại J, tia khỳc xạ lệch xa phỏp tuyến hơn nờn bị lệch về phớa đỏy, Vỡ vậy tia sỏng qua lăng kớnh
- GV yờu cầu HS khỏc nhận xột cõu trả lời của HS.
GV nhận xột, sau đú GV giới thiệu cho HS gúc lệch D - GV yờu cầu HS thực hiện cõu C1 - GV cung cấp thờm cho HS kiến thức về tỏc dụng tỏn sắc ỏnh sỏng trắng của lăng kớnh - GV: Trỡnh bày cỏc cụng thức của lăng kớnh, yờu cầu HS làm việc theo bàn dựng kiến thức về khỳc xạ ỏnh sỏng và phương phỏp hỡnh học phẳng để chứng minh cỏc cụng thức trờn. - GV nhận xột kết quả của HS. - GV trỡnh chiếu bài tập vd: Cho lăng kớnh thủy tinh (n=1,5) cú gúc
luụn lệch về phỏi đỏy của lăng kớnh
- HS: nhận xột cõu trả lời của bạn.
- HS ghi nhận -Thực hiện cõu C1 - Làm việc theo nhúm (bàn) để giải quyết vấn đề - Trỡnh bày kết quả thảo luận được
- Nhận xột kết quả của nhúm bạn. - HS vận dụng kiến thức về lăng kớnh suy nghĩ phương ỏn 3. Cỏc cụng thức lăng kớnh sin i = n sin r (1) sin i' = n sin r' (2) r + r' = A (3) D = i + i' – A (4)
chiết quang A=600, chiếu tia sỏng đơn sắc đến mặt bờn lăng kớnh với gúc tới 300, Tỡm gúc lệch D. Yờu cầu HS trỡnh bày phương ỏn giải bài tập vớ dụ trờn. - GV nhận xột chung, tổng kết và yờu cầu HS về nhà giải bài tập vận dụng trờn giả BTVD - HS trỡnh bày phương ỏn giải: Ta dựng cụng thức (1) để xỏc định r, dựng cụng thức (3) xỏc định r', dựng cụng thức (2) tỡm i' cuối cựng dựng cụng thức (4) tỡm được A - HS khỏc nhận xột. - HS ghi nhận
Hoạt động 3: Tỡm hiểu về biến thiờn của gúc lệch theo gúc tới. Lăng kớnh phản xạ toàn phần (12)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Nội dung đạt được
- Vừa rồi ta đó nghiờn cứu về cấu tạo, đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh và cỏc cụng thức của lăng kớnh, vậy nếu ta tăng gúc
- HS suy nghĩ, dự đoỏn, trả lời.
- HS1: Tăng theo - HS2: Giảm
4. Biến thiờn của gúc lệch theo gúc tới
tới i thỡ gúc lệch D sẽ thay đổi như thế nào?
- Làm thế nào để kiểm chứng được 2 giả thuyết trờn giả thuyết nào là đỳng?
- Vậy chỳng ta sẽ tiến hành lại thớ nghiệm và cho i tăng liờn tục, quan sỏt gúc D , nhận xột..
- GV thực hiện thớ nghiệm với động tỏc chậm, yờu cầu HS quan sỏt và nhận xột.
- GV tiến hành lại TN, nhận xột cõu trả lời của HS
- GV tiến hành lại thớ nghiệm và dừng lại khi đạt gúc lệch cực tiểu, yờu cầu
- Ta sẽ tiến hành TN, ta tăng gúc tời I từ nhỏ đến lớn, quan sỏt gúc lệch D, nhận xột. - HS quan sỏt thớ nghiệm - HS nhận xột: khi i tăng thỡ D giảm đến một giỏ trị xỏc định nào đú thỡ D tăng ngược trở lại.
- HS khỏc nhận xột
- HS: Đường đi
b. Đường đi của tia sỏng
HS nhận xột đường đi của tia sỏng qua lăng kớnh trong trường hợp này.
Cú nhận xột gỡ về i và i'; r và r',
GV: Yờu cầu HS tỡm mối liờn hệ giữ D,A, n khi đú
í nghĩa của cụng thức trờn.
GV: Đối với một lăng kớnh xỏc Dmin, dựng cụng thức trờn ta sẽ tỡm được n từ đú xỏc định được chất làm lăng kớnh.
của tia sỏng đối xứng qua mặt phõn giỏc của gúc ở đỉnh A - Nhận xột: i = i'; r = r' - HS dựa vào cỏc cụng thứ của lăng kớnh, thiết lập biểu thức 47.5 SGK HS: Suy nghĩ. - HS ghi nhận. c. Cụng thức tớnh gúc lệch Dm Khi đú : i = i'; r = r', suy ra: m m m sin sin 2 2 2 D A D A A i = + hay + =n
Hoạt động 4: (7 phỳt) Tỡm hiểu về lăng kớnh phản xạ toàn phần và ứng dụng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung đạt được
- GV đặt vấn đề: Cú phải khi chiếu tia đơn sắc vào mặt bờn của lăng kớnh, ta luụn cú tia lú qua mặt bờn thứ 2.
- Làm thế nào để kiểm chứng cõu trả lời nào là đỳng. - Suy nghĩ trả lời HS1: Phải HS2: chưa chắc đỳng. - HS: Ta chiếu tia sỏng vào mặt bờn của lăng kớnh, thay đổi gúc
5.Lăng kớnh phản xạ toàn phần
a.Thớ nghiệm: SGK
- GV tiến hành, yờu cầu HS quan sỏt, nhận xột.
- GV xỏc nhận cõu trả lời của HS và giới thiệu lăng kớnh trong trường hợp này gọi là lăng kớnh phản xạ tũan phần
- GV tiến hành 2 thớ nghiệm như SGK yờu cầu HS quan sỏt, giải thớch hiện tượng.
- GV yờu cầu HS trỡnh bày cỏc ứng dụng của lăng kớnh.
tới từ 00 đến 900, quan sỏt tia lú, ta sẽ biết được bạn nào trả lời đỳng.
- HS: đối với một vài thấu kớnh nếu ta giảm gúc tới i đến giỏ trị nào đú thỡ khụng cú tia lú qua mặt bờn mà tia sỏng sẽ bị phản xạ toàn phần đi về phớa đỏy của lăng kớnh.
- HS quan sỏt, vận dụng kiến thức về phản xạ toàn phần giải thớch hiện tượng trờn. - HS trỡnh bày ứng dụng như SGK b. Giải thớch: SGK c. Ứng dụng: Thay gương phẳng trong cỏc dụng cụ quang học Hoạt động 5: (5 phỳt) Củng cố, tổng kết
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung đạt được
- GV yờu cầu HS trả lời cõu hỏi vấn đề đầu bài.
- Tỏi hiện trả lời + Cấu tạo
- GV giới thiệu sơ về cụng dụng của tàu ngầm là bảo vệ an ninh biển cho đất nước, GV cú thể núi thờm về tỡnh hỡnh biển Đụng để kớch thớch lũng yờu nước của HS
- GV yờu cầu HS về học bài và làm bài tập SGK và SBT của nội dung lăng kớnh tỏc dụng khỳc xạ ỏnh sỏng qua 2 mặt bờn, nờn cú tỏc dụng tỏn sắc đối với ỏnh sỏng trắng, vỡ vậy được ứng dụng trong mỏy quang phổ. + Lăng kớnh cú thể làm phản xạ toàn phần ỏnh sỏng tới nờn được ứng dụng trong ống nhũm và kớnh tiềm vọng trong tàu ngầm. - HS ghi nhận. Giỏo ỏn 2: BÀI 52: KÍNH LÚP I. í tưởng sư phạm
Cỏc tiết học đầu của chương HS đó được hướng dẫn giải quyết vấn đề dựa trờn kiến thức khỳc xạ ỏnh sỏng và phản xạ toàn phần, và giải quyết vấn đề tỡm hiểu kiến thức mới của bài mắt, cỏc tật của mắt và cỏch khắc phục. Vỡ vậy, với bài Kớnh lỳp chỳng tụi tạo điều kiện cho HS rốn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề nhận thức ở mức độ 2.
II. Mục tiờu:
1. Kiến thức:
+ Học sinh nờu được tỏc dụng của kớnh lỳp và cỏch ngắm chừng.
+ Học sinh nắm được khỏi niệm số bội giỏc của kớnh lỳp và phõn biệt được số bội giỏc với độ phúng đại ảnh.
+ Tham gia xõy dựng được biểu thức số bội giỏc của kớnh lỳp trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận và ngắm chừng ở vụ cực sau khi đó biết biểu thức về số bội giỏc của kớp lỳp : G =
0 α α ≈ 0 α α tg tg (khi gúc α và α0 rất nhỏ). 2. Về kỹ năng:
+ Rốn luyện kỹ năng tớnh toỏn xỏc định cỏc đại lượng liờn quan đến việc sử dụng kớnh lỳp.
+ Dựng được ảnh của vật tạo bởi kớnh lỳp. + Giải được cỏc bài tập về kớnh lỳp.
+ HS biết sử dụng kớnh lỳp trong thực tế.
III. Chuẩn bị
1. GV: Một vài kớnh lỳp cú độ bội giỏc khỏc nhau.
2. Học sinh: ễn tập cỏc kiến thức về cỏc kiến thức đó học về thấu kớnh và kiến thức về mắt.
IV. Tiến trỡnh dạy học
Hoạt động 1: (5 ph ) Củng cố kiến thức xuất phỏt, tiếp nhận nhiệm vụ nhận