Tài liệu Hướng dẫn học sinh lớp 11 phương pháp giải bài tập thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THẤU KÍNH KHI BIẾT KHOẢNG CÁCH GIỮA VẬT VÀ ẢNH PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Chúng ta đang sống trong thời đại của sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ thông tin. Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ XXI phải là một xã hội dựa vào tri thức, vào tư duy sáng tạo, vào khả năng sáng chế của con người. Với sự biến đổi nhanh chóng của xã hội như hiện nay, người lao động phải biết luôn tìm tòi kiến thức mới và trau dồi năng lực của mình cho phù hợp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Chính vì vậy Văn kiện Đại hội Đảng lần thứ XI khẳng định: “ Phát triển giáo dục là quốc sách hàng đầu. Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, trong đó đổi mới cơ chế quản lý giáo dục, phát triển đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý là khâu then chốt. Tập trung nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, khả năng lập nghiệp…” Trước tình hình đó nền giáo dục của nước ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc và toàn diện để tạo cho đất nước đội ngũ nhân lực có tri thức, có tay nghề vững vàng và đủ khả năng hội nhập, theo kịp yêu cầu của đất nước nói riêng và thế giới nói chung. Phát triển giáo dục, đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đấy sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước, là điều kiện để phát huy nguồn lực con người, là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội. Phát triển giáo dục trước hết phải nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học thông qua việc đổi mới phương pháp dạy học. Nhà trường phổ thông không chỉ trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng mà phải trang bị cho học sinh những năng lực sáng tạo, những kiến thức được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Chính vì vậy đòi hỏi người giáo viên phải giảng dạy nghiêm túc, chú ý nhiều đến khả năng phân tích, tổng hợp, giải quyết vấn đề của học sinh. Học sinh phải có ý thức học tập thật sự, xây dựng được động lực học đúng đắn, nắm bắt và giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng. 1 Cùng với sự phát triển của khoa học – kỉ thuật vật lý cũng không ngừng phát triển. các kiến thức vật lý ngày càng nhiều và phức tạp đòi hỏi phương pháp dạy học vật lý trong nhà trường phải được đổi mới cho phù hợp. Hiện nay với sự đổi mới trong việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh đặc biệt trong đề thi tốt nghiệp và đại học thi bằng hình thức thi trắc nghiệm đòi hỏi người học phải có nền tảng kiến thức lý thuyết vững vàng, cách nhìn nhận bài toán , kỹ năng xử lý bài toán chuyên nghiệp. Với mỗi dạng toán vật lý thông thường có nhiều cách giải khác nhau. Tôi thiết nghĩ những bài toán mở đầu của các dạng thì phải lựa chọn cách giải tuần tự chi tiết từng bước còn các bài toán tiếp sau thì phải rút ra được quy trình giải nhanh. Sau khi vận dụng các quy trình giải nhanh sẽ giúp học sinh nhớ được những dạng toán cơ bản và phát hiện những bài toán được gọi là mới lạ nhưng thực ra nó chính là hình thức biến tướng của các dạng toán quen thuộc. Hơn nữa việc giải tốt các bài tập vật lý còn giúp các em hiểu rõ bản chất của những vấn đề lý thuyết mà các em còn khúc mắc trong các tiết học, giúp các em tăng niềm say mê học tập và nghiên cứu vật lý. Xuất phát từ thực tế đó, qua những năm công tác giảng dạy tại trường THPT tôi đã cố gắng khắc phục những khó khăn và tìm tòi các bước đi khi vận dụng lý thuyết vào giải các bài tập cụ thể, hướng dẫn học sinh khai thác sâu lí thuyết giúp các em nắm được bản chất của hiện tượng vật lý từ đó vận dụng vào giải bài tập một cách nhanh nhất. Đề tài “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 phương pháp giải bài tập thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh” không nằm ngoài mục đích đó. II. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Phần Quang hình học ở sách giáo khoa cũ thuộc chương trình lớp 12 nay đã đưa xuống chương trình lớp 11 có nhiều cải tiến về nội dung và hình thức góp phần quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh. Tuy nhiên do phần kiến thức này có thể không thi tốt nghiệp hay đại học nên các em chưa đầu tư học.Trong quá trình dạy học tôi nhận thấy rất nhiều học sinh 2 ham mê học bộ môn vật lý, nhưng khi làm các bài tập vật lý các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, rất nhiều em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải vì thế làm cho các em cảm thấy chán nản không còn say mê học vật lý nữa. Cụ thể hơn khi hướng dẫn học sinh giải các bài tập về thấu kính tôi thấy các bài toán thuận ( xác định vị trí, tính chất của ảnh khi biết khoảng cách giữa vật và thấu kính) thì các em thực hiện rất thuần thạo nhưng khi gặp các bài toán ngược ( chẳng hạn như dạng toán xác định vị trí của vật và ảnh hay xác định tiêu cự của thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh ) thì các em rất lúng túng không có phương pháp giải dẫn đến các em mất hứng thú trong học tập. Dạng bài tập: về thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh” các tài liệu đều có đề cập đến nhưng tôi nhận thấy nó chưa đáp ứng được nhu cầu của giáo viên, nhất là đối tượng học sinh. Theo nhận định, các bài thi tốt nghiệp THPT, Đại học môn vật lý những năm gần đây tương đối dài và khó. Vì vậy việc tìm các phương pháp giải nhanh và chính xác là rất cần thiết. Theo thống kê kết quả thi giữa kỳ và cuối kỳ I và kỳ II môn vật lý ở trường tôi mấy năm gần đây còn thấp so với một số môn học khác. Chính vì vậy việc vận dụng các phương pháp phù hợp để giải các bài toán vật lý sẽ góp phần không nhỏ trong việc nâng cao chất lượng dạy và học môn vật lý. Để khắc phục những tình trạng trên tôi viết đề tài: “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 phương pháp giải bài tập thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh”. Trong khuôn khổ một sáng kiến kinh nghiệm tôi đã hệ thống lại lý thuyết, làm rõ được công thức tính khoảng cách giữa vật và ảnh, chia thành các dạng bài tập nhỏ, mỗi dạng đưa ra phương pháp giải và các bài tập ví dụ cụ thể phù hợp chương trình cải cách sách giáo khoa, phù hợp với trình độ học sinh phổ thông từ đó giúp các em nắm được kiến thức cơ bản, hình thành kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến thức mới theo xu thế của thời đại. 3 PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Định nghĩa thấu kính. Thấu kính là một khối trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. 2. Phân loại thấu kính. Chia làm hai loại: +Thấu kính mép mỏng được gọi là thấu kính hội tụ. +Thấu kính mép dày được gọi là thấu kính phân kỳ. 3. Tiêu cự của thấu kính. Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm chính F ' ( tiêu điểm ảnh) và F (tiêu điểm vật) nằm đối xứng nhau ở hai bên quang tâm O của thấu kính. Khoảng cách từ các tiêu điểm chính đến quang tâm thấu kính là tiêu cự f f của thấu kính. = OF = OF ' f 0 với thấu kính hội tụ, f 0 với thấu phân kỳ 4. Ba tia đặc biệt -Tia tới qua quang tâm thì truyền thẳng -Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng ( hoặc đường kéo dài ) đi qua tiêu điểm ảnh chính F ' -Tia tới ( hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính. 5. Độ tụ của thấu kính D D 0 1 1 1 ( n  1)(  ) f R1 R2 Đối với thấu kính hội tụ, D0 Đối với thấu kính phân kỳ - Đơn vị độ tụ là điốp (dp) với tiêu cự f tính bằng đơn vị mét. - n là chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính. 4 - R1 , R2 là bán kính của các mặt cầu thấu kính. R1 , R2 0 R1 , R2 với các mặt cầu lồi  0 với các mặt cầu lõm R1 (hayR2 )  với mặt phẳng 6. Công thức thấu kính: 1 1 1  '  d d f d là khoảng cách từ vật đến thấu kính d ' là Quy ước: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. d 0 với vật thật, d 0 d ' 0 với ảnh thật, d ' với vật ảo 0 với ảnh ảo. 7. Độ phóng đại của ảnh k  A' B ' h'  AB h k  Quy ước: d' d k 0 nếu ảnh và vật cùng chiều. k 0 nếu ảnh và vật ngược chiều II. CÔNG THỨC TÍNH KHOẢNG CÁCH GIỮA VẬT VÀ ẢNH * Đối với thấu kính hội tụ Vật thật + d f : Cho ảnh thật, ngược chiều với vật. 5 + d f : Cho ảnh ảo, cùng chiều với vật Vật ảo: Đối với thấu kính hội tụ vật ảo luôn cho ảnh thật * Đối với thấu kính phân kỳ Vật thật: Luôn cho ảnh ảo, cùng chiều với vật, nhỏ hơn vật 6 Vật ảo 7 Như vậy trong mọi trường hợp khoảng cách vật và ảnh được tính bởi công thức: L d d' III. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Loại 1: Xác định vị trí của vật và ảnh khi biết khoảng cách giữa chúng. 1. Phương pháp giải Bước 1: Áp dụng công thức thấu kính : 1 1 1 df  '   d'  d f d d f (1) Bước 2: Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L Bước 3: Xét trường hợp 1: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d, từ đó suy ra d ' Bước 4: Xét trường hợp 2: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d, từ đó suy ra d ' *Chú ý: Nếu bài toán không nêu cụ thể về tính chất của vật và ảnh ( thật hay ảo) thì các nghiệm tìm được ta để nguyên còn nếu bài toán yêu cầu rõ tính chất của vật và ảnh thì ta phải xem xét để loại nghiệm không phù hợp với yêu cầu của bài toán 2. Các bài tập ví dụ: Bài 1: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f 20cm cho ảnh cách vật 90cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và tính chất của ảnh. Giải Áp dụng công thức thấu kính : 1 1 1 df  '   d'  d f d d f (1) 8 Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L Xét trường hợp 1: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L =90cm; f = 20cm ta được : d 2  90d  1800 0 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d = 30cm ; d = 60cm Với d = 30cm  Với d = 60cm d ' 60cm0 : ảnh thật  d ' 30cm0 : ảnh thật Xét trường hợp 2: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L =90cm; f = 20cm ta được : d 2  90d  1800 0 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d=16,85cm ; d= -106,85( cm) ( loại) Với d = 16,85cm  d '  106,85cm : ảnh ảo * Như vậy bài toán này ta loại một nghiệm d=-106,85cm ( vật ảo) vì đề bài đã cho vật sáng AB là vật thật, nếu đề bài này ứng nằm trong đề thi trắc nghiệm thì ta không cần giải một cách tuần tự, chi tiết như trên mà ta chỉ cần nhớ phương pháp để nhanh chóng đưa ra phương trình bậc 2, giải phương trình bậc 2 ta sẽ tìm được đáp án đúng Bài 2: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f 6cm . Vật sáng AB cho ảnh trên màn cách vật 25cm. Xác định vị trí của vật và ảnh. Giải Áp dụng công thức thấu kính : 1 1 1 df  '   d'  d f d d f (1) 9 Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L Vì vật thật nên d 0 , ảnh thu được trên màn là ảnh thật nên d ' 0  d  d ' L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L =25cm; f = 6 cm ta được : d 2  25d  150 0 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d = 15cm ; d = 10cm Với d = 10  d ' 15cm0 : Với d = 15cm  d ' 10cm0 : ảnh thật ảnh thật * Chú ý: Đối với những bài toán này ta đặc biệt phải chú ý đến: vật là vật thật, ảnh của vật hứng được trên màn là ảnh thật thì ta loại được trường hợp 2: ta chỉ cần giải một trường hợp d  d '  L Bài 3: Một điểm sáng nằm trên trục chính của một thấu kính phân kỳ có tiêu cự d  d '  L bằng 15cm cho ảnh cách vật 7,5cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và tính chất của ảnh. Giải Áp dụng công thức thấu kính : 1 1 1 df    d'  d f d d' f (1) Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L Xét trường hợp 1: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L= 7,5cm; f  15cm ta được: d 2  7,5d  112,5 0 10 Giải phương trình bậc 2 ta tìm được d =15 cm ; d =-7,5 cm (loại) Với d = 15  ' d  7,50 ảnh ảo Xét trường hợp 2: d  d '  L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L =7,5cm; f = -15cm ta được : d 2  7,5d  112,5 0 phương trình này vô nghiệm * Chú ý: Khi thay giá trị của tiêu cự f vào phương trình bậc 2 ta phải nhớ đối f 0 với thấu kính phân kỳ ( như bài ví dụ trên ta thay f =-15cm) và vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo Bài 4: Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ có tiêu cự f cho ảnh A ' B ' rõ nét trên màn và cách AB một khoảng 4f. Tính độ phóng đại k của ảnh? Áp dụng công thức thấu kính : 1 1 1 df  '   d'  d f d d f (1) Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L Vì vật thật nên d 0 , ảnh thu được trên màn là ảnh thật nên d ' 0  d  d ' L Kết hợp với phương trình (1) ta có phương trình bậc 2: d 2  Ld  Lf 0 Thay L = 4f ta được : Vậy k  d 2  4 fd  4 f 2 0  d  2 f suy ra d ' 2 f d'  1 d *Chú ý đối với bài tập này khi mới đọc đề ta tưởng là một bài toán dạng mới vì yêu cầu của đề là xác định độ phóng đại k nhưng thực ra nó chỉ là hình thức 11 biến tướng của dạng toán quen thuộc ta đang giải vì để tìm được k thì ta phải tìm d và d ' Bài tập tự giải: Bài 1: Vật AB qua thấu kính hội tụ cho ảnh A ' B ' cách AB 125cm, tiêu cự của thấu kính f 20cm . a. Vị trí của vật và ảnh khi A ' B ' là ảnh thật là: A. Vật cách thấu kính 100cm, ảnh cách thấu kính 25cm. B. Vật cách thấu kính 25cm, ảnh cách thấu kính 100cm. C. Vật cách thấu kính 50cm, ảnh cách thấu kính 75cm. D. A, B đều đúng. b. Vị trí của vật và ảnh khi A ' B ' là ảnh ảo là: A.Vật cách thấu kính 17,5cm, ảnh cách thấu kính 107,5cm. B.Vật cách thấu kính 17,5cm, ảnh cách thấu kính 142,5cm. C. Vật cách thấu kính 15cm, ảnh cách thấu kính 140cm. D. Vật cách thấu kính 15cm, ảnh cách thấu kính 110cm. Bài 2: Đặt vật AB trước thấu kính phân kỳ có tiêu cự 24cm, ta thu được ảnh A ' B ' cách AB 12cm. Xác định vị trí của vật và ảnh qua thấu kính: A. AB cách thấu kính 24cm, A ' B ' cách thấu kính -12cm. B. AB cách thấu kính 24cm, A ' B ' cách thấu kính 12cm. C. AB cách thấu kính 36cm, A ' B ' cách thấu kính 24cm. D. AB cách thấu kính 24cm, A ' B ' cách thấu kính 36cm. Bài 3: Thấu kính phân kỳ có tiêu cự 30cm . Vật thật AB đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính cho ảnh cách vật 15cm. Xác định vị trí của vật và ảnh Đáp số: d=30cm; d’= -15cm Loại 2: Xác định tiêu cự của thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và màn L Về loại bài tập này tôi đưa ra hai dạng bài tập thường gặp: 12 Dạng 1: Biết khoảng cách giữa vật và ảnh L, độ phóng đại k. Xác định tiêu cự thấu kính? * Phương pháp giải: Bước 1: Áp dụng công thức: k Ta có: và k  d' d L d d'  A' B ' AB = h' h (1)  d  d ' L (2) Bước 2: Từ (1) và(2) ta tìm được d và d ' thay vào công thức thấu kính: ' 1 1 1  '   f  dd d d f d d' * Các bài tập ví dụ Bài 1: Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh trên màn cao gấp 3 lần vật. Màn cách vật L= 80cm. Tính tiêu cự của thấu kính. Giải Áp dụng công thức: k  A' B ' AB =3  k 3 Vì vật AB là vật thật, ảnh trên màn là ảnh thật nên Ta có: k  k 0 d'  3 (1) d d  d '  L 80 (2) Từ (1) và (2) ta tìm được d= 20cm, d’= 60cm Áp dụng công thức của thấu kính: ' 1 1 1  '   f  dd d d f d d' = 60.20 15cm 60  20 Bài 2: Một vật sáng AB cao 6cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ, ảnh của vật cao 3cm và cách vật 40cm. a) Xác định vị trí của vật và ảnh. b) Tính tiêu cự của thấu kính Giải 13 a) Áp dụng công thức: k  A' B ' AB 3 1 = 6 2 Đối với thấu kính phân kỳ vật thật luôn cho ảnh ảo nên Ta có: k  d' 1 1   d '  d  0,5d d 2 2 k 1 2 (1) Mặt khác ta có : Khoảng cách giữa vật và ảnh L d d'  d  d ' L = 40cm Xét trường hợp d  d ' 40cm kết hợp với phương trình (1) suy ra d = 80cm; d ’ = -40cm Xét trường hợp d+d’ = -40cm kết hợp với phương trình (1) suy ra d= -80cm ( loại ) b)Tiêu cự của thấu kính: Áp dụng công thức thấu kính: ' 1 1 1  '   f  dd d d f d d' = 80.(  40)  80cm 80  40 Bài tập tự giải: Người ta đặt một vật cao 10cm ở phía trước một thấu kính phân kỳ và nhận được một ảnh cao 5cm. Khoảng cách giữa vật và ảnh là 4cm. Hãy tính tiêu cự của thấu kính phân kỳ. Đáp số: f=-8cm Dạng 2: Biết khoảng cách vật và ảnh L, khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn l. Xác định tiêu cự của thấu kính,chiều cao của vật AB? * Phương pháp giải: Khi thấu kính ở vị trí 1: Khoảng cách vật và thấu kính là d 1, khoảng cách ảnh và thấu kính là d1 ' . Khi thấu kính ở vị trí 2: Khoảng cách vật và thấu kính là d 2, khoảng cách ảnh và thấu kính là d 2 ' Vật và ảnh có thể đổi chỗ được cho nhau nên: d 2  d 1  d ' ; d ' 2 d 1  d '  k1 k 2 1 a) Xác định tiêu cự của thấu kính 14  d  d ' L Ta có:   d ' d  l Từ hệ phương trình trên ta tìm được : d L l 2 ; d'  L l 2 Thay d và d’ vào công thức tính tiêu cự: f  d 'd d d' ta được f  L2  l 2 4L Nếu chỉ có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì l=0 thì f  L 4 b) Xác định chiều cao của vật AB Ta có: k1   k1 k 2  h A' B '  1 AB h ; k2  A '' B '' h2  AB h h1 h2 1  h  h1 h2 h2 * Các bài tập ví dụ: Bài 1: Vật AB cách màn E là 90cm, trong khoảng AB và màn E có hai vị trí đặt thấu kính để ảnh của AB rõ nét trên màn E, khoảng cách giữa hai vị trí này là 30cm. a. Tính tiêu cự của thấu kính. b. Các ảnh của AB trên màn cao h1=2mm và h2= 8mm. Tính AB Giải a) Khi thấu kính ở vị trí 1: Khoảng cách vật và thấu kính là d 1, khoảng cách ảnh và thấu kính là d 1 ' . Khi thấu kính ở vị trí 2: Khoảng cách vật và thấu kính là d 2, khoảng cách ảnh và thấu kính là d 2 ' Vật và ảnh có thể đổi chỗ được cho nhau nên: d 2 d 1  d ' ; d ' 2 d 1  d '  k1 k 2 1 15  d  d ' L Ta có:   d ' d  l Từ hệ phương trình trên ta tìm được : d L l 2 ; d'  L l 2 Thay d và d’ vào công thức tính tiêu cự: f  f  b) Ta có:  k1 k 2  k1  h A' B '  1 AB h ; d 'd d d' ta được : L2  l 2 72 2  48 2  10cm 4L 4.72 k2  A '' B '' h2  AB h h1 h2 1  h  h1 h2  2.8 4mm h2 *Như vậy đối với dạng toán này nếu làm bài tập tự luận ta phải giải tuần tự, chi tiết từng bước còn đối với các bài trắc nghiệm ta chỉ cần nhớ công thức cuối cùng f  L2  l 2 4L ta thay số vào sẽ được kết quả ngay. Bài 2: Vật AB cách màn L=100cm. Thấu kính đặt ở 2 vị trí trong khoảng vật và màn đều thu được ảnh rõ nét. Hai vị trí này cách nhau l=20cm. Tính tiêu cự của thấu kính? Giải Tương tự bài 1 ta có: f  L2  l 2 100 2  20 2  24cm 4L 4.100 Bài 3: Vật sáng AB cách màn L=50cm.Trong khoảng vật và màn thấu kính có thể đặt ở hai vị trí để trên màn thu được ảnh rõ nét. Tính tiêu cự của thấu kính, biết ảnh này cao gấp 16 lần ảnh kia. Giải Tương tự: Vật và ảnh có thể đổi chỗ được cho nhau nên: 16 d 2 d 1  d ' ; d ' 2 d 1  d ' Mà: k1   k1 k 2  h A' B '  1 AB h  k1 k 2 1 A '' B '' h2  AB h ; k2  h1 h2 1  h  h1h2  h1 .16h1 4h1  h2 k 1  4  k1   4 ( vì vật thật, ảnh 0 thật k ) ' d1 d'   4  d ' 4d Mặt khác ta lại có : k1  d1 d Ta có: d  d '  L  5d 50  d 10cm Áp dụng công thức thấu kính: ' 1 1 1 4d .d  '   f  dd  0,8d 0,8.10 8cm ' d d f d  4d d d * Như vậy với bài toán dạng này ta nhớ công thức k1 k 2 1 ( vì vật và ảnh có thể đổi chỗ cho nhau) sau đó ta áp dụng các công thức tính độ phóng đại k, công thức tính khoảng cách vật và ảnh ta sẽ tìm được f Bài 4: Vật sáng và màn ảnh cách nhau L=100cm. Trong khoảng vật –màn ta thấy có hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn cao h1= 4cm, h2= 9cm. a) Tìm chiều cao của vật sáng h. b) Tìm khoảng cách d giữa vật và thấu kính. c) Tìm tiêu cự của thấu kính Giải a) Ta có: k1 k 2  b) Ta có: k1  h1 h2 1  h  h1 h2  4.9 6cm h2 h1 4 2 2    k1   h 6 3 3  d' 2     d 3  d 60cm, d ' 40cm  d  d ' L 100  17 Vậy d1=60cm; d2=40cm b)Tiêu cự của thấu kính: Áp dụng công thức thấu kính: ' 1 1 1 60.40  '   f  dd  24cm ' d d f 60  40 d d Bài tập tự giải: Bài 1: Khoảng cách giữa một ngọn đèn điện và màn ảnh bằng 100cm. Khi đặt một thấu kính hội tụ giữa bóng đèn và màn ta nhận được ảnh rõ nét trên màn ở hai vị trí khác nhau của thấu kính cách nhau 80cm. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính, Đáp số: f= 9cm Bài 2: Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ tiêu cự f cho ảnh thật A ’B’ ngược chiều. Khoảng cách từ vật AB đến ảnh A’B’ là L. Điều kiện của L để: a) Có hai vị trí đặt thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn A. L4 f B. L 4 f C. D. L 4 f 2 Lf  4f b) Có một vị trí duy nhất đặt thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn A. L4 f B. L 4 f C. D. L 4 f 2 Lf  4f Bài 3: Vật sáng AB và màn ảnh cách nhau L. Xê dịch một thấu kính hội tụ trong khoảng vật - màn ta thấy có hai vị trí thấu kính cách nhau l đều cho ảnh rõ nét trên màn. a) Tiêu cự thấu kính f tính theo Lvà l là: A. f  L2  l 2 4L B. f  L2  l 2 4L C. f  (L  l ) 2 4L D. f  (L  l) 2 4L b) Gọi h chiều cao của vật, h1 , h2 là chiều cao của ảnh khi thấu kính ở vị trí 1 và vị trí 2. Chiều cao của vật được xác định là: 18 A. h  h2 h 1 2 2 B. h  h1 h2 h  h2 C. h  1 4 2 2 h  h2 D. C. h  1 2 2 PHẦN III. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ ĐỀ XUẤT I. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Sau khi nghiên cứu và đem áp dụng vào thực tế giảng dạy tôi thấy đạt được những kết quả sau: - Học sinh được trang bị một hệ thống kiến thức lý thuyết về thấu kính vững vàng, hiểu được bản chất vật lý về thấu kính. 19 - Học sinh phân loại và vận dụng được phương pháp giải bài tập về thấu kính khi biết khoảng cách giữa vật và ảnh. - Với các giải pháp và biện pháp trên thì chất lượng học sinh được nâng lên một cách rõ rệt, theo các thống kê mà tôi trực tiếp giảng dạy từ năm 2009-2013. Cụ thể: Năm Số HS có bài HS có bài HS có bài HS có bài học học kiểm tra đạt kiểm tra đạt kiểm tra đạt kiểm tra đạt sinh loại giỏi loại khá loại TB loại yếu, kém 11 20092010 chưa 90 5 5.55% 25 27,78% 45 50% 15 16,67% Đã áp 90 8 8,89% 30 33,33% 42 46,67% 10 11,11% 90 12 13,34% 40 44,44% 32 35,56% 6 6,66% Đã áp 90 15 16,67% 50 55,55% 22 24,45% 3 3,33% áp dụng 20102011 dụng 20112012 Đã áp dụng 20122013 dụng Qua kết quả thống kê các năm học ta thấy chất lượng học tập phần kiến thức này của học sinh được nâng cao rõ rệt. II. BÀI HỌC KINH NGHIỆM. 20