Sáng kiến kinh nghiệm Các dạng bài tập thấu kính
Ngành giáo dục nước ta đang tiến hành cuộc đổi mới lớn căn bản và toàn diện. Từ xưa giáo dục vẫn được coi là quốc sách hàng đầu, được ưu tiên đầu tư để phát triển. Mục tiêu quan trọng của giáo dục là đào tạo nhân tài, đào tạo những lớp người có đạo đức, có tri thức chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu xây dựng và phát triển đất nước theo hướng hội nhập thế giới.
Vật lý học là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Một cách rộng hơn, nó là sự phân tích tổng quát về tự nhiên, được thực hiện để hiểu được cách biểu hiện của vũ trụ.
Vật lý học cũng có những đóng góp quan trọng.Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu biết về điện từ học hoặc vật lý hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp
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.
Năm học 2017-2018, học sinh THPT phải làm các bài thi liên quan đến kiến thức của lớp 11 và 12. Sau đó, từ năm 2018-2019 phạm vi kiến thức là cả ba năm THPT. Trong phần Quang học ở chương trình vật lý lớp 11, học sinh được học chương “Mắt và các dụng cụ quang”. Trong chương này bài “Thấu kính” là cơ sở để học sinh giải quyết các bài về dụng cụ quang học. Nếu học sinh không giải quyết một cách triệt để bài toán về thấu kính thì hầu như không giải được các bài tập về dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt.
Qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy học sinh khi học bài này thường rất khó khăn, chậm nắm bắt được thông tin, lúng túng khi giải bài tập, không xác định được hướng giải quyết bài toán. Trong khi đó thời lượng cho bài này trong chương trình kể cả phần giải bài tập cũng chỉ có ba tiết học. Do đó làm thế nào để giảng dạy tốt bài này và giúp học sinh nắm bắt được kiến thức là một vấn đề khó, đòi hỏi người thầy phải có kinh nghiệm và sự tích cực học tập của học sinh trong thời gian ở nhà mới giải quyết được.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU THỊ TRINH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM CÁC DẠNG BÀI TẬP THẤU KÍNH Người thực hiện: Ngô Thị Hồng Chức vụ : Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Triệu Thị Trinh SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lí THANH HÓA NĂM 2017 PHỤ LỤC STT MỤC LỤC TRANG 1 MỞ ĐẦU 1 2 Lí do chọn đề tài 1 3 Mục đích nghiên cứu 2 4 Đối tượng nghiên cứu 2 5 Phương pháp nghiên cứu 2 6 NỘI DUNG CỦA SKKN 3 7 2.1. Cơ sở lí luận của SKKN 3 8 2.2 . Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN 3 9 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề. 4 10 A.Vẽ đường truyền tia sáng. 4 11 B.Bài toán thuận 5 12 B.1. Tìm f, D của thấu kính theo chiết suất và các đặc trưng hình học 5 13 B.2. Cho d,f (hay D). Xác định vị trí, tính chất, mối quan hệ giữa vật và ảnh. 7 14 C.Bài toán nghịch 9 15 C.1.Cho biết f,k. Tìm d, d/ 9 16 C.2. Cho biết f, khoảng cách giữa vật và ảnh. Tìm d, d/ 11 17 C.3. Cho khoảng cách giữa vật và màn là L và cho biết khoảng cách giữa hai vị trí đặt TKHT cho ảnh rõ nét trên màn. Tìm f. 13 18 C.4.Xác định f khi biết k và khoảng cách từ ảnh đến vật 14 19 Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục 15 20 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 16 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lí do chọn đề tài. Ngành giáo dục nước ta đang tiến hành cuộc đổi mới lớn căn bản và toàn diện. Từ xưa giáo dục vẫn được coi là quốc sách hàng đầu, được ưu tiên đầu tư để phát triển. Mục tiêu quan trọng của giáo dục là đào tạo nhân tài, đào tạo những lớp người có đạo đức, có tri thức chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu xây dựng và phát triển đất nước theo hướng hội nhập thế giới. Vật lý học là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Một cách rộng hơn, nó là sự phân tích tổng quát về tự nhiên, được thực hiện để hiểu được cách biểu hiện của vũ trụ. Vật lý học cũng có những đóng góp quan trọng.Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu biết về điện từ học hoặc vật lý hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp 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. Năm học 2017-2018, học sinh THPT phải làm các bài thi liên quan đến kiến thức của lớp 11 và 12. Sau đó, từ năm 2018-2019 phạm vi kiến thức là cả ba năm THPT. Trong phần Quang học ở chương trình vật lý lớp 11, học sinh được học chương “Mắt và các dụng cụ quang”. Trong chương này bài “Thấu kính” là cơ sở để học sinh giải quyết các bài về dụng cụ quang học. Nếu học sinh không giải quyết một cách triệt để bài toán về thấu kính thì hầu như không giải được các bài tập về dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt. Qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy học sinh khi học bài này thường rất khó khăn, chậm nắm bắt được thông tin, lúng túng khi giải bài tập, không xác định được hướng giải quyết bài toán. Trong khi đó thời lượng cho bài này trong chương trình kể cả phần giải bài tập cũng chỉ có ba tiết học. Do đó làm thế nào để giảng dạy tốt bài này và giúp học sinh nắm bắt được kiến thức là một vấn đề khó, đòi hỏi người thầy phải có kinh nghiệm và sự tích cực học tập của học sinh trong thời gian ở nhà mới giải quyết được. 1.2. Mục đích nghiên cứu. Xây dựng tiến trình, tổ chức hoạt động dạy học bài : “Thấu kính” vật lí 11 theo hướng phát huy năng lực của học sinh,giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ và động cơ học tập đúng đắn để cho học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến thức mới, khắc sâu thêm kiến thức cũ đã được học ở lớp 9 và còn giúp học sinh biết đưa kiến thức Vật lý đã học vào đời sống, vào thực tiễn. Làm cho các em thích học, thích đến trường, yêu trường yêu lớp hơn. 1.3. Đối tượng nghiên cứu. - Hoạt động dạy và học bài “ Thấu kính” Vật lí lớp 11. - Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học giải quyết vấn đề và dạy học theo hướng phát huy năng lực của học sinh. 1.4. Phương pháp nghiên cứu. + Phương pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu lí luận về dạy học bài tập Vật lí. Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập Vật lí bài “Thấu kính” Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thông, nội dung sách giáo khoa Vật lí 11 và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ, nội dung và yêu cầu về kiến thức, kĩ năng giải bài tập. Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chương. + Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế, thu thập thông tin. Khảo sát công tác bồi dưỡng, phụ đạo của học sinh những ưu điểm và nhược điểm từ đó đưa ra những phương pháp cụ thể. Tập hợp và nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lý lớp 11 các tài liệu tham khảo khác để tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập tự luận, trắc nghiệm. + Thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông + Phương pháp thống kê, xử lí số liệu. Thống kê các kết quả đo được trong quá trình thử nghiệm. So sánh kết quả 2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm. Bài toán về thấu kính lớp 11 chỉ gói gọn trong hai tiết học và một tiết bài tập. Mặc dù các em đã được học ở cấp THCS, nhưng chỉ là những khái niệm cơ bản, các tính chất đồng dạng của tam giác, công thức thấu kính chứ chưa có những bài tập nâng cao và chuyên sâu hơn.Để hiểu và giải quyết các bài tập vế thấu kính một cách nhanh chóng ở bậc THPT yêu cầu học sinh phải nắm vững các kiến thức về thấu kính, bao gồm đường đi của tia sáng qua thấu kính, cách dựng hình, các công thức của thấu kính, cách nhận biết loại thấu kính, tính chất vật ảnh cho bởi từng loại thấu kính... Tuy nhiên qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy đa số học sinh chỉ làm được các bài tập áp dụng công thức thấu kính theo Sách giáo khoa, mà đôi khi còn nhầm dấu các đại lượng. Theo kinh nghiệm bản thân: điều đầu tiên giáo viên phải làm là tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn, tích cực cho học sinh, để có được điều này thì giáo viên phải giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, biết phân loại và phương pháp giải bài tập phù hợp. Nó chẳng những làm cho giờ học thêm sinh động, hấp dẫn, thu hút được sự chú ý của học sinh mà còn giúp học sinh có thể dễ dàng hơn trong việc tiếp thu với các kiến thức đã học. Từ đó giúp cho việc kiểm tra đánh giá học sinh được thực hiện dễ dàng hơn và nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy. “Các dạng bài tập về thấu kính” sẽ có những dạng toán vô cùng mới lạ đối với học sinh, nếu không được học thì các kiến thức lớp 9 sẽ không giúp các em giải quyết được. Chính vì vậy trong đề tài này tôi muốn tập dần cho học sinh có kĩ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, phân dạng cho học sinh dễ dàng thích ứng với các bài toán quang hình học rất đa dạng này. 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. Khảo sát với 2 lớp 11A3 và 11A4 của trường THPT Triệu Thị Trinh năm học 2016- 2017 có kết qủa như sau: * Khi chưa áp dụng SKKN trên vào giảng dạy: Lớp % HS giải được % HS còn lúng túng % HS không biết giải 11A3(38hs) 7% 18,6% 74,4% 11A4(44hs) 2,4% 16% 81,6% 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề. Trong đề tài này tôi đưa ra cách phân loại một số dạng bài tập cơ bản về thấu kính đơn ( chỉ xét với vật thật ) và ví dụ cho mỗi dạng bài cụ thể. Vẽ đường truyền của tia sáng: I.Cách vẽ: Sử dụng các tia sáng: 1. Tia truyền thẳng từ vật đến ảnh cắt trục chính tại quang tâm O 2. Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính F’ 3. Tia tới có phương qua tiêu điểm vật chính F thì tia ló song song với trục chính.. Tia tới song song với trục phụ thì tia ló có phương đi qua tiêu điểm ảnh phụ Fn’ II. Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Trong các hình dưới đây, xy là trục chính của thấu kính L; S là vật điểm thật, S/ là ảnh ảo của S tạo bởi thấu kính. Với mỗi trường hợp hãy xác định: S/ là ảnh thật hay ảo Loại thấu kính Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ ) Giải Từ đặc điểm đường đi của các tia sáng qua thấu kính, giả sử đã xác định được quang tâm và các tiêu điểm chính F và F’ thì: - O, S, S’ thẳng hàng. - Điểm tới I ( của tia tới SI song song với trục chính ), F’ và F thẳng hàng. - F và F’ đối xứng nhau qua quang tâm O. + Ta suy ra phép vẽ: - Kẻ đường SS’ cắt đường xy tại O, đó là quang tâm. - Dựng thấu kính L qua O và vuông góc với trục chính xy. - Kẻ tia tới SI song song với xy. Kẻ IS’cắt Sy tại F’, đó là tiêu điểm ảnh chính F’. - Lấy F đối xứng F’ qua O đó là tiêu điểm vật chính F + Loại thấu kính: Trường hợp 1: là thấu kính phân kỳ vì ảnh ảo S’ ( S’ là ảnh ảo vì S’ ở cùng phía trục chính với S ) gần trục chính hơn vật. Trường hợp 2: là thấu kính hội tụ vì ảnh ảo S’ ( S’ là ảnh ảo vì S’ ở cùng phía trục chính với S ) xa trục chính hơn vật. Trường hợp 3: là thấu kính hội tụ vì S’ là ảnh thật ( S’ là ảnh thật vì S’ ở khác phía trục chính với S ) VD2: Trong hình vẽ dưới đây, xy là trục chính của thấu kính, A là điểm vật thật, A/ là ảnh của A tạo bởi thấu kính, O là quang tâm. Với mỗi trường hợp hãy xác định: A/ là thật hay ảo? Loại thấu kính. Các tiêu điểm chính bằng phép vẽ? A A A/ O x y x y H.1 A/ H.2 Giải A x F F/ y o H.1 A/ Hình 1: + Nối A với A/ cắt xy tại O. A/ là ảnh thật => TKHT + Từ O dựng thấu kính hội tụ vuông góc với xy + Từ A kẻ tia tới song song với xy cho tia ló qua A/ cắt xy tại F/. Lấy F đối xứng F/ qua O. F/ A A/ O F x y F/1 Hình 2: + A/ là ảnh ảo và gần O hơn A => TKPK + TKPK vuông góc với xy + kẻ tia tới đi qua A cho tia ló kéo dài qua A/ . Dựng trục phụ song song với tia tới cắt tia ló tại tiêu điểm ảnh phụ F/1 . Từ F/1 hạ đường thẳng vuông góc với trục chính cắt trục chính tại F/. Lấyđối xứng F/ qua O. B.Bài toán thuận: Dạng B.1: Tìm tiêu cự và độ tụ của thấu kính theo chiết suất và các đặc trưng hình học . Công thức: a) - Tiêu cự là độ dài đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính với quy ước: f > 0 với thấu kính hội tụ. f < 0 với thấu kính phân kì. (|f| = OF = OF’) b)- Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi độ tụ D xác định bởi: (f : mét (m); D: điốp (dp)) (R > 0 : mặt lồi./ R < 0 : mặt lõm. /R = ¥: mặt phẳng ) Bài tập minh họa : Ví dụ 1: (Bài 17.1- Trang 74-Giải toán vật lí 11 tập 2 ) Thủy tinh làm bằng thấu kính có chiết suất n = 1,50 Hãy tính tiêu cự của các thấu kính ( đặt trong không khí) : + hai mặt đều lồi có các bán kính 10cm, 30 cm. + mặt lồi có bán kính 10 cm, mặt lõm có bán kính bằng 30 cm. Hãy tính lại tiêu cự của các thấu kính trên khi chúng được dìm vào nước có chiết suất n/ = Giải Thấu kính đặt trong không khí : + Trường hợp 1: + Trường hợp 2: Thấu kính được dìm vào nước: +Trường hợp 1: + Trường hợp 2: Ví dụ 2: (Bài 17.4 – Trang 176 – Giải toán vật lí 11 tập 2) Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,50. Khi đặt trong không khí thấu kính có độ tụ 5dp. Dìm thấu kính vào chất lỏng chiết suất n/ thì thấu kính có tiêu cự f/ = -1m. Tính chiết suất n/ của chất lỏng. Giải: + Trong không khí : D = + Trong chất lỏng: D/ = Lập tỉ số : Dạng B.2: Cho d, f (hoặc D) . Xác định vị trí, tính chất , mối quan hệ giữa vật và ảnh. I. Công thức: - Xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh là xác định d / , k. Từ giá trị của d / , k để suy ra tính chất ảnh và chiều của ảnh - d/,k là nghiệm của hệ phương trình: II. Bài tập ví dụ: Ví dụ : (Bài 18.1 – Trang 177 – Giải toán vật lí 11 tập 2) Vật thật AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là d thay đổi được. Hãy xác định tính chất, vị trí,chiều , độ lớn của ảnh và vẽ ảnh trong mỗi trường hợp sau: a)d1= 30 cm b) d2 = 20 cm c) d3 = 10 cm Giải: Áp dung công thức : và d1= 30 cm: Ảnh thật cách thấu kính 60 cm Ảnh ngược chiều và bằng hai lần vật. Vẽ hình: B F/ A/ A F o B/ d2 = 20 cm= f => d/ : A/B/ ở vô cực Vẽ hình: B A = F o F/ d3 = 10 cm Ảnh ảo cách thấu kính 20 cm Ảnh cùng chiều và bằng hai lần vật. Vẽ hình: B/ B A/ A o F/ C. Bài toán nghịch : Là bài toán có nhiều dạng và khó đối với học sinh ( cho d/,k hoặc f,k xác định d,f hoặc d/, d). Tôi chia thành các dạng sau: Dạng C.1: Cho biết tiêu cự f và số phóng đại ảnh k. Tìm khoảng cách từ vật đến thấu kính; xác định vị trí và tính chất ảnh. I.Công thức: Để tìm d và d/ ta giải hệ : Lưu ý: Ảnh cùng chiều với vật k > 0 ; ảnh ngược chiều với vật k <0. II. Bài tập vận dụng: Ví dụ 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao gấp hai lần vật. Xác định vị trí vật và ảnh. Giải Với giả thiết ảnh cao gấp hai lần vật, ta phải lưu ý cho học sinh rằng ảnh thật và ảnh ảo của vật thật cho bởi thấu kính hội tụ đều có thể cao hơn vật. Do đó giá trị của số phóng đại k trong trường hợp này là giá trị tuyệt đối = 2 Û k = ± 2 + Giải hệ hai phương trình: = ± 2 + Trường hợp 1: Giải hệ ta được: d = 10 cm , d/ = -20cm + Trường hợp 2: Giải hệ ta được: d = 30 cm , d/ = 60cm GV lưu ý cho học sinh: Cũng bài toán như trên nhưng nếu có thêm giả thiết ảnh ngược chiều vật thì xác định ngay đó là ảnh thật : k = ─ 2, còn nếu ảnh cùng chiều vật thì đó là ảnh ảo k = +2. Ví dụ 2. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh. Giải Với giả thiết ảnh ảnh cao bằng nửa vật thật, thì đối với thấu kính hội tụ đây phải là ảnh thật, ngược chiều với vật. Nghĩa là k < 0 Þ k = ─ ½ + Giải hệ phương trình: = ─ ½ d = 45 cm, d/ = 90cm Ví dụ 3: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng vật. Xác định vị trí vật và ảnh. Giải Với giả thiết ảnh ảnh cao bằng vật thật, thì đối với thấu kính hội tụ đây phải là ảnh thật, ngược chiều với vật. Nghĩa là k < 0 Þ k = ─ 1 + Giải hệ phương trình: = ─ 1 ó d = 30 cm , d/ = 3cm Ví dụ 4. Một thấu kính phân kỳ có tiêu cự 25cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và ảnh. Giải Đối với thấu kính phân kỳ, vật thật luôn luôn cho ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật k > 0 Þ k = ½ + Giải hệ phương trình: = + ó d = 25 cm , d/ = -12,5 cm Dạng C.2: Cho biết tiêu cự và khoảng cách giữa vật và ảnh. Tìm khoảng cách từ vật đến thấu kính; xác định vị trí và tính chất ảnh. Công thức: A B F F / A / B / O d d / + Khỏang cách giữa vật và ảnh : Các trường hợp có thể xảy ra đối với vật sáng: a. Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh thật d > 0, d / > 0: L = d + d / b. Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh ảo, d > 0, d / < 0: O A B B/ A/ d / d L = ─ (d / + d ) O F/ A B B/ A/ d /’ d c. Thấu kính phân kỳ, vật sáng cho ảnh ảo, d > 0, d / > 0: L = d / + d Cách giải: + Từ hệ: (1.3) L>0 khi ảnh là ảnh ảo qua thấu kính phân kỳ và ảnh thật qua thấu kính hội tụ L<0 khi ảnh là ảnh ảo qua thấu kính hội tụ Phương trình có nghiệm khi + Trường hợp ảnh ảo qua thấu kính phân kỳ và thấu kính hội tụ, (1.3) luôn có nghiệm tức là luôn tìm được vị trí đặt thấu kính để thu được ảnh ảo cách vật một khoảng cho trước. + Trường hợp ảnh thật qua thấu kính hội tụ, (1.3) có nghiệm khi . - Khi L = 4f phương trình (1.3) có 1 nghiệm kép tức là có 1 vị trí đặt thấu kính ở chính giữa vật và màn để thu được ảnh rõ ảnh rõ nét trên màn. - Khi L > 4f phương trình (1.3) có 2 nghiệm phân biệt tức là có 2 vị trí đặt thấu kính trong khoảng giữa vật và màn để thu được ảnh rõ ảnh rõ nét trên màn II. Bài tập ví dụ: VD1: Vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ tiêu cự bằng 20cm cho ảnh A’B’ cách vật 18 cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và tính chất của ảnh. Giải Thấu kính phân kỳ nên f = -20cm và L = 18cm Vậy vật thật đặt cách thấu kính 30cm cho ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính 12cm. VD2: Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu cự 15 cm có ảnh cách vật 80 cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và tính chất của ảnh. Giải (1.3) + Trường hợp ảnh thật: L = 80cm (1) + Trường hợp ảnh ảo: L = - 80cm (1) Vậy: - vật thật đặt cách thấu kính 60cm cho ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 20cm. - vật thật đặt cách thấu kính 20cm cho ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 60cm. - vật thật đặt cách thấu kính 12,92cm cho ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính 93,17cm Dạng C.3: Cho khoảng cách giữa vật và màn là L và cho biết khoảng cách giữa hai vị trí đặt thấu kính hội tụ cho ảnh rõ nét trên màn là .Tìm tiêu cự f (Xác định tiêu cự của thấu kính bằng phương pháp Bessel) I.Công thức: Sơ đồ tạo ảnh: Vị trí 1: d1 = d , d= d / Vị trí 2: d2 , d - Vì lý do đối xứng nên vật và ảnh có thể đổi chổ cho nhau được, nên: d2 = d= d / d = d1 = d Do đó, ta có: d + d / = L d / = d + l Giải hệ phương trình ta có: d = ½ ( L – l), d / = ½ ( L + l) Thay d & d / vào công thức tính tiêu cự , ta được : II.Bài tập ví dụ : Ví dụ 1: Một màn ảnh đặt song song với vật sáng AB và cách AB một đoạn L = 72cm. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f đặt trong khoảng giữa vật và màn sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính, người ta tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Hai vị trí này cách nhau = 48cm. Tính tiêu cự thấu kính. Giải: Thay số vào công thức: = 10cm. Ví dụ 2: Điểm sáng S và màn đặt cách nhau L = 100cm. Giữa điểm sáng và màn ta di chuyển một thấu kính hội tụ sao cho trục chính của thấu kính luôn vuông góc với màn. Xác định tiêu cự của thấu kính trong hai trường hợp sau: a. Tìm được một vị trí duy nhất của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. b. Tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn và hai vị trí này cách nhau l = 40cm. Giải: Từ phương trình : (1) Ta có: , Theo bài ra chỉ tìm được một vị trí duy nhất của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn tức là phương trình (1) có một nghiệm nên = 25 cm Ta áp dụng công thức: = 21 cm Dạng C4: Xác định tiêu cự của thấu kính khi biết số phóng đại ảnh và khoảng cách ảnh đến vật C4.1: Xác định tiêu cự của thấu kính khi biết số phóng đại ảnh và khoảng cách ảnh đến vật (Biết k, L tính f ) I.Công thức: (2.6 a) II.Bài tập ví dụ: Ví dụ: Vật sáng AB đặt song song và cách màn 1 khoảng 54cm, giữa vật và màn, đặt 1 thấu kính sao cho thu được ảnh A’B’ hiện rõ trên màn và lớn gấp 2 lần vật. Hãy cho biết thấu kính trên là thấu kính loại gì? Tiêu cự của thấu kính nói trên? Vật AB qua thấu kính cho ảnh hiện trên màn nên ảnh là ảnh thật qua thấu kính hội tụ Giải: C4.2: Xác định tiêu cự của thấu kính khi biết tỷ số số phóng đại ảnh tại hai vị trí và khoảng cách ảnh đến vật Biết và L hoặc và L Công thức (2.6 b) Bài tập ví dụ Ví dụ: Vật phẳng nhỏ AB đặt trước và song song với một màn, cách màn khoảng 100cm. Đặt thấu kính hội tụ giữa vật và màn, song song với vật và sao cho điểm A của vật trên trục chính. Ta tìm được hai vị trí O1 và O2 của thấu kính tạo ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh này gấp 2,25 lần ảnh kia. Tính tiêu cự của thấu kính Giải . Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. Sau khi áp dụng cách phân loại và nêu cách giải một số bài tập cơ bản về thấu kính tại các lớp tôi được phân công giảng dạy tại trường THPT Triệu Thị Trinh, tôi nhận thấy các em tự tin, chủ động, biết phân dạng và vận dụng các
Tài liệu đính kèm:
- sang_kien_kinh_nghiem_cac_dang_bai_tap_thau_kinh.doc