STT CHUẨN KT, KN QUY ĐỊNH
TRONG CHƯƠNG TRèNH
MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA CHUẨN KT,
KN GHI CHÚ
1 Mụ tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nờu được điều kiện xảy ra hiện tượng này.
[Thụng hiểu]
• Thớ nghiệm về hiện tượng phản xạ toàn phần :
Xột tia sỏng đi từ mụi trường cú chiết suất n1 sang mụi trường cú chiết suất n2 nhỏ hơn (r > i).
Cho gúc tới i tăng dần thỡ gúc khỳc xạ r cũng tăng dần và luụn lớn hơn i.
Giải được cỏc bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần. trị lớn nhất là igh , với gh 2 1 n sin i n = .
Khi i ≥ igh, toàn bộ ỏnh sỏng sẽ bị phản xạ, khụng cú tia khỳc xạ vào mụi trường thứ hai. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
• Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần: Khi
ỏnh sỏng đi từ mụi trường cú chiết suất lớn hơn sang mụi trường cú chiết suất nhỏ hơn và cú gúc tới i lớn hơn hoặc bằng gúc giới hạn igh (i ≥ igh), thỡ sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, trong đú mọi tia sỏng đều bị phản xạ, khụng cú tia khỳc xạ.
[Vận dụng]
• Biết nhận dạng cỏc trường hợp xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần của tia sỏng khi qua mặt phõn cỏch.
• Biết cỏch tớnh gúc giới hạn phản xạ toàn phần và cỏc đại lượng trong cụng thức tớnh gúc giới hạn.
2 Mụ tả được sự truyền ỏnh sỏng trong cỏp quang và nờu được vớ dụ về ứng dụng của cỏp quang và tiện lợi của nú.
[Thụng hiểu]
• Sợi quang cú lừi làm bằng thuỷ tinh hoặc chất dẻo trong suốt cú chiết suất n1, được bao quanh bằng một lớp vỏ cú chiết suất n2 nhỏ hơn n1.
Một tia sỏng truyền vào một đầu của sợi quang. Trong sợi quang, tia sỏng bị phản xạ toàn phần nhiều lần tại mặt tiếp xỳc giữa lừi và vỏ và lú ra đầu kia. Sau nhiều lần phản xạ như vậy, tia sỏng được dẫn qua sợi quang mà cường độ sỏng bị giảm khụng đỏng kể.
Nhiều sợi quang ghộp với nhau thành bú. Cỏc bú được ghộp và hàn nối với nhau tạo thành cỏp quang.
• ứng dụng của cỏp quang :
Trong cụng nghệ thụng tin, cỏp quang được dựng để truyền thụng tin (dữ liệu) dưới dạng tớn hiệu ỏnh sỏng. Cỏp quang cú ưu điểm hơn so với cỏp kim loại là truyền được lượng dữ liệu rất lớn, khụng bị nhiễu bởi trường điện từ bờn ngoài.
Chơng VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG 1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trỡnh
CHỦ ĐỀ MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT GHI CHÚ
a) Lăng kớnh.
b) Thấu kớnh.
c) Mắt. Cỏc tật của mắt. Hiện tượng lưu ảnh trờn màng lưới.
d) Kớnh lỳp. Kớnh hiển vi. Kớnh thiờn văn.
Kiến thức
Mụ tả được lăng kớnh là gỡ.
Nờu được lăng kớnh cú tỏc dụng làm lệch tia sỏng truyền qua nú. Nờu được thấu kớnh mỏng là gỡ.
Nờu được trục chớnh, quang tõm, tiờu điểm chớnh, tiờu điểm phụ, tiờu diện và tiờu cự của thấu kớnh mỏng là gỡ.
Phỏt biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kớnh và nờu được đơn vị đo độ tụ. Nờu được số phúng đại của ảnh tạo bởi thấu kớnh là gỡ.
Viết được cỏc cụng thức về thấu kớnh.
Nờu được sự điều tiết của mắt khi nhỡn vật ở điểm cực cận và ở điểm cực viễn. Nờu được đặc điểm của mắt cận, mắt viễn, mắt lóo về mặt quang học và nờu cỏch khắc phục cỏc tật này.
Nờu được gúc trụng và năng suất phõn li là gỡ.
Nờu được sự lưu ảnh trờn màng lưới là gỡ và nờu được vớ dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này.
Mụ tả được nguyờn tắc cấu tạo và cụng dụng của kớnh lỳp, kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn.
Nờu được số bội giỏc là gỡ.
Viết được cụng thức tớnh số bội giỏc của kớnh lỳp đối với cỏc trường hợp ngắm
Chỉ đề cập tới kớnh thiờn văn khỳc xạ.
chừng, của kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn khi ngắm chừng ở vụ cực.
Kĩ năng
Vận dụng được cỏc cụng thức về lăng kớnh để tớnh được gúc lú, gúc lệch và gúc lệch cực tiểu. Vận dụng cụng thức D = 1 f = 0 1 2 n 1 1 1 n R R − + ữ ữ .
Vẽ được đường truyền của một tia sỏng bất kỡ qua một thấu kớnh mỏng hội tụ, phõn kỡ và hệ hai thấu kớnh đồng trục.
Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kớnh.
Vận dụng cụng thức thấu kớnh và cụng thức tớnh số phúng đại dài để giải cỏc bài tập.
Giải được cỏc bài tập về mắt cận và mắt lóo.
Dựng được ảnh của vật tạo bởi kớnh lỳp, kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn. Giải được cỏc bài tập về kớnh lỳp, kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn.
Giải được cỏc bài tập về hệ quang đồng trục gồm hai thấu kớnh hoặc một thấu kớnh và một gương phẳng.
Xỏc định tiờu cự của thấu kớnh phõn kỡ bằng thớ nghiệm.
Chỉ yờu cầu giải bài tập về kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn khi ngắm chừng ở vụ cực với người cú mắt bỡnh thường. 2. Hướng dẫn thực hiện 1. LĂNG KÍNH STT CHUẨN KT, KN QUY ĐỊNH TRONG CHƯƠNG TRèNH
MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA CHUẨN KT, KN GHI CHÚ
1 Mụ tả được lăng kớnh là gỡ. [Thụng hiểu]
Lăng kớnh là một khối trong suốt, đồng chất, được giới hạn bởi hai mặt phẳng khụng song song. Trong thực tế, lăng kớnh thường là một khối lăng trụ tam giỏc.
Hai mặt phẳng giới hạn gọi là cỏc mặt bờn của lăng kớnh. Giao tuyến của hai mặt gọi là cạnh của lăng kớnh. Mặt đối diện với cạnh gọi là đỏy của lăng kớnh. Mặt phẳng vuụng gúc với cạnh gọi là mặt phẳng tiết diện chớnh. Gúc A hợp bởi hai mặt bờn của lăng kớnh gọi là gúc chiết quang hay gúc ở đỉnh của lăng kớnh.
2 Nờu được lăng kớnh cú tỏc dụng làm lệch tia sỏng truyền qua nú. Vận dụng được cỏc cụng thức về lăng kớnh để tớnh được gúc lú, gúc lệch và gúc [Thụng hiểu]
• Đường truyền của tia sỏng qua lăng kớnh : Xột tia sỏng nằm trong mặt phẳng tiết diện chớnh và ỏnh sỏng là đơn sắc.
Tại mặt bờn thứ nhất, tia khỳc xạ lệch gần phỏp tuyến, nghĩa là lệch về phớa đỏy.
Tại mặt bờn thứ hai tia khỳc xạ lệch xa phỏp tuyến, tức là cũng lệch về phớa đỏy.
Kết quả : Tia lú ra khỏi lăng kớnh bao giờ cũng lệch về phớa đỏy
lăng kớnh so với tia tới.
• Gọi i là gúc tới, r là gúc khỳc xạ ở mặt bờn thứ nhất, r’ là gúc tới, i’ gọi là gúc lú của tia sỏng ở mặt bờn thứ hai. Gúc tạo bởi tia lú ra khỏi lăng kớnh và tia tới đi vào lăng kớnh, gọi là gúc lệch D của tia sỏng khi truyền qua lăng kớnh.
Ta cú cỏc cụng thức sau:
sin i = n sin r ; r+ r ' = A sin i ' = n sin r ' ; D = + −i i ' A trong đú, n là chiết suất của chất làm lăng kớnh.
Khi gúc tới thay đổi thỡ gúc lệch cũng thay đổi và qua một giỏ trị cực tiểu, gọi là gúc lệch cực tiểu, kớ hiệu là Dm. Ta cú cụng thức :
m
D +A A
sin = nsin
2 2
[Vận dụng]
Biết cỏch tớnh được gúc lú, gúc lệch và gúc lệch cực tiểu theo cỏc cụng thức của lăng kớnh.
Nếu gúc i và A nhỏ thỡ gúc lệch là:
lệch cực tiểu trong cỏc bài toỏn. 2. THẤU KÍNH MỎNG STT CHUẨN KT, KN QUY ĐỊNH TRONG CHƯƠNG TRèNH
MỨC ĐỘ THỂ HIỆN CỤ THỂ CỦA CHUẨN KT, KN GHI CHÚ
1 Nờu được thấu kớnh mỏng là gỡ.
[Thụng hiểu]
• Thấu kớnh là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu.
• Thấu kớnh mỏng là thấu kớnh cú bề dày ở tõm rất nhỏ.
• Đường thẳng nối cỏc tõm của hai mặt cầu (hoặc đi qua tõm của mặt cầu và vuụng gúc với mặt phẳng) gọi là trục chớnh. • Điểm O là điểm mà trục chớnh cắt thấu kớnh, gọi là quang tõm thấu kớnh. Một tia sỏng bất kỡ đi qua quang tõm thỡ truyền thẳng.
Đường thẳng bất kỡ đi qua quang tõm O gọi là trục phụ. Xột thấu kớnh ở trong khụng khớ, cú hai loại :
Thấu kớnh mộp mỏng được gọi là thấu kớnh hội tụ.
Thấu kớnh mộp dày được gọi là thấu kớnh phõn kỡ.
Điều kiện tương điểm là điều kiện để cho ứng với một điểm vật chỉ cú một điểm ảnh. Điều kiện đú là cỏc tia sỏng tới thấu kớnh phải lập một gúc nhỏ với trục chớnh.
2 Nờu được tiờu điểm chớnh, tiờu điểm phụ, tiờu diện, tiờu cự của thấu kớnh mỏng là gỡ.
[Thụng hiểu]
• Chựm tia sỏng tới song song với trục chớnh cho ảnh là một điểm nằm trờn trục chớnh gọi là tiờu điểm ảnh chớnh hay tiờu điểm ảnh.
điểm là giao của cỏc tia lú cú đường kộo dài nằm trờn trục chớnh. đú là tiờu điểm dảnh của thấu kớnh phõn kỡ. Thấu kớnh phõn kỡ cú tiờu điểm ảnh chớnh là ảo.
• Vị trớ nguồn sỏng điểm trờn trục chớnh để cú chựm tia lú song song với trục chớnh gọi là tiờu điểm vật chớnh hay tiờu điểm vật của thấu kớnh hội tụ. Vị trớ mà chựm tia tới khi kộo dài thỡ hội tụ trờn trục chớnh cho chựm tia lú song song với trục chớnh gọi là tiờu điểm vật chớnh hay tiờu điểm vật của thấu kớnh phõn kỡ. Cỏc tiờu điểm vật và tiờu điểm ảnh đối xứng với nhau qua quang tõm.
• Mặt phẳng vuụng gúc với trục chớnh tại tiờu điểm vật, gọi là tiờu diện vật. Mặt phẳng vuụng gúc với trục chớnh tại tiờu điểm ảnh, gọi là tiờu diện ảnh. Điểm cắt của một trục phụ bất kỡ với tiờu diện vật hoặc hay tiờu diện ảnh được gọi là tiờu điểm vật phụ hoặc tiờu điểm ảnh phụ.
• Chựm tia tới song song với một trục phụ thỡ cỏc tia lú hoặc cỏc đường kộo dài của tia lú đi qua tiờu điểm ảnh phụ của nú, tức là giao điểm của trục phụ song song với tia tới và tiờu diện ảnh.
• Tiờu cự là độ dài đại số, kớ hiệu là f, cú trị số tuyệt đối bằng khoảng cỏch từ tiờu điểm chớnh tới quang tõm thấu kớnh.
f = OF = OF’
Ta quy ước, f > 0 với thấu kớnh hội tụ, f < 0 với thấu kớnh phõn kỡ.
3 Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kớnh.
[Thụng hiểu]
Đường đi của cỏc tia sỏng qua thấu kớnh:
Tia tới song song với trục chớnh thỡ cho tia lú (hoặc đường kộo dài của nú) đi qua tiờu điểm ảnh chớnh.
Tia tới (hoặc đường kộo dài của nú) qua tiờu điểm vật chớnh
Gọi d là khoảng cỏch từ vật đến thấu kớnh, ta cú nhận xột về ảnh của một vật qua thấu kớnh hội tụ như sau:
cho tia lú tương ứng song song với trục chớnh. Tia tới qua quang tõm thỡ truyền thẳng.
Tia tới bất kỡ cho tia lú (hoặc đường kộo dài của nú) đi qua tiờu điểm ảnh phụ tương ứng (là giao điểm của trục phụ song song với tia tới và tiờu diện ảnh).
[Vận dụng]
• Biết cỏch dựng ảnh của vật thật là một điểm sỏng :
Chọn hai tia tới xuất phỏt từ điểm sỏng (nờn chọn hai tia sỏng đặc biệt).
Tỡm hai tia lú tương ứng với hai tia tới.
Xỏc định vị trớ giao điểm của hai tia lú hoặc giao điểm của đường kộo dài của hai tia. Đú là vị trớ ảnh của điểm sỏng. • Biết cỏch dựng ảnh của vật thật là một vật phẳng nhỏ vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh :
Dựng ảnh của điểm đầu mỳt của vật nằm ngoài trục chớnh. Từ ảnh của điểm đầu mỳt, hạ đường vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh. Chõn của đường vuụng gúc này là ảnh của điểm của vật thuộc trục chớnh.
(d > f), ảnh là ảnh thật, ngược chiều với vật.
Khi vật ở trong tiờu điểm (0 < d < f), ảnh là ảnh ảo, cựng chiều với vật.
Khi vật ở tiờu điểm (d=f), ảnh ở vụ cực.
Đối với thấu kớnh phõn kỡ, kết quả cho thấy, vật thật ở mọi vị trớ đều cho ảnh ảo, nhỏ hơn vật và cựng chiều với vật.
4 Phỏt biểu được định nghĩa độ tụ của thấu kớnh và nờu được đơn vị đo độ tụ.
[Thụng hiểu]
• Độ tụ của thấu kớnh là đại lượng được đo bằng nghịch đảo tiờu cự:
1 D =
f
Với thấu kớnh hội tụ, D > 0, với thấu kớnh phõn kỡ , D < 0. • Trong hệ SI, tiờu cự tớnh bằng một (m) thỡ độ tụ tớnh bằng điụp (dp).
thấu kớnh.
Nờu được số phúng đại của ảnh tạo bởi thấu kớnh là gỡ.
Vận dụng cụng thức D = 1 f = ( o n 1 n − ) 1 2 1 1 R R + ữ . • Cụng thức tớnh độ tụ của thấu kớnh là: D = 1 f = (n 1− ) 1 2 1 1 R R + ữ (*)
trong đú, n là chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kớnh đối với mụi trường xung quanh thấu kớnh. R1 và R2 là bỏn kớnh của cỏc mặt thấu kớnh, quy ước R1, R2 > 0 đối với cỏc mặt lồi, R1, R2 < 0 đối với cỏc mặt lừm, R1 (hay R2) = ∞ đối với mặt phẳng. • Cụng thức liờn hệ giữa cỏc vị trớ của ảnh, vật và tiờu cự (cụng thức thấu kớnh) là :
1 1 1 + = d d' f
Ta quy ước : d > 0 với vật thật, d’ > 0 với ảnh thật, d’ < 0 với ảnh ảo, f > 0 với thấu kớnh hội tụ, f < 0 với thấu kớnh phõn kỡ. • Số phúng đại ảnh k cho biết ảnh lớn hơn vật bao nhiều lần và cựng chiều hay ngược chiều với vật :
A 'B ' k
AB =
trong đú, AB, A ' B ' tương ứng là độ dài đại số của vật và ảnh. Nếu ảnh và vật cựng chiều, k > 0. Nếu ảnh và vật ngược chiều k < 0. Cú thể tớnh được số phúng đại ảnh k theo khoảng cỏch d’ và d từ quang tõm tới ảnh và tới vật theo cụng thức :
d ' k
d = –
[Vận dụng]
• Biết cách tính đợc độ tụ và các đại lợng trong các công thức (*).
Vận dụng cụng thức thấu kớnh và cụng thức tớnh số phúng đại dài để giải cỏc bài tập.
• Biết cách tính đợc số phóng đại và các đại lợng trong các công thức của thấu kính.
6 Vẽ đợc đờng truyền của một tia sáng bất kì qua một thấu kính mỏng hội tụ, phân kì và hệ hai thấu kính đồng trục.
[Thông hiểu]
• Đờng truyền của một tia sáng bất kì qua thấu kính:
− Tia sáng bất kì qua thấu kính mỏng hội tụ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ là giao điểm của trục phụ song song với tia tới với tiêu diện ảnh của thấu kính.
− Tia sáng bất kì qua thấu kính mỏng phân kì cho tia ló có đ- ờng kéo dài đi qua tiêu điểm phụ là giao điểm của trục phụ song song với tia tới và tiêu diện ảnh của thấu kính.
[Vận dụng]
Biết cách vẽ đợc đờng truyền của một tia sáng bất kì qua một thấu kính mỏng hội tụ hoặc phân kì dựa vào các đặc điểm trên. Để vẽ đợc đờng truyền của một tia sáng bất kì qua hệ hai thấu kính đồng trục ta coi tia ló qua thấu kính thứ nhất là tia tới qua thấu kính thứ hai và áp dụng vẽ đờng truyền của tia sáng cho từng thấu kính.
7 Giải được cỏc bài tập về hệ quang đồng trục gồm hai thấu kớnh hoặc một thấu kớnh và một gương phẳng.
[Vận dụng]
• Biết cỏch vẽ ảnh của một vật qua hệ quang đồng trục:
ệ thấu kớnh - thấu kớnh: Tia lú qua thấu kớnh thứ nhất là
tia tới qua thấu kớnh thứ hai.
Hệ thấu kớnh - gương phẳng: Tia lú qua thấu kớnh là tia tới
gương phẳng, tia phản xạ từ gương phẳng là tia tới thấu kớnh.