CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.3. Đánh giá định tính quá trình thực nghiệm sư phạm
3.3.2. Ti ết 2. BÀI TẬP THẤU KÍNH MỎNG
- Kiến thức:
?
?
?
+ Ôn tập, củng cố kiến thức về thấu kính mỏng.
+ Phân tích và trình bày được quá trình tạo ảnh của vật qua thấu kính.
+ Nắm được phương pháp chung để giải các bài toán thấu kính.
- Kỹ năng:
+ Rèn luyện cho học sinh vẽ được ảnh và sơ đồ tạo ảnh của một vật tạo bởi thấu kính.
+ Giải được một số bài tập thông qua các công thức thấu kính và toán học.
II. Chuẩn bị 1. Giáo viên
- Xem và giải trước các bài tập trong sách giáo khoa.
- Soạn thảo bộ câu hỏi tư duy cho từng bài tập để hướng dẫn học sinh giải.
- Chuẩn bị một số bài tập bổ sung cho học sinh làm tại lớp và phiếu bài tập ở nhà.
2. Học sinh
- Ôn tập phần lý thuyết đã học.
- Chuẩn bị các bài tập mà giáo viên đã dặn dò.
- Những câu hỏi thắc mắc cần giải đáp.
III. Phương pháp
Hỏi đáp, hướng dẫn gợi mở, thảo luận nhóm.
IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp
- Kiểm tra sỉ số.
- Kiểm tra việc thực hiện nội quy của học sinh.
2. Đặt vấn đề
Bài trước chúng ta đã nghiên cứu về hai loại thấu kính: hội tụ và phân kì, nắm được đường truyền của các tia sáng khi đi qua thấu kính cũng như cách dựng ảnh của một vật qua thấu kính. Để giúp các em hiểu sâu sắc hơn về kiến thức bài học, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết một số bài tập.
3. Nội dung
Thời gian
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Ghi bảng
Trình bày cách dựng ảnh của một vật qua thấu kính?
Nêu những công thức xác định vị trí ảnh, vị trí vật, tiêu cự, độ tụ và độ phóng đại của ảnh?
Nêu những quy tắc nào về dấu khi giải các bài toán về thấu kính?
Ta thường vẽ các tia tới sau đây:
+ Tia tới qua quang tâm O của thấu kính sẽ truyền thẳng.
+ Tia tới song song với trục chính của thấu kính sẽ cho tia ló (hay đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh.
+ Tia tới (hay đường kéo dài của tia tới) sẽ cho tia ló song song với trục chính.
𝑓1=1𝑑+𝑑1′
𝐷 =𝑓1
𝑘 =−𝑑𝑑′ =𝐴�������𝐴𝐵����′𝐵′ 𝑘 =𝑓−𝑑𝑓 =𝑓−𝑑𝑓 ′ Thấu kính hội tụ:
f > 0; D > 0 Thấu kính phân kì:
f < 0; D < 0 Vật thật: d > 0 Vật ảo: d < 0 Ảnh thật: 𝑑′ > 0
1
𝑓 =1𝑑+𝑑1′ 𝐷 =𝑓1
𝑘=−𝑑𝑑′ =𝐴�������𝐴𝐵����′𝐵′ Thấu kính hội tụ:
f > 0; D > 0 Thấu kính phân kì:
f < 0; D < 0 Vật thật: d > 0 Vật ảo: d < 0 Ảnh thật: 𝑑′ > 0 Ảnh ảo: 𝑑′ < 0
Ảnh và vật cùng chiều: k > 0.
Ảnh và vật ngược chiều: k < 0.
?
?
?
Bài 4 trang 189 SGK.
Gọi một HS đọc đề bài và đưa ra đáp án.
Vì sao không phải là thấu kính hội tụ?
Chọn đáp án B.
Bài 5 trang 189 SGK.
Gọi một HS đọc đề bài, chọn đáp án và yêu cầu HS đưa ra lí do.
Chọn đáp án A.
Bài 6 trang 189 SGK.
Gọi một HS đọc đề, tóm tắt đề bài.
d1 và d2 có mối liên hệ gì với tiêu cự f của thấu kính?
Chọn đáp án B.
Ảnh ảo: 𝑑′ < 0
Ảnh và vật cùng chiều:
k > 0.
Ảnh và vật ngược chiều: k < 0.
Đọc đề, chọn đáp án B.
Vì thấu kính hội tụ có thể cho tia ló hội tụ hoặc phân kì.
Đọc đề.
Chọn đáp án A.
Vì chỉ có thấu kính hội tụ thì mới có thể tạo ra ảnh lớn vật.
Đọc đề.
Cho k = ±3 d1 – d2 = 12 cm.
Vì 𝑘 =−𝑑𝑑′ nên:
𝑑1 =43𝑓 𝑑2 =23𝑓
Bài 4 trang 189 SGK.
Chọn đáp án B.
Bài 5 trang 189 SGK.
Chọn đáp án A.
Bài 6 trang 189 SGK.
Cho k = ±3 d1 – d2 = 12 cm.
Ta có: 𝑘=−𝑑𝑑′
Trường hợp 1:
k = -3 => −𝑑𝑑′=
−3
=> 𝑑’ = 3d thế vào công thức 𝑓1=𝑑1+
?
?
Bài 7 trang 189 SGK.
Chia lớp thành 4 nhóm ứng với 4 trường hợp trong SGK.
Đề nghị các nhóm thảo luận sau đó cử đại diện lên bảng vẽ hình và nêu nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp.
Thảo luận, làm bài.
1
𝑑′ ta được 𝑑1=43𝑓 (1)
Trường hợp 2:
k = 3 => −𝑑𝑑′ = 3
=> 𝑑’ = -3d thế vào công thức 𝑓1=𝑑1+
1
𝑑′ ta được 𝑑2 =23𝑓 (2)
Thế (1) và (2) vào d1 – d2 = 12 cm
=> 4
3𝑓 - 2
3𝑓 = 12
=> f = 18 (cm)
Bài 7 trang 189 SGK.
Vật thật ở ngoài đoạn OF:
Đặc điểm: ảnh thật, cùng chiều, nhỏ hơn vật.
Vật thật tại I:
Đặc điểm: ảnh thật, ngược chiều, cao
Bài 8 trang 189 SGK.
Yêu cầu một HS đọc đề, lên bảng vẽ hình.
Khoảng cách từ Mặt Trăng đến thấu kính là bao nhiêu? Ảnh hiện ở vị trí nào của thấu kính?
Góc trông vật 𝑡, 𝑑′và đường kính 𝐴′𝐴′ của ảnh có mồi liên hệ như thế nào?
Đọc đề.
d = ∞ Suy ra 𝑑′ = f = 1
𝐷
𝑡 ≈ 𝑡𝑎𝑠𝑡 =𝐴𝑑′𝐵′′
bằng vật.
Vật thật trong đoạn FI:
Đặc điểm: ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.
Vật thật trong đoạn FO:
Đặc điểm: ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.
Bài 8 trang 189 SGK.
a)
b) Ta có d = ∞
=> 𝑑′ = f = 1
𝐷= 1 (m)
Mặt khác ta có:
𝑡 ≈ 𝑡𝑎𝑠𝑡 =𝐴′𝑓𝐵′
?
?
Đường kính 𝐴′𝐴′ lúc này được tính như thế nào?
Đề nghị một HS lên trình bày lại bài giải, các bạn khác trong lớp tự làm bài.
Bài 9 trang 190 SGK.
Gọi một HS đọc đề.
Hướng dẫn câu a.
Trình bày nguyên lí thuận nghịch của sự truyền sáng?
Chứng minh nguyên lí đó như thế nào?
Hướng dẫn giải câu b.
Yêu cầu một HS vẽ lên
𝐴′𝐴′ =𝑡𝑓
Làm bài.
Đọc đề.
Ánh sáng truyền theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.
Chúng ta đặt vật tại vị trí màn ban đầu, sau đó di chuyển thấu kính và một màn hứng ảnh thứ hai đặt trước thấu kính đến khi ảnh của vật hiện rõ trên màn.
Ta thấy vị trí thấu kính lúc này khác vị trí ban đầu. Cho nên ta có thể kết luận còn một vị trí thứ hai giữa vật và màn cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn.
=> 𝐴′𝐴′ =𝑡𝑓
= 100.33.3.10-4≈P1 cm
Bài 9 trang 190 SGK.
Ta có:
l = d2 – d1 (1) a = d + 𝑑′ (2)
=> 𝑑′ = a – d thế vào phương trình:
1
𝑓=𝑑1+𝑑′1 Hay 1
𝑓 =1𝑑+𝑎−𝑑1
<=>𝑑(𝑎 − 𝑑) = 𝑓(𝑎 − 𝑑) +𝑓𝑑
<=>𝑑2− 𝑎𝑑+𝑓 = 0
∆ = (−𝑎)2−4𝑓𝑎 = 𝑎2−4𝑓𝑎 Để phương trình có
?
?
?
bảng vẽ hình.
Để có có hai vị trí đặt thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì 1
𝑓 =1𝑑+𝑑′1 phải thỏa mãn điều kiện gì?
d1 và d2 có mối liên hệ với nhau như thế nào?
Trình bày phương pháp tính tiêu cự của thấu kính?
Bài 10 trang 190 SGK.
Gọi HS đọc đề.
Công thức nào được sử dụng để xác định vị trí vật, ảnh?
So sánh tính chất ảnh của một vật tạo bởit hấu kính hội tụ và thấu kính phân kì?
Khoảng cách vật, ảnh đối với thấu kính hội tụ phải viết như thế nào?
Gọi hai HS lên làm bài.
Phương trình
1
𝑓=𝑑1+𝑑′1 phải có 2 nghiệm phân biệt hay ∆
> 0.
l = d1 – d2 = �𝑎2−4𝑓𝑎 𝑓=𝑙24𝑎−𝑎2 Đo a và l.
Đọc đề.
1
𝑓 =1𝑑+𝑑′1
Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ có thể là ảnh thật hoặc ảnh ảo. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo.
|d + 𝑑′| = 125
hai nghiệm thì ∆ > 0
<=> 𝑎2−4𝑓𝑎 > 0
<=> a > 2f
=> 𝑑1 =𝑎+�𝑎22−4𝑓𝑎 𝑑2 =𝑎−�𝑎22−4𝑓𝑎 Thế d1 và d2 vào (1) ta được: l = d1 – d2
=
�𝑎2−4𝑓𝑎
Bình phương 2 vế:
l2= a2 – 4fa
=> 𝑓 =𝑙24𝑎−𝑎2
Bài 10 trang 190 SGK.
a. Ta có d + 𝑑′ =
±125
d + 𝑑′ = 125
=> 𝑑′ = 125 – d Thế vào công thức
1
𝑓=𝑑1+𝑑′1 ta được:
1
𝑓 =𝑑1+125−𝑑1
=> d2 -125d + 125f
= 0
=> d1 = 100 cm d2 = 25 cm
d + 𝑑′ = -125
=> 𝑑′ = -125 – d
?
?
?
?
?
?
Bài 11 trang 190 SGK.
Gọi học sinh đọc đề.
Độ tụ và tiêu cự của thấu kính thể hiện mối liên hệ như thế nào?
Tiêu cự và khoảng cách vật, ảnh thể hiện mối liên hệ như thế nào?
m Khoảng cách vật, ảnh và số phóng đại ảnh của thấu kính thể hiện mối liên hệ qua như thế nào?
Ngoài ra, chúng ta còn có thể sử dụng công
Làm bài.
Ghi chép.
Đọc đề 𝐷 =𝑓1
1
𝑓 =1𝑑+𝑑′1
𝑘 =−𝑑′𝑑
=> d3 ≈17,5 cm b. Ta có d + 𝑑′ = ± 45
d + 𝑑′ = 45
=> 𝑑′ = 45 – d Thế vào công thức
1
𝑓=𝑑1+𝑑′1 ta được:
1
𝑓 =𝑑1+45−𝑑1
=> d2 - 45d + 45f = 0
Phương trình vô nghiệm.
d + 𝑑′ = - 45
=> 𝑑′ = - 45 – d
=> d = 15 cm
Bài 11 trang 190 SGK.
a. Ta có 𝐷 =1𝑓
=> 𝑓 =𝐷1 =−51
=−0,2𝑚 = 20𝑠𝑚 b. 1
𝑓 =1𝑑+𝑑′1
=> 𝑑′ =𝑑−𝑓𝑑𝑓
=30−(−20)30.(−20) =
−12𝑠𝑚
=> 𝑘 =−𝑑𝑑′=
−−1230 =25
?
?
?
?
tính nào để tính độ phóng đại k của ảnh?
Gọi một HS lên bảng làm bài.
Bài 12 trang 190 SGK.
Gọi học sinh đọc đề.
Làm thế nào để xác định được tính chất ảnh khi biết vị trí vật và ảnh?
Phân biệt những trường hợp tạo ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì?
𝑘 =𝑓−𝑑𝑓 =𝑓−𝑑𝑓 ′
Làm bài.
Đọc đề.
Ảnh thật là điểm giao nhau của các tia ló. Ảnh thật nằm khác phía so với vật.
Ảnh ảo là điểm giao nhau giữa các đường kéo dài của các tia ló.
Ảnh ảo nằm cùng phía so với vật.
Thấu kính hội tụ:
+ Vật thật đặt trong khoảng OF cho ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.
+ Vật thật đặt trong khoảng OF đến 2OF cho ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.
+ Vật thật đặt ngoài khoảng 2OF cho ảnh thật, ngược chiều nhỏ hơn vật.
Bài 12 trang 190 SGK.
Hình 29.18.1 a. 𝐴′là ảnh ảo.
b. Thấu kính hội tụ.
c. Xác định các tiêu điểm:
Hình 29.18.2 a. Ảnh ảo.
b. Thấu kính phân kì.
c. Xác định các tiêu điểm:
?
?
Trong hình 29.19 làm sao biết được ảnh lớn hơn hay nhỏ hơn vật?
Trình bày cách vẽ ảnh của một vật qua thấu kính?
Gọi hai HS trả lời và vẽ hình ở mỗi trường hợp.
Thấu kính phân kì:
Vật thật đặt trước thấu kính luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật.
Đo khoảng cách từ vật tới trục chính, khoảng cách từ ảnh tới trục chính rồi so sánh.
+ Tia tới qua quang tâm truyền thẳng.
+ Tia tới song song trục chính cho tia ló (đường kéo dài của tia ló) qua tiêu điểm ảnh.
+ Tia tới qua tiêu điểm vật cho tia ló song song trục chình.
Làm bài.
V. Nhận xét, đánh giá chung
Học sinh đã khá quen với việc trả lời những câu hỏi trước khi làm bài tập nên tỏ ra hứng thú và tư duy nhiều hơn. Số lượng học sinh tham gia vào quá trình làm bài cũng tăng đáng kể, đặc biệt là những học sinh ở cuối lớp có điều kiện phát biểu ý kiến cá nhân. Đồng thời, học sinh được làm việc theo nhóm, trao đổi ý kiến nên học sinh hiểu rõ những kiến thức đã được đề cập ở tiết lí thuyết làm cho giờ học sinh động.
Tuy nhiên, học sinh gặp phải những khó khăn như phải vẽ hình rất nhiều và sử dụng nhiều công thức toán học. Vì thế, tiết dạy đã phải kéo dài hơn so với dự định, làm cho học sinh cảm thấy không thoải mái gây trở ngại cho người nghiên cứu ở cuối giờ.
?
?
Giáo viên vẫn thực hiện xong tiến trình dạy học như đã soạn sẵn và giao phiếu bài tập về thấu kính mỏng để kiểm tra mức độ hiểu bài qua quá trình giải bài tập và kiểm tra tính tích cực, tự giác của học sinh.