Chƣơng 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
2.2. Thiết kế tiếntrình dạy họctheo góc kiến thức chương “Mắt và các
2.2.1. Bài “Kính lúp”
2.2.1.1. Kiến thức cần xây dựng và câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng
Vấn đề 1: Cấu tạo của kính lúp.Cách ngắm chừng qua kính lúp.
Kiến thức cần xây dựng
-Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt khi nhìn những vật nhỏ, có tác dụng tạo ra ảnh với góc trơng lớn hơn góc trơng trực tiếp vật.
-Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn.
-Đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính để kính cho ảnh ảo, lớn hơn vật. Điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính để ảnh nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Mắt đặt sau kính quan sát ảnh này.
Câu hỏi đề xuất vấn đề tƣơng ứng
-Khi quan sát trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực cận của mắt mà mắt vẫn khơng nhìn rõ vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn rõ vật? Dùng như thế nào?
Vấn đề 2: Số bội giác của kính lúp.
Kiến thức cần xây dựng
- Số bội giác của kính lúp (G) được định nghĩa như sau: G= 0
Trong đó: là góc trơng vật qua kính lúp
0 là góc trơng vật trực tiếp khi vật đặt ở điểm cực cận. Vì và 0 rất nhỏ nên G 0 tan tan
- Cơng thức số bội giác của kính lúp trong từng trường hợp: + Ngắm chừng ở điểm bất kì: G=k l d Dc ' +Ngắm chừng ở điểm cực cận: Gc =k +Ngắm chừng ở vô cực: G= f Dc
- Chỉ trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận, số bội giác và độ phóng đại của ảnh tạo bởi kính lúp mới có giá trị bằng nhau.
Câu hỏi đề xuất vấn đề tƣơng ứng
- Trong các trường hợp ngắm chừng qua kính lúp: ở điểm bất kì, ở điểm cực cận, ở vơ cực, có trường hợp nào mà số bội giác có giá trị bằng độ phóng đại của ảnh?
2.2.1.2. Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức
Điều kiện để mắt nhìn rõ một vật: vật phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt và góc trơng vật phải lớn hơn năng suất phân li của mắt.
Khi quan sát trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực cận của mắt mà mắt vẫn không nhìn rõ được vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn
rõ vật? Dùng như thế nào?
-Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt khi nhìn những vật nhỏ, có tác dụng tạo ra ảnh với góc trơng lớn hơn góc trơng trực tiếp vật.
-Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn.
-Đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính để kính cho ảnh ảo, lớn hơn vật. Điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính để kính cho ảnh ảo, lớn hơn vật, nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt.
Ta dùng linh kiện quang học nào đó tạo ra ảnh ảo lớn hơn vật, nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và linh kiện để linh kiện cho ảnh như vậy. Vật thật: chỉ có gương cầu lõm
và thấu kính hội tụ mới cho ảnh lớn hơn vật. Dùng thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo là phương án tối ưu.
Vật thật: thấu kính hội tụ chỉ cho ảnh ảo khi vật nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. Điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính sao cho ảnh hiện lên trong khoảng Cc-Cv của mắt. Muốn ảnh rõ nhất ta điều chỉnh để nó hiện lên ở điểm cực cận Cc của mắt. Muốn mắt không bị mỏi ta điều chỉnh để ảnh hiện lên ở điểm Cv của mắt.
Vẽ được ảnh của vật thật qua quang
cụ.
Sử dụng 3 thấu kính hội tụ có tiêu cự lần lượt là 2,5cm, 5cm và 10 cm sao cho nhìn thấy ảnh của các chữ trên trang sách dưới góc trơng lớn hơn.
Xác định khoảng cách giữa trang sách và thấu kính trong từng trường hợp. So sánh khoảng cách nói trên với tiêu cự của thấu kính trong từng trường hợp. Giải thích hiện tượng đó.
Vẽ được ảnh của vật thật qua quang cụ.
Vấn đề 2:Số bội giác của kính lúp.
Trong các trường hợp ngắm chừng qua kính lúp: ở điểm bất kì, ở điểm cực cận, ở vơ cực, có trường hợp nào mà số bội giác có giá trị bằng độ phóng đại của ảnh?
- Cơng thức số bội giác của kính lúp trong trường hợp ngắm chừng ở điểm bất kì là G=k l d Dc ' , ngắm chừng ở điểm cực cận là Gc =k, ngắm chừng ở vô cực là G= f Dc
- Chỉ trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận, số bội giác và độ phóng đại của ảnh tạo bởi kính lúp mới có giá trị bằng nhau.
-Căn cứ vào hình vẽ nhìn vật trực tiếp khi vật đặt ở điểm cực cận của mắt, tính tan0.
-Căn cứ vào hình vẽ tạo ảnh của vật cho bởi kính lúp, tính tan cho từng trường hợp ảnh A1B1 nằm ở : điểm bất kì, điểm cực cận, vơ cực.
-Thay tan0và tan vào công thức định nghĩa số bội giác của kính lúp thì rút ra được cơng thức tính số bội giác của kính lúp trong từng trường hợp.
-Từ đó xác định được trường hợp ngắm chừng nào qua kính lúp thì số bội giác có giá trị bằng độ phóng đại của ảnh. G 0 tan tan tan0= c D AB + Ngắm chừng ở điểm bất kì: G=k l d Dc ' +Ngắm chừng ở điểm cực cận: Gc =k +Ngắm chừng ở vô cực: G= f Dc
Chỉ trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận,
số bội giác và độ phóng đại của ảnh tạo bởi kính lúp mới có giá trị bằng nhau.
Số bội giác G của một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt : G=
0 0 tan tan
Trong đó: là góc trơng ảnh của vật qua kính lúp
0 là góc trơng vật trực tiếp khi vật đặt ở điểm cực cận.
F’ B’ A’ B A d’ l 0 F’ 0M B F A 0 A’ 0M
2.2.1.4. Mục tiêu dạy học
- Trong khi học:
+Tham gia đề xuất giải pháp: phải dùng linh kiện quang học nào tạo ra ảnh lớn hơn vật, nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Điều chỉnh khoảng cách giữa vật và linh kiện để linh kiện cho ảnh như vậy. Và ta sẽ quan sát được ảnh này qua linh kiện. +Căn cứ vào giải pháp đó, xác định được các phương án:
Phương án 1: Gương cầu lõm tạo ảnh thật hoặc ảnh ảo.
Phương án 2: Thấu kính hội tụ tạo ảnh thật hoặc ảnh ảo.
+ Phân tích được tính khả thi của từng phương án, xác định được phương án tối ưu là thấu kính hội tụ tạo ảnh ảo.
+Xác định được sự tạo ảnh và dựng ảnh qua kính lúp +Xác định được cách ngắm chừng qua kính lúp.
+Tham gia xây dựng cơng thức tính số bội giác của kính lúp trong từng trường hợp ngắm chừng: ở điểm bất kì, ở cực cận, ở vô cực.
-Sau khi học:
+Nêu được công dụng, tác dụng, cấu tạo của kính lúp +Nêu được sự tạo ảnh qua kính lúp.
+Có kĩ năng dựng ảnh qua kính lúp.
+Nêu được cách ngắm chừng qua kính lúp.
+Chứng minh được cơng thức tính số bội giác của kính lúp trong từng trường hợp ngắm chừng: ở điểm bất kì, ở cực cận, ở vơ cực và biết áp dụng các cơng thức đó để giải bài tốn.
2.2.1.5. Đồ dùng dạy học các góc
Vấn đề 1: Cấu tạo của kính lúp.Cách ngắm chừng qua kính lúp.
Dơng cơ NhiƯm vơ Thêi
gian Gãc tr¶i nghiƯm 1 -3 thấu kính hội tụ có tiêu cự lần lượt là 2,5cm, 5cm và 10 cm. -Trang sách có các dịng chữ. -Thước kẻ đo chính xác đến mm. -Phiếu học tập số 1. -Học sinh sử dụng các thấu kính sao cho nhìn thấy ảnh của các chữ trên trang sách dưới góc trơng lớn hơn.
- Xác định khoảng cách giữa trang sách và thấu kính trong từng trường hợp. So sánh khoảng cách nói trên với tiêu cự của thấu kính trong từng trường hợp.
-Sau đó học sinh giải thích hiện tượng đó. 7phót Gãc tr¶I nghiƯm 2 - Máy tính có phần mềm: Quang hình học –Mơ phỏng và thiết kế. -Phiếu học tập số 2.
-Học sinh đọc câu hỏi và làm theo hướng dẫn trong phiếu học tập số 2.
7phót Gãc thiÕt kÕ -Sách giáo khoa: mục 1,2 – bài 52- trang 257. - Giấy, bút và thước. -Phiếu học tập số 3.
-Học sinh đọc câu hỏi và làm theo hướng dẫn trong phiếu học tập số 3.
7phót Phiếu học tập Gãc tr¶i nghiƯm 1 Phiếu học tập số 1
Tại góc học tập này có 3 thấu kính hội tụ tiêu cự lần lượt là 2,5cm, 5cm và 10cm.
+Nhiệm vụ 1: sử dụng 3 thấu kính nói trên để nhìn thấy ảnh của các chữ trên trang sách dưới góc trơng lớn hơn.
+Nhiệm vụ 2: xác định khoảng cách giữa trang sách và thấu kính trong các trường hợp đó.
+Nhiệm vụ 3: so sánh khoảng cách nói trên với tiêu cự của thấu kính trong các trường hợp đó.
Câu hỏi: “Khi quan sát trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực cận
của mắt mà mắt vẫn khơng nhìn rõ được vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn rõ vật? Dùng như thế nào? Trong 3 thấu kính hội
tụ nói trên, thấu kính nào cho kết quả tốt nhất.” Trả lời:…… ……………………………………………………………. Gãc tr¶I nghiƯm 2 Phiếu học tập số 2
Câu 1:“Trong số những dụng cụ quang học các em đã biết: gương
phẳng, gương cầu lõm, gương cầu lồi, lăng kính, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì; dụng cụ quang học nào có khả năng tạo ảnh ảo lớn hơn vật?
Trả lời :……………… ……………………………………………….. (Gợi ý: Dùng phần mềm Quang hình học, mơ phỏng và thiết kế hiện
thực hoá ý tưởng với các dụng cụ quang học: gương phẳng, gương cầu lõm, gương cầu lồi, lăng kính, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì).
Câu 2: “Để quan sát các vật có kích thước nhỏ mà mắt thường khơng
nhìn rõ sao cho quá trình quan sát thuận lợi và ảnh rõ nét, phương án nào là tối ưu nhất trong số các phương án nói trên?”
Trả lời:……….. …………………………………………………………. (Gợi ý: Dùng phần mềm Quang hình học, mơ phỏng và thiết kế hiện
thực hoá ý tưởng với dụng cụ quang học em chọn để quan sát họa tiết trên một chiếc bình cổ)
Câu 3: “Cần phải sử dụng dụng cụ nói trên như thế nào để quan sát các
vật có kích thước nhỏ mà mắt thường khơng nhìn rõ?”
Trả lời:……………………………………………………………………
Gãc
thiÕt kÕ
Phiếu học tập số 3
Nhiệm vụ 1: “Các em hãy dùng bút và thước dựng ảnh ảo của một vật
thật tạo bởi một trong số các dụng cụ quang học đã học (gương phẳng, gương cầu lõm, gương cầu lồi, lăng kính, thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì) sao cho góc trơng ảnh lớn hơn góc trơng vật”.
Nhiệm vụ 2: “Khi quan sát trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực
cận của mắt mà mắt vẫn khơng nhìn rõ được vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn rõ vật? Dùng như thế nào?”
Trả lời…………………………………………………………………….
Gãc tr¶i nghiƯm
1
Dự kiến câu trả lời của học sinh (Phiếu học tập số 1)
Câu hỏi: “Khi quan sát trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực cận
của mắt mà mắt vẫn khơng nhìn rõ được vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn rõ vật? Dùng như thế nào? Trong 3 thấu kính hội tụ nói trên, thấu kính nào cho kết quả tốt nhất.”
Trả lời : - Dùng kính lúp
cách giữa vật và kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật lớn hơn vật, cùng chiều với vật.
- Trong 3 thấu kính hội tụ nói trên, thấu kính có tiêu cự nhỏ nhất cho ảnh rõ nhất.
Gãc tr¶I nghiƯm
2
Dự kiến câu trả lời của học sinh (Phiếu học tập số 2)
Câu 1: “Trong số những dụng cụ quang học các em đã biết thì dụng cụ
quang học nào có khả năng tạo ảnh ảo lớn hơn vật?”
Trả lời: -Dụng cụ quang học có khả năng tạo ảnh ảo lớn hơn vật là:
gương cầu lõm và thấu kính hội tụ.
Câu 2: “Để quan sát các vật có kích thước nhỏ mà mắt thường khơng
nhìn rõ sao cho quá trình quan sát thuận lợi và ảnh rõ nét, phương án nào là tối ưu nhất trong số các phương án nói trên?”
Trả lời: - Thấu kính hội tụ.
- Vì ảnh áo lớn hơn vật tạo bởi gương cầu lõm nằm sau gương: không thuận lợi cho việc quan sát ảnh.
Câu 3: “Cần phải sử dụng dụng cụ nói trên như thế nào để quan sát các
vật có kích thước nhỏ mà mắt thường khơng nhìn rõ?”
Trả lời: - Đặt vật trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ sao cho ảnh
ảo lớn hơn vật hiện lên trong khoảng nhìn rõ của mắt.
Gãc thiÕt
kÕ
Dự kiến câu trả lời của học sinh (Phiếu học tập số 3)
Nhiệm vụ 1: Nhiệm vụ của từng học sinh “Các em hãy dùng bút và thước dựng ảnh ảo của một vật thật tạo bởi dụng cụ quang học nói trên sao cho góc trơng ảnh lớn hơn góc trơng vật.
Nhiệm vụ 2: Cả nhóm thảo luận và trả lời câu hỏi “Khi quan sát
trực tiếp một vật nhỏ, đưa vật đến điểm cực cận của mắt mà mắt vẫn khơng nhìn rõ được vật. Vậy có thể dùng linh kiện quang học nào để nhìn rõ vật? Dùng như thế nào?”
Trả lời: Đặt vật trong khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ sao cho ảnh ảo lớn hơn vật hiện lên trong khoảng nhìn rõ của mắt.
A B A2 B2 B1 A1 01 02 F1 F2 F1’ 0 d2/ l
Vấn đề 2: Số bội giác của kính lúp. (khơng dùng phương pháp dạy học theo góc)
- Đề bài tốn:
Bài tốn 1 Bài toán 2
a/ Một người có khoảng nhìn rõ ngắn nhất Dc, quan sát một vật nhỏ qua kính lúp. Người đó đặt mắt cách kính một khoảng l Hãy xác định số bội giác của kính trong khi người đó ngắm chừng ở điểm bất kì, biết khi đó ảnh có chiều cao gấp k lần vật và nằm cách kính một khoảng là d’?
b/ Từ kết quả trên hãy suy ra cơng thức tính số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở điểm cực cận của mắt?
Một người mắt tốt có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là Dc quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự là f.
Xác định số bội giác của kính lúp khi người đó ngắm chừng ở vơ cực?
- Máy tính có phần mềm Quang hình học, mơ phỏng và thiết kế.
Dự kiến câu trả lời của học sinh
Bài toán 1 Bài toán 2
Dự kiến câu trả lời của học sinh
G 0 tan tan tan0= c D AB , l d B A ' ' ' tan + Ngắm chừng ở điểm bất kì: G=k l d Dc ' +Ngắm chừng ở điểm cực cận: Gc =k Chỉ trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận, số bội giác và độ phóng đại của ảnh tạo bởi kính lúp mới có giá trị bằng nhau.
Dự kiến câu trả lời của học sinh
G 0 tan tan , tan0= c D AB , tan f AB +Ngắm chừng ở vô cực: G= f Dc Chỉ trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận, số bội giác và độ phóng đại của ảnh tạo bởi kính lúp mới có giá trị bằng nhau. F’ 0M B’ A’ B A d’ l 0 F ’ 0 B ’ A ’ B A C
2.2.1.6. Thiết kế tiến trình dạy học các góc
Thảo luận và giao nhiệm vụ cho học sinh trƣớc khi học bài mới trên lớp:
*Cách thức tổ chức dạy học:
-Giáo viên giới thiệu với học sinh cách phân không gian lớp học thành 3 góc học tập: góc trải nghiệm 1, góc trải nghiệm 2, góc thiết kế.
-Tại mỗi góc học tập, giáo viên bố trí các dụng cụ học tập.
-Chia lớp thành 3 nhóm, phân cơng học sinh làm nhóm trưởng. Các nhóm nhận