Tài liệu Skkn một số phương pháp giải bài tập quang hình vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao

A/ ĐẶT VẤN ĐỀ I. Lời mở đầu Môn vật lý là một trong những môn học lý thú, hấp dẫn trong nhà trường phổ thông, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn đời sống hàng ngày của mỗi con người chúng ta. Hơn nữa môn học này ngày càng yêu cầu cao hơn để đáp ứng kịp với công cuộc CNH - HĐH đất nước, nhằm từng bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra, góp phần xây dựng đất nước ngày một giàu đẹp hơn. - Hơn nữa đội ngũ học sinh là một lực lượng lao động dự bị nòng cốt và thật hùng hậu về khoa học kỹ thuật, trong đó kiến thức, kỹ năng vật lý đóng góp một phần không nhỏ trong lĩnh vực này. Kiến thức, kỹ năng vật lý cũng được vận dụng và đi sâu vào cuộc sống con người góp phần tạo ra của cải, vật chất cho xã hội ngày một hiện đại hơn. Ta đã biết ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên sách giáo khoa chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng vật lý quen thuộc thường gặp hàng ngày. Ở giai đoạn 2 (lớp 8 và lớp 9) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng vật lý tự nhiên hằng ngày. Do đó việc học tập môn vật lý ở lớp 9 đòi hỏi cao hơn, nhất là một số bài toán về điện, quang ở lớp 9 mà các em học sinh được học. Qua thực tế liên tục dạy chương trình Vật lí lớp 9 bản thân nhận thấy: Các bài toán quang hình học lớp 9 mặc dù chiếm một phần nhỏ trong chương trình Vật lý 9, nhưng đây là loại toán các em hay lúng túng, hay mắc phải những sai lầm khi làm bài tập và đây là phần kiến thức trọng tâm của học kì II. Khi thi chất lượng giữa kì II, thi chất lượng học kì II và kể cả khi thi vào cấp III đều có bài tập phần này, nếu các em được hướng dẫn một số điểm cơ bản thì những loại toán này không phải là khó. Khi các em đã biết cách giải loại bài tập này, các em sẽ thấy tự tin vào bản thân, sẽ không còn thấy ngại bài tập quang hình. Các em sẽ yêu thích môn học, đó là một động lực để phát 1 huy tính tích cực chủ động sáng tạo, niềm say mê học tập của học sinh. Giúp các em có kiến thức vật lí trung học cơ sở làm hành trang bước lên trung học phổ thông, học nghề hoặc tham gia vào lao đông sản xuất một cách tự tin hơn. Từ những lý do trên, để giúp học sinh lớp 9 có một định hướng về phương pháp giải bài toán quang hình học lớp 9, nên tôi đã chọn đề tài: Một số phương pháp giải bài tập quang hình vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao. II/ Thực trạng của vấn đề nghiên cứu 2.1/ Thực trạng Do tư duy của học sinh còn hạn chế nên khả năng tiếp thu bài còn chậm, lúng túng từ đó không nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý, các hệ quả do đó khó mà vẽ hình và hoàn thiện được một bài toán quang hình học lớp 9. Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, chưa biến đổi được một số công thức, hay phương pháp giải một bài toán vật lý. Kiến thức toán hình học còn hạn chế (tam giác đồng dạng) nên khó có thể giải được các bài toán quang hình có liên quan đến tính toán. Do dụng cụ thí nghiệm còn thiếu nhiều, không đồng bộ và các dụng cụ có thì hỏng, chất lượng kém, độ chính xác không cao nên các tiết dạy có thí nghiệm chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các định luật, hệ quả còn hời hợt. Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để gỉải toán còn hạn chế. Vẽ hình còn lúng túng. Một số vẽ sai hoặc không vẽ được ảnh của vật qua thấu kính, qua mắt, qua máy ảnh… do đó không thể giải được bài toán. Môt số chưa nắm được kí hiệu các loại thấu kính, các đặc điểm của tiêu điểm, các đường truyền của tia sáng đặt biệt, chưa phân biệt được ảnh thật hay ảnh ảo. Một số khác không biết biến đổi công thức toán. Chưa có thói 2 quen định hướng cách giải một cách khoa học trước những bài toán quang hình học lớp 9. Dựa vào đặc điểm, tình hình chung của nhà trường và chất lượng học tập của học sinh trong những năm qua. Năm học 2005-2006 tôi đã viết sáng kiến kinh nghiệm với tên đề tài: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí THCS. Sáng kiến kinh nghiệm này được xếp loại B cấp tỉnh. Với việc thực hiện theo sáng kiến kinh nghiệm này tôi đã thu được thành công không nhỏ trong việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải các dạng bài tập vật lí THCS. Song phần bài tập vật lí quang hình học sinh vẫn còn lúng túng do chưa nắm vững phương pháp giải và do một số nguyên nhân sau: - Ý thức học tập của học sinh chưa cao - Giáo viên chưa biết cách phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh - Giáo viên chưa kịp thời bổ sung kiến thức cơ bản cho các em học sinh bị hổng kiến thức cơ bản do đó các em thường làm bài tập theo kiểu chống đối. 2-2. Kết quả , hiệu quả của thực trạng trên Từ thực trạng trên những năm đầu dạy chương trình sách giáo khoa mới, giáo viên chưa có kinh nghiệm trong giảng dạy dẫn đến chất lượng học tập của học sinh còn chưa cao. Nhất là chất lượng học sinh thi vào lớp 10 THPT. Cụ thể: Kết quả khảo sát đầu tháng 3/2008: (Khảo sát toán quang hình lớp 9 ) 3 Lớp Sĩ số điểm trên 5 điểm 9 - 10 SL Tỷ lệ % SL Tỷ lệ % điểm dưới 5 SL Tỷ lệ % 9A 30 10 33,3 2 6,7 18 60,0 9B 30 13 43,3 3 10,0 14 46,7 Khối 9 60 23 38, 3 5 8,3 32 53,4 Để khắc phục những khó khăn bản thân tôi đã từng đi sâu nghiên cứu nội dung chương trình, tôi đã tìm ra được một số phương pháp giải bài tập quang hình Vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao. 4 B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. Các giải pháp cải tiến: 1/ Giúp các em nắm vững và khắc sâu phần kiến thức lí thuyết đã học. Bổ túc kiến thức toán học về tam giác đồng dạng. 2/ Phân loại được các dạng bài tập 3/ Trình tự giải một bài toán quang hình. 4/ Một số ví dụ thể. II. Các biện pháp tổ chức thực hiện: 1- Giúp các em nắm vững và khắc sâu phần kiến thức lí thuyết đã học. Bổ túc kiến thức toán học về tam giác đồng dạng Để học sinh dựng ảnh, hoặc xác định vị trí của vật chính xác qua các loai thấu kính,mắt, máy ảnh hay kính lúp. Giáo viên phải luôn kiểm tra, khắc sâu kiến thúc lí thuyết cho học sinh: *Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: -Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: ; 5 -Vật đặt vuông góc với trục chính: hoặc F -Trục chính, tiêu điểm F và F', quang tâm O: O • F' • -Phim ở máy ảnh hoăc màng lưới ở mắt: -Ảnh thật: hoặc ; Màng lưới -Ảnh ảo: hoặc * Các Định luật, qui tắc. qui ước, hệ quả như: - Định luật truyền thẳng của ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi là trục chính. - O gọi là quang tâm của thấu kính - F và F' đối xứng nhau qua O, gọi là các tiêu điểm. - Đường truyền các tia sáng đặt biệt như: * Thấu kính hội tụ: +Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F. +Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính. +Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng. +Tia tới bất kỳ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song song với tia tới F • O F' • F • O • 6 F' Cách dựng ảnh: Phải dùng hai trong ba tia đặc biệt trên, giao diểm của hai tia ló là ảnh của vật Đặc diểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ: + Vật đặt ngoài tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật +Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự. +Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật, cùng chiều với vật + Vật nằm trên trục chính cho ảnh nằm trên trục chính, vật đặt vuông góc với trục chính cho ảnh cũng vuông góc với trục chính. * Thấu kính phân kì: +Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F'. +Tia tới thấu kính có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính. +Tia tới đi qua quang tâm O, cho tia ló truyền thẳng. +Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới. F' • O • F F • O • F' 7 Cách dựng ảnh: Phải dùng hai trong ba tia đặc biệt trên, giao diểm của hai tia ló kéo dài là ảnh của vật Đặc diểm của ảnh tạo bởi thấu kính phân kì + Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. + Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự + Vật nằm trên trục chính cho ảnh nằm trên trục chính, vật đặt vuông góc với trục chính cho ảnh cũng vuông góc với trục chính. Để khắc sâu kiến thức cho học sinh cần phân tích để các em nắm được sự giống và khác nhau cơ bản giữa thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì về đường đi của tia đặc biệt: * Đối với thấu kính hội tụ: - Tia tới đi song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm. - Tia tới đi qua tiêu điểm cho tia ló đi song song với trục chính * Đối với thấu kính phân kì: - Tia tới đi song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm. - Tia tới thấu kính có đường kéo dài đi qua tiêu điểm cho tia ló đi song song với trục chính * Máy ảnh: + Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ. + Ảnh của vật phải ở ngay vị trí của phim cho nên muốn vẽ ảnh phải xác định vị trí đặt phim. P B O A 8 Q Cách dựng ảnh của vật qua máy ảnh giống như trường hợp dựng ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ (TKHT) cho ảnh thật. Song cần lưu ý: Ảnh của vật qua máy ảnh bao giờ cũng hiện trên phim và thường vẽ ảnh của vật qua máy ảnh ta chưa biết tiêu cự của máy ảnh nên ta dựng tia tới đi qua quang tâm cho tia ló đi thẳng. Giao điểm của tia ló với phim (màn) là ảnh B/ của B. Trường hợp bài toán yêu cầu tìm tiêu cự của máy ảnh thì vẽ tiếp tia đi song song với trục chính cho tia ló đi đến B/. Giao điểm của tia ló với trục chính là tiêu điểm của máy ảnh, lấy đối xứng qua quang tâm ta được tiêu điểm thứ hai Đặc điểm của ảnh qua máy ảnh là: + Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật. * Mắt, mắt cận và mắt lão: - Mắt: + Thể thuỷ tinh ở mắt là một thấu kính hội tụ + Màng lưới như phim ở máy ảnh. + Điểm cực viễn: điểm xa mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được khi không điều tiết. Khoảng cách từ điểm cực viễn đến mắt là khoảng cực viễn. + Điểm cực cận: điểm gần mắt nhất mà tại đó mắt phải điều tiết mạnh nhất và ta có thể nhìn rõ được vật. Khoảng cực cận là khoảng cách từ điểm cực cận đến mắt. + Khoảng nhìn rõ của mắt là từ điểm cực cận dến điểm cực viễn. * Mắt cận: + Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. + Mắt cận phải đeo kính cận. Kính cận là thấu kính phân kì (TKPK). Kính cận phù hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn của mắt. 9 * Cách dựng ảnh của vật qua kính cận giống như trường hợp dựng ảnh của vật qua TKPK B . • A Mắt F,CV Kinh cận +) Mắt lão: + Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng không nhìn rõ những vật ở gần. Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần. Kính lão là thấu kính hội tụ. * Cách dựng ảnh của vật qua kính lão giống như trường hợp dựng ảnh của vật qua TKHT cho ảnh ảo B • CC • F A Kinh lão Mắt * Kính lúp: + Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật nhỏ 10 + Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính dể cho một ảnh ảo lớn hơn vật. Mắt nhìn thấy ảnh ảo đó * Cách dựng ảnh của vật qua kính lúp giống như trường hợp dựng ảnh của vật qua TKHT cho ảnh ảo B O • A F Bổ túc kiến thức toán học về tam giác đồng dạng: Sau khi tóm tắt phần lí thuyêt cần ghi nhớ giáo viên giúp các em bổ túc kiến thức toán về tam giác đồng dạng. Để tìm ra các cặp tam giác đồng dạng trong các hình vẽ là một vấn đề không phải là dễ đối với các em có học lực từ trung bình trở xuống, các em học lực khá đôi lúc còn lúng túng. Cơ bản khi làm bài tập các em phải nhận ra được các cặp tam giác đồng dạng trong các trường hợp: * TH 1: TKHT cho ảnh thật, máy ảnh và mắt là giống nhau. B F' O • A • A' B' F * TH2: TKHT cho ảnh ảo,kính lúp và kính lão(kính viễn thị) là giống nhau B' 11 B A/ '','''  F O A  F' * TH3: TKPK và kính cận là giống nhau. B I B/ A F A/ O Lưu ý: Hai cặp tam giác đồng dạng ở trường hợp 1 và 2 có tên giống nhau, cặp cạnh tỉ lệ của hai tam giác đều giống nhau song chỉ khác nhau khoảng cách A/F/. - Ở trường hợp 1: A/F/ =A/O – O F/ - Ở trường hợp 2: A/F/ =A/O + O F/ Giáo viên cần khắc sâu để các em nhớ: Trường hợp TKHT cho ảnh thật là dấu trừ còn trường hợp TKHT cho ảnh ảo là dấu cộng. - Trường hợp 3: khác với trường hợp 1 và 2 là cặp tam giác đồng dạng thứ hai đổi chữ F/ thành chữ F: OIF và A/B/F Và khoảng cách A/F= OF- A/O. Khi các em đã nắm vững để có thể phân biệt được các điểm khác nhau trên thì các em không còn lúng túng khi xét các cặp tam giác đồng dạng cũng như tìm ra các cặp cạnh tỉ lệ nữa . 2. Phân loại các dạng bài tập: 12 Ngay từ khi học lớp 6 các em đã biết có hai dạng bài tập đó là: - Trắc nghiệm khách quan - Trắc nghiệm tự luận. Trong trắc nghiệm khách quan thì có các dạng bài: - Câu hỏi nhiều lựa chọn - Nối đôi - Câu điền khuyết - Câu đúng sai Trong trắc nghiệm tự luận có các dạng bài: - Bài tập định tính - Bài tập thí nghiệm - Bài tập định lượng. Các dạng bài tập và phương pháp giải các loại bài tập tôi đã viết rất cụ thể ở sáng kiến kinh nghiệm: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí THCS năm học 2005-2006, nên ở đề tài này tôi chỉ đề cập đến dạng bài tập phần quang học lớp 9 3. Trình tự giải các loại bài tập Những bài toán quang hình học lớp 9 được gói gọn ở chương III từ bài 40 đến bài 51. Mặc dù các em đã học phần quang ở năm lớp 7, nhưng chỉ là những khái niệm cơ bản, cho nên những bài toán loại này vẫn còn mới lạ đối với học sinh, mặc dù không quá phức tạp đối với học sinh lớp 9 nhưng vẫn tập dần cho học sinh có kỹ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, có khoa học, dễ dàng thích ứng với các bài toán quang hình học đa dạng hơn ở các lớp cấp trên sau này . Để học sinh có được kĩ năng giải bài tập phần quang hình, trước hết tôi giúp học sinh phân loại các dạng bài tập. 3.1. Dạng 1: Bài tập định tính: Đây là loại bài tập mà các em phải tự viết trọn vẹn câu trả lời. Những bài tập loại này thường khó vì ngoài việc nắm chắc nội dung vật lí của câu hỏi 13 và câu trả lời, các em còn phải biết diễn đạt các câu trả lời một cách ngắn gọn phải đầy đủ và đúng ngữ pháp. 3.2. Dạng 2: Bài tập thí nghiệm thực hành. Với yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học là đào tạo ra con người vừa có kiến thức khoa học kĩ thuật vừa có kĩ năng thực hành. Do đó sách giáo khoa mới rất chú trọng đến việc tự thực hành của học sinh. Khi làm dạng bài tập này học sinh phải nắm vững được yêu cầu của đề: Xác định một đại lượng nào hoặc tìm ra một đại lượng có liên quan…để chọn dụng cụ thực hành cho hợp lí và các thao tác tiến hành thí nghiệm để xác định các đại lượng cần biết hay các đại lượng liên quan đó 3.3. Dạng 3: Bài tập về xác định vật, ảnh, vẽ tiếp đường truyền của tia sáng: Để học sinh nắm được phương pháp giải và có thể giải thành thạo từng loại bài tập trong dạng này, tôi đã phân dạng bài tập này thành các loại bài tập nhỏ để học sinh dễ nhớ nắm được và khắc sâu phương pháp giải cụ thể của từng loại. Tạm thời có thể phân ra thành 7 loại bài tập nhỏ sau: 3.3.1. Cho biết trục chính,vật, ảnh của vật tạo bởi thấu kính. Xác định: ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo, thấu kính đã cho là loại thấu kính gì? Bằng phương pháp vẽ xác định quang tâm và tiêu điểm F, F/ của thấu kính 3.3.2. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính, hai tiêu điểm F,F/ của thấu kính Xác định: thấu kính là loại nào? Bằng cách vẽ xác định vị trí vật hoặc ảnh? 3.3.3. Cho biết vật và ảnh của vật qua thấu kính , bằng phép vẽ hãy xác định loại thấu kính , trục chính và các tiêu điểm của thấu kính 3.3.4. Cho trục chính , vị trí quanmg tâm o, vật và ảnh của vật tạo bởi thấu kính nằm ngay trên trục chính, bằng cách vẽ hãy xác định (có phân tích): loại thấu kính , tính chất ảnh ,vị trí các tiêu điểm chính của thấu kính. 14 3.3.5. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính, đường đi của tia tới và tia ló (có thể là một tia hoặc 2 tia) bằng cách vẽ xác định loại thấu kính, vị trí vật sáng, ảnh của vật sáng qua thấu kính 3.3.6. Cho trục chính, vị trí đặt thấu kính, loại thấu kính, tiêu điểm , hai tia ló. Bằng phép vẽ hãy xác định nguồn sáng hoặc cho biết 2 tia tới, xác định vị trí của nguồn sáng hoặc vẽ tiếp đường đi của chùm sáng đến thấu kính 3.3.7. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính và loại thấu kính, vật hoặc ảnh đặt trên trục chính, bằng phép vẽ (có phân tích). Xác định vị trí của ảnh tạo bởi thấu kính hoặc vật đặt trước thấu kính. Với mỗi loại bài tập này tôi cho ít nhất là 3 bài: thấu kính hội tụ cho ảnh thật, thấu kính hội tụ cho ảnh ảo và thấu kính phân kì Trong khuôn khổ của đề tài này tôi không thể đưa ra phương pháp giải của tất cả các loại trên mà tôi chỉ đưa ra một vài ví dụ cụ thể của một vài dạng để đồng nghiệp tham khảo. 3.4. Dạng 4 : Bài tập định lượng Ở sáng kiến kinh nghiệm: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí THCS tôi viết năm học 2005- 2006 tôi dã trình bầy rất kĩ về việc giáo viên phải hình thành phương pháp giải bài tập này từ lớp 6 như thế nào nên ở sáng kiến kinh nghiệm này tôi không đề cập đến nữa. Tôi chỉ nhắc lại các bước giải một bài tập định lượng nói chung và phương pháp bài tập quang học nói riêng. Gồm 4 bước: B1: Tìm hiểu và tóm tắt đề bài: B2: Tìm các công thức có liên quan đến các đại lượng cần tìm. Khi xác định được đại lượng cần tìm thì phải lập được sơ đồ giải. B3: Vận dụng các công thức, các cặp tam giác đồng dạng tìm ra các cặp cạnh tỉ lệ có liên quan đến đại lượng cần tìm để giải bài toán. B4: Kiểm tra kết quả và kết luận. 4. Một số ví dụ cụ thể: 15 Ví dụ 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ ánh sáng khác nhau ở những điểm cơ bản nào? Trả lời: Điểm khác nhau cơ bản là: * Hiện tượng phản xạ ánh sáng: tia tới gặp bề mặt nhẵn hoặc gặp mặt phân cách giữa hai môi trường, bị hắt trở lại môi trường cũ. Độ lớn góc phản xạ bằng góc tới. * Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt bị gãy khúc tại mặt phân cách và tiếp tục đi vào môi trường trong suốt thứ hai. Độ lớn góc khúc xạ và góc tới khác nhau. Ví dụ 2:Một học sinh phát biểu rằng: Qua kính lúp ta có thể thu được ảnh thật hoặc ảnh ảo. Phát biểu như thế có đúng không? Tại sao? Trả lời: Phát biểu như thế là đúng. Vì: Kính lúp thực chất là một TKHT có tiêu cự ngắn. Tùy vào vị trí đặt vật mà ảnh của vật có thể là ảnh thật ( nếu vật đặt ngoài khoảng tiêu cự) và là ảnh ảo (nếu vật đặt trong khoảng tiêu cự). Nếu sử dụng kính lúp trong việc quan sát các vật nhỏ thì người ta điều chỉnh vị trí của vật, của kính và của mắt sao cho ảnh của vật là ảnh ảo, lớn hơn vật, người quan sát nhìn thấy ảnh này qua kính. Ví dụ 3: Xác định góc tới và góc khúc xạ trong hiện tượng khúc xạ của tia sáng đi từ nước ra không khí Trả lời: M . .r C D N M/ I .i B N/ .A 16 B1: Nhúng tấm phẳng vào chậu nước theo phương thẳng đứng, có một phần ở trên mặt nước ( chọn tấm gỗ đủ cao để cạnh dưới của nó chạm vào đáy chậu nước). Kẻ vạch ngang mực nước (cắm 2 đinh ghim ở 2 điểm MM / rồi dùng thước nối MM/). B2: Cắm 2 đinh ghim khác vào phần tấm phẳng nhúng trong nước ở 2 vị trí AB nào đó (hình vẽ) Ghé mắt trong mặt phẳng của tấm rồi cắm tiếp 2 đinh ghim vào vị trí C, D của phần tăm phẳng không năm trong nước sao cho mắt thấy 4 đinh ghim A,B,C,D nằm trên cùng một đường thẳng. B3: Rút tấm phẳng ra khỏi nước và nối các đoạn thẳng CD,AB. Chúng cắt nhau tại I trên đường ghi mực nước. Kẻ pháp tuyến NIN / của mặt nước. AI là tia tới góc AIN/ = i là góc tới, IC là tia khúc xạ góc NIC = r là góc khúc xạ B4: Dùng thước đo góc để đo i và r Làm lại thí nghiệm 3 lần để được các giá trị khác nhau của i và r. Ví dụ 4: Cho hình vẽ sau xy là trục chính của thấu kính, S là điểm sáng, S / là ảnh. Với .S mỗi trường hợp hãy xác định a. Loại thấu kính có phân tích) b. Quang tâm, tiêu điểm bằng phép vẽ y x Nêu cách vẽ c. Tính chất của ảnh S/. .S/ Giáo viên cho học sinh đọc vài lần. * Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán ? Bài toán cho biết gì? HS: Trục chính của thấu kính, vị trí ảnh và vật. ? Bài toán yêu cầu gì? HS: Xác định loại thấu kính, vị trí quang tâm, tiêu điểm, tính chất ảnh. 17 Giải: a) Do ảnh và vật nằm hai phía của trục chính nên ảnh là ảnh thật, mà ảnh thật chỉ có ở TKHT. b) Nối S với S/ giao với trục chính tại O. s. O là quang tâm của thấu kính. Từ quang .F tâm O dựng thấu kính vuông góc với trục chính. Từ S cho tia tới đi song song .F/ y x .S/ với trục chính, tia ló có đường đến S . / Tia ló giao với trục chính tại F, F là tiêu điểm thứ nhất của thấu kính, lầy F/ đối xứng với F qua quang tâm O ta được tiêu điểm thứ hai. c) ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật. Ví dụ 5 : Cho xy là trục chính của thấu kính hội tụ. Cho đường đi của tia sáng (1) qua thấu kính. Hãy trình bầy cách vẽ đường đi của tia sáng (2) qua thấu kính. Giáo viên cho học sinh đọc vài lần. * Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán ? Bài toán cho biết gì? 1 y x HS: Loại thấu kính, trục chính, hai tia tới và đường truyền của tia ló 1. 2 ? Bài toán yêu cầu gì? HS: Trình bầy cách vẽ và vẽ đường đi của tia ló 2 .S/ 1 y x K .S 2 18 Giải: Kéo dài hai tia tới (1) và(2) về phía sau chúng gặp nhau tại S. S là điểm .S sáng, từ S vẽ tia SO qua tâm O và kéo dài nó cắt tia ló (1) tại S /. S/ là ảnh của S, tia tới (2) cho tia ló có đường đi qua ảnh S/. Nối K với S/ ta được tia cần vẽ. Ví dụ 6 Bằng phép vẽ hãy xác định (có phân tích) - Loại thấu kính, tính chất ảnh. - Vị trí các tiêu điểm của thấu kính trong hình vẽ biết xy là trục chính, x S S/ O . . . y S là nguồn sáng, S/ là ảnh của S qua thấu kính và O là quang tâm của thấu kính. I ? Bài toán cho biết gì? HS: Trục chính của thấu kính, S F vị trí vật, ảnh, vị trí quangxtâm . S/ . O . F/ . của thấu kính ? Bài toán yêu cầu gì? K HS: Xác định loại thấu kính tính chất ảnh, vị trí các tiêu điểm. Giải: - Do vật và ảnh nằm cùng phía của quang tâm O, nên ảnh S/ là ảnh ảo. - Khoảng cách từ ảnh đến quang tâm O nhỏ hơn khoảng cách từ vật đến quang tâm O nên ảnh S/ là ảnh ảo nhỏ hơn vật. Ảnh ảo nhỏ hơn vật chỉ có ở TKPK. Vậy thấu kính đã cho là TKPK. - Ảnh S/ là ảnh ảo nhỏ hơn vật, cùng chiều với vật. - Từ S cho tia tới bất kì đến thấu kính, tia ló có đường kéo dài đi đến ảnh S/. Từ quang tâm O kẻ đường song song với tia tới SI, giao với đường kéo dài 19 y của tia ló tại K. Từ K hạ đường vuông góc xuống trục chính giao với trục chính tại F. F là tiêu điểm thứ nhất, lấy F/ đối xứng với F qua quang tâm O ta được tiêu điểm thứ hai. Ví dụ 7: Một người dùng một kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát một vật nhỏ AB được đặt vuông góc với trục chính của kính và cách kính 8cm. a) Tính tiêu cự của kính? Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính? b) Dựng ảnh của vật AB qua kính (không cần đúng tỉ lệ), ảnh là ảnh thật hay ảo? c) Ảnh lớn hay nhỏ hơn vật bao nhiêu lần? Giáo viên cho học sinh đọc vài lần. * Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán Bài toán cho biết gì? - Kính gì? Kính lúp là loại thấu kính gì? Số bội giác G? - Vật AB được đặt như thế nào với trục chính của thấu kính?Cách kính bao nhiêu? -Vật AB dược đặt ở vị trí nào so với tiêu cự? Bài toán cần tìm gì? Yêu cầu gì? - Tìm tiêu cự? Để tính tiêu cự của kính lúp cần sử dụng công thức nào? - Để nhìn rõ ảnh qua kính lúp vật phải đặt trong khoảng nào trước kính? - Dựng ảnh của vật AB qua kính ta phải sử dụng các tia sáng đặt biệt nào? - Xác định ảnh thật hay ảo? - So sánh ảnh và vật? * Một HS lên bảng ghi tóm tắt sau đó vẽ hình (cả lớp cùng làm) Cho biết 20