SKKN Kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập quang hình học phần thấu kính trong ôn luyện học sinh giỏi Vật lý lớp 9

SKKN Kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập quang hình học phần thấu kính trong ôn luyện học sinh giỏi Vật lý lớp 9

Chúng ta đang sống trong một thế giới bùng nổ về tri thức, có rất nhiều kiến thức mà giáo viên không thể truyền tải hết đến học sinh được, vậy nên cách tốt nhất là phải hướng dẫn cho học sinh cách tự học tự nghiên cứu sáng tạo.

Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ, tác động qua lại trực tiếp của khoa học, kỹ thuật. Vật lý có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công nghiệp hoá, hiện đại hoá và công nghệ thông tin. Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng hàng năm của trường, nhằm phát hiện những học sinh có năng lực học tập bộ môn Vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng cơ bản và nâng cao trong việc giải bài tập Vật lý. Giúp các em tham dự các kỳ thi HSG cấp trường, cấp huyện, cấp tỉnh đạt kết quả đem lại thành tích cho bản thân, gia đình và thực hiện mục tiêu bồi dưỡng hàng năm đã đề ra.

Trong quá trình dạy bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý hàng năm thì dạng toán quang hình thấu kính trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay, có thể giúp

học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và cẩn thận. Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, về quan điểm và

phương pháp giải toán. Vì thế toán quang hình được xem là một phần trọng điểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi học sinh giỏi và thi vào10 chuyên và là kiến thức kế thừa tốt để học sinh học chương trình vật lý lớp 11

Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử dụng rất nhiều kĩ năng

của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích thước, tính số đo góc và

đặc biệt là các bài toán cực trị hình học. Cũng vì lẽ đó mà với học sinh khi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quang hình học là một phần khó.

 Hiện nay trên thị trường, sách tham khảo nâng cao về Vật lí THCS rất ít, nội

dung còn sơ sài, trùng lặp, chưa có hệ thống, đặc biệt là phần Quang hình học. Hơn

thế nữa, nội dung này lại được học ở cuối năm học lớp 9, khi mà học sinh đã thi

học sinh giỏi xong, do đó có rất ít giáo viên quan tâm, nghiên cứu về phần này.

Vì vậy, việc phân loại và nghiên cứu cách hướng dẫn giải các bài tập Quang

hình học là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng. Nó góp phần giúp các giáo viên có

cơ sở để dạy tốt hơn các bài tập thuộc phần này. Qua đó chất lượng học sinh giỏi

tốt hơn, học sinh có kiến thức vững vàng hơn khi thi vào các trường chuyên.

Với những lí do trên, tôi mạnh dạn viết bản sáng kiến “Kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập quang hình học phần thấu kính trong ôn luyện học sinh giỏi vật lý lớp 9 ” bằng một hệ thống những bài tập đã được sưu tầm chọn lọc, sáng tác và thử nghiệm qua nhiều năm giảng dạy ở các lớp bồi dưỡng học sinh khá, giỏi thuộc các đội tuyển vật lý của trường, của huyện mong góp phần giúp cho công tác dạy và học chương trình vật lí nâng cao đạt hiệu quả hơn.

 

doc 24 trang thuychi01 18616
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập quang hình học phần thấu kính trong ôn luyện học sinh giỏi Vật lý lớp 9", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
	I. PHẦN MỞ ĐẦU
	1. Lý do chọn đề tài.
Chúng ta đang sống trong một thế giới bùng nổ về tri thức, có rất nhiều kiến thức mà giáo viên không thể truyền tải hết đến học sinh được, vậy nên cách tốt nhất là phải hướng dẫn cho học sinh cách tự học tự nghiên cứu sáng tạo. 
Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ, tác động qua lại trực tiếp của khoa học, kỹ thuật. Vật lý có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công nghiệp hoá, hiện đại hoá và công nghệ thông tin. Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng hàng năm của trường, nhằm phát hiện những học sinh có năng lực học tập bộ môn Vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng cơ bản và nâng cao trong việc giải bài tập Vật lý. Giúp các em tham dự các kỳ thi HSG cấp trường, cấp huyện, cấp tỉnh đạt kết quả đem lại thành tích cho bản thân, gia đình và thực hiện mục tiêu bồi dưỡng hàng năm đã đề ra. 
Trong quá trình dạy bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý hàng năm thì dạng toán quang hình thấu kính trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay, có thể giúp
học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và cẩn thận. Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, về quan điểm và
phương pháp giải toán. Vì thế toán quang hình được xem là một phần trọng điểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi học sinh giỏi và thi vào10 chuyên và là kiến thức kế thừa tốt để học sinh học chương trình vật lý lớp 11 
Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử dụng rất nhiều kĩ năng
của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích thước, tính số đo góc và
đặc biệt là các bài toán cực trị hình học. Cũng vì lẽ đó mà với học sinh khi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quang hình học là một phần khó.
 Hiện nay trên thị trường, sách tham khảo nâng cao về Vật lí THCS rất ít, nội
dung còn sơ sài, trùng lặp, chưa có hệ thống, đặc biệt là phần Quang hình học. Hơn
thế nữa, nội dung này lại được học ở cuối năm học lớp 9, khi mà học sinh đã thi
học sinh giỏi xong, do đó có rất ít giáo viên quan tâm, nghiên cứu về phần này.
Vì vậy, việc phân loại và nghiên cứu cách hướng dẫn giải các bài tập Quang
hình học là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng. Nó góp phần giúp các giáo viên có
cơ sở để dạy tốt hơn các bài tập thuộc phần này. Qua đó chất lượng học sinh giỏi
tốt hơn, học sinh có kiến thức vững vàng hơn khi thi vào các trường chuyên.
Với những lí do trên, tôi mạnh dạn viết bản sáng kiến “Kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập quang hình học phần thấu kính trong ôn luyện học sinh giỏi vật lý lớp 9 ” bằng một hệ thống những bài tập đã được sưu tầm chọn lọc, sáng tác và thử nghiệm qua nhiều năm giảng dạy ở các lớp bồi dưỡng học sinh khá, giỏi thuộc các đội tuyển vật lý của trường, của huyện mong góp phần giúp cho công tác dạy và học chương trình vật lí nâng cao đạt hiệu quả hơn.
2. Mục đích nghiên cứu.
Mục đích của đề tài nhằm tìm ra những cách thức, phương pháp phân loại và giải các dạng bài toán quang hình phần thấu kính một cách đơn giản, dễ giải trong quá trình học vật lý nâng cao cũng như cách trình bày một bài toán quang hình khoa học giúp học sinh tự tin, hứng thú,say mê môn học và nâng cao chất lượng thi HSG.
Với mục đích là rèn luện khả năng sáng tạo Vật lý, trước mỗi bài tập tôi đã tập cho học sinh tìm ra nhiều cách giải nhất, đồng thời gợi ý để học sinh thấy được đâu là cách giải tối ưu nhất cho bài toán đó và nhược điểm của mỗi cách giải. Trên cơ sở đó học sinh có thể khái quát thành bài toán tổng quát và xây dựng các bài toán tương tự.
3. Đối tượng nghiên cứu 
- Trong phạm vi nhỏ hẹp, sáng kiến này nhằm vào đối tượng nghiên cứu là Giáo viên và học sinh lớp 9 cấp THCS. 
- Về kiến thức nhằm vào các Các dạng bài tập quang hình học nâng cao trong chương trình Vật lý 9.
- Thái độ học của học sinh trong khi làm bài tập quang hình học.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu chương trình nội dung sách giáo khoa Vật lý 9 và tài liệu tham khảo ôn luyện học sinh giỏi cấp THCS và sách giáo khoa ,sách tham khảo vật lý 11
- Phương pháp phân loại các dạng bài tập nâng cao phần quang hình học. Săp xêp các dạng bài tập sao cho có hệ thống. Đưa ra phương pháp làm cho từng dạng bài.
 Áp dụng vào các ví dụ cụ thể. Phân tích cách giải tối ưu.
- Tổng hợp ý kiến của học sinh trong quá trình làm bài tập quang hình .Tổng hợp ý kiến của giáo viên bộ môn trong quá trình dạy bài tập quang hình.
- Điều tra những thuận lợi, khó khăn của giáo viên và học sinh qua những lần giải quyết các bài tập quang hình nâng cao.
Qua việc nghiên cứu bằng các phương pháp nêu trên, ta cần rút ra những kinh nghiệm và tìm ra những biện pháp. Trên cơ sở đó từng bước xây dựng sáng kiến.
II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Thầy giáo Chu Văn An từng nói: "Hiền tài là nguyên khí của Quốc gia". Thật
vậy, một đất nước, một dân tộc muốn phát triển nhanh, đời sống nhân dân ấm no
hạnh phúc thì không thể thiếu người hiền tài.
Bác Hồ kính yêu của chúng ta sinh thời cũng rất quan tâm đến việc đào tạo,bồi dưỡng nhân tài. Người coi việc Diệt giặc đói, giặc dốt quan trọng không kém việc diệt giặc ngoại xâm. Tinh thần nghị quyết Đại hội VI của Đảng đã chỉ rõ: Coi đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho phát triển. Trong đó chú trọng đến chất lượng mũi nhọn, muốn vậy phải đầu tư cho việc dạy, bồi dưỡng và sử dụng nhân tài ở tất cả các bộ môn.
Riêng bộ môn Vật lí THCS có đặc thù là nội dung kiến thức gồm 4 phần chính:
Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học. Mỗi phần có nét đặc trưng riêng, áp
dụng các phương pháp giải tương đối khác nhau. Với phần Quang hình học, muốn
học tốt kiến thức nâng cao thì ngoài nắm vững kiến thức Vật lí về phần thấu kính, học sinh còn phải có kiến thức tương đối vững về hình học, đại số. Kiến thức về tam giác đồng dạng, phương trình bậc 2 mà các em đã học ở môn toán được vận dụng vào để tính khoảng cách từ ảnh tới thấu kính hoặc vật tới thấu kính,xác định vị trí kích thước của vật và ảnh
Vậy để học sinh có kiến thức và kĩ năng giải bài tập thì người thầy phải không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn, đổi mới phương pháp, nghiên cứu, tìm tòi, sưu tầm, chọn lọc để phân loại và hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập quang hình học nâng cao.
 Với cách làm như vậy đã góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung và chất lượng bồi dưỡng phần bài tập quang hình .
2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
	Hiện nay trên thị trường hầu như chưa có tài liệu tham khảo nào làm tốt việc
phân loại bài tập quang hình học. Phương pháp giải cũng chưa được xây dựng
thành hệ thống gây khó khăn cho cả học sinh và giáo viên khi giảng dạy.
Qua điều tra nghiên cứu cùng với kinh nghiệm nhiều năm được phân công dạy
bồi dưỡng đội tuyển Học sinh giỏi tôi nhận thấy: Đa phần học sinh chỉ
được học một số ít buổi về bài tập nâng cao thuộc phần này. Việc học kiến thức cơ bản ở phần này cũng chỉ được học ở năm bài học trong sách giáo khoa, việc học ở nhà cũng gặp khó khăn do không có tài liệu tham khảo có chất lượng. Hơn thế nữa việc phân loại và đưa ra phương pháp giải cho từng dạng bài ở các sách tham khảo đa số là dựa vào phương pháp giải dạng bài quang hình của chương trình THPT chưa phù hợp với kiến thức của học sinh cấp THCS.
 Qua quá trình theo dõi chất lượng học sinh làm được bài tập thực hành trong các kì thi học sinh giỏi các cấp trong 2 năm học 2012-2013 và 2013- 2014 như sau:
TT
Năm học
 Làm tốt
 Làm chưa tốt
1
2014 - 2015
 40%
 60%
2
2015-2016
 50%
 50%
 Từ thực trạng trên, trong quá trình giảng dạy của mình tôi đã thử nghiệm một số kinh nghiệm phân loại và hướng dẫn học sinh làm bài tập quang hình học phần thấu kính nhằm mục đích rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào giải quyết các bài tập quang hình cho học sinh. Đáp ứng yêu cầu thực tiễn trong hoạt động dạy và học bộ môn Vật Lí cho học sinh khá giỏi tại trường THCS Nhữ Bá Sỹ - Thị Trấn Bút Sơn- Hoằng Hóa.
3. Giải pháp thực hiện .
3.1 Giáo viên cần giúp học sinh nắm vững các kiến thức cơ bản.
Khái niệm : Là vật trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng một mặt cầu.
Phân loại:
Thấu kính hội tụ (Hình 1a,1b)
Đặc điểm hình dạng :Phần rìa mỏng hơn phần giữa.
Đặc điểm quang học : Biến chùm sáng song song thành chùm sáng hội tụ.
* Kí hiệu thấu kính hội tụ : (Hình 1c)
 b) Thấu kính phân kì (Hình 2a,2b)
Đặc điểm hình dạng : Phần rìa dày hơn phần giữa.
Đặc điểm quang học : Biến chùm sáng song song thành chùm sáng phân kì .
*Kí hiệu thấu kính phân kì : (Hình 2c)
H 2a
H 1a
3)Các khái niệm cơ bản:
a) Quang tâm: Là điểm trên thấu kính mà mọi tia sáng đi qua đó đều truyền thẳng, kí hiệu O.
b)Trục chính : Đường thẳng đi qua tâm của hai mặt cầu, kí hiệu (Trục chính vuông góc với thấu kính tại O)
c) Tiêu điểm chính
* Thấu kính hội tụ : Một chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính hội tụ cho chùm tia sáng ló hội tụ tại tiêu điểm F’ trên trục chính của thấu kính.Điểm F’ gọi là tiêu điểm chính của TKHT.
* Thấu kính phân kì : Chùm tia sáng tới song song với trục chính của thấu kính phân kì cho chùm tia sáng ló phân kì có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F trên trục chính . Điểm F gọi là tiêu điểm chính của TKPK.
* Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm chính F và F’ đối xứng nhau qua quang tâm.
d) Tiêu cự : là khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm ( kí hiệu f = OF=OF’)
e) Khái niệm mở rộng:
*Trục phụ : là đường thẳng đi qua O ,không trùng (kí hiệu 1; 2 ..) 
* Tiêu diện : là mặt phẳng đi qua F,F’và vuông góc với ( kí hiệu MN ;M’N’)
* Tiêu điểm phụ : Là giao điểm F1; F’1 (mỗi trục phụ đều có 2 tiêu điểm đối xứng với nhau qua O)
4) Ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính
a) Thấu kính hội tụ (Hình3a;3b)
(1): Tia tới đi qua quang tâm O thì tia ló tiếp tục đi thẳng theo phương của tia tới.
(2): Tia tới song song với (hoặc 1) thì tia ló đi qua tiêu điểm F’(hoặc F’1)
(3): Tia tới đi qua tiêu điểm F(hoặc F1) thì tia ló song song với (hoặc 1) .
b) Thấu kính phân kì (Hình3a;3b)
(1): Tia tới song song với (hoặc 1) thì tia ló kéo dài đi qua F’(hoặc F’1)
(2): Tia tới đi qua O thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới.
(3): Tia tới có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F(hoặc F1) thì tia ló song song với (hoặc 1) . (tia này đặc biệt khác với thấu kính hội tụ)
5) Đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ.
Vật thật đặt trước thấu kính hội tụ có thể cho ảnh thật hoặc ảnh ảo.
Kí hiệu d là khoảng cách từ vật đến thấu kính và d’ là khoảng cách từ ảnh đến TK ta có:
* Vật thật nằm ngoài khoảng OF luôn có ảnh thật:
 d = ( Vật ở vô cực) => ảnh thật tại F, d’ = f 
* Vật thật nằm trong khoảng tiêu cự (d f) luôn cho ảnh ảo cùng chiều, lớn hơn vật.
- Vật nằm tại tiêu điểm ( d = f’) => cho ảnh ảo ở vô cực ( d’ = )
- Vật nằm sát TK thì ảnh cũng nằm sát TK -> ảnh và vật ở cùng vị trí
* Chú ý: 
 +. Điểm S thì ảnh S’ 
 +. Nếu vật sáng AB ; B thì ảnh A’B’ và B’.
 +. Vật sáng AB vừa nằm trong vừa nằm ngoài tiêu điểm F của thấu kính HT thì ảnh của nó gồm 2 phần riêng biệt: ảnh thật ngược chiều với vật và ảnh ảo cùng chiều với vật.
6)Đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính phân kỳ.
Vật thật đặt trước thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật, nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
7) Cách vẽ ảnh của một vật tạo bởi thấu kính
 Vì điểm vật S là giao của các tia tới còn điểm ảnh S’ là giao của các tia ló nên để vẽ ảnh của một vật ta làm như sau:
 a.Vẽ ảnh của điểm sáng S: Từ S ta vẽ đường đi của 2 tia sáng đặc biệt rồi xác định giao của 2 tia ló ta được ảnh S’ của S.
 b.Vẽ ảnh của một vật sáng ( nằm ngoài hoặc nằm trong tiêu cự của thấu kính)
 Phương pháp chung: Vẽ ảnh của một số điểm đặc biệt trên vật rồi nối lại
 Chú ý: 
1.Nếu điểm S thì ảnh S’. - > Muốn vẽ ảnh của điểm S chỉ cần vẽ đường đi của 1 tia sáng (bất kỳ). giao của trục chính với tia ló là ảnh S’ của S.
2.Đoạn thẳng sáng AB và B thì ảnh A’B’ AB và B’-> muốn vẽ ảnh A’B’ chỉ cần dựng ảnh A’ sau đó hạ đường thẳng vôn góc với 
3.Nếu một vật vừa nằm ngoài hoặc nằm trong tiêu điểm của thấu kính thì phần nằm ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật phần nằm trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo
8) Sơ đồ tạo ảnh của vật bởi hệ thấu kính
S S1S2S3.
9) Vật ảo - ảnh thật
 ở hình bên chùm sáng tới ( 1 và 2) có đường kéo dài đi qua điểm A ( A cùng phía với F’) nên được gọi là vật ảo, A’ là giao của chùm sáng ló nên được gọi là ảnh thật của A tạo bởi thấu kính.
3.2. Các kiến thức cần bổ trợ cho học sinh
1. Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương
đi qua ảnh của S.
2. Nguyên lí truyền ngược của ánh sáng
Cho một quang hệ bất kì, nếu một tia sáng chiếu tới quang hệ theo hướng
xy, cho tia ló đi theo hướng zt thì nếu chiếu tia sáng tới quang hệ theo hướng tz
sẽ cho tia ló đi theo hướng yx.
Hệ quả: Nếu đặt một điểm sáng tại điểm A trước một TKHT cho một ảnh
thật tại B thì nếu đặt điểm sáng tại B sẽ cho ảnh thật tại A.
3.3.Phân loại bài tập quang hình học lớp 9
1. Bài tập vẽ hình:
- Vẽ đường đi tia sáng
- Vẽ hình để xác định thấu kính, trục chính, tiêu điểm.
- Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính - thấu kính, hệ thấu kính -
gương.
2. Bài toán tính kích thước ảnh trong mọi trường hợp.
3. Bài toán dịch chuyển vật, ảnh thấu kính.
- Dịch chuyển dọc theo trục chính.
- Dịch chuyển theo phương vuông góc trục chính.
- Dịch chuyển theo phương bất kì
4. Bài toán đối xứng
5. Bài toán về hệ quang học..
6. Bài toán cực trị
3.4.Hướng dẫn giải các dạng bài tập theo từng dạng
1. Bài tập vẽ hình.
1.1. Vẽ đường đi tia sáng
Phương pháp: Để làm được bài tập dạng này, học sinh cần nắm chắc cách vẽ
các tia sáng đặc biệt và các tia sáng không đặc biệt. Ngoài ra còn cần lưu ý: tia
sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương đi qua
ảnh của S.
*VD1 (Vẽ tiếp đường đi tia sáng)
Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong các trường hợp sau: 
HD:Đây là dạng bài tập cơ bản, học sinh chỉ cần nắm vững cách vẽ đường đi
của tia sáng không đặc biệt: Dựng trục phụ tương ứng với tia tới, dựng
mặt phẳng tiêu diện, xác định tiêu điểm phụ. Khi đó tia ló sẽ đi qua tiêu điểm
phụ.
*VD2: (Vẽ đường đi một tia sáng khi đã biết đường đi của một tia sáng khác)
 Cho thấu kính L và các tia sáng như hình 1Hỏi 
Thấu kính L là thấu kính gì ? 
Vẽ tiếp đường đi của tia sáng b 
Hình 2
· A
(1)
(2)
O
HD:
Dễ nhận thấy, muốn vẽ tiếp đường đi của tia sáng b thì vấn đề mấu
chốt là xác định được ảnh S’của điểm S. Muốn vậy ta xác định giao của hai tia tới a và b là S.Khi đã xác định được S thì ta vẽ tia sáng từ S đi qua quang tâm O cắt tia ló a’ tại S’ là ảnh của S. Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló có phương đi qua ảnh của S.Từ đó ta xác định được tia ló tương ứng
*VD3: (Vẽ tia sáng thỏa mãn điều kiện cho trước).
 Ở hình 2: biết đường đi của tia sáng (1) qua một thấu kính
 phân kỳ sẽ qua điểm A. 
Hãy vẽ đường đi của tia sáng (2) qua thấu kính.
S’
(2)
(2’)
. 
O
(1)
S ·
(1’)
J
I
A
HD: Để làm bài tập dạng này, cần vận dụng nguyên lí: Tia sáng có phương đi
qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương đi qua ảnh của S.
Do đó ta có cách giải như sau:
- Kéo dài (1) cắt thấu kính tại I, Nối I với A, kéo dài AI. 
- Kéo dài (2) cắt (1) tại S và thấu kính tại J. 
- Coi S là nguồn sáng cho hai tia tới (1) và (2).
- Từ S vẽ tia tới SO cho tia ló truyền thẳng, cắt đường 
kéo dài của tia ló (1’) tại S’ 
- S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính phân kì. 
- Nối S’J, kéo dài cho ta tia ló (2’) của tia tới (2) qua thấu kính. 
Kết quả vẽ được như hình vẽ.
1.2 Vẽ hình để xác định thấu kính, trục chính, tiêu điểm.
Phương pháp: Để giải được các dạng bài tập này, cần nắm vững những
nguyên lí sau:
- Trục chính luôn vuông góc với TK
- Đường nối điểm ảnh và điểm vật luôn đi qua quang tâm.
- Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính.
- Khi vật và ảnh song song nhau thì vật và ảnh cùng vương góc trục chính.
- Một tia sáng đi dọc theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh.
*VD4: Xác định loại thấu kính, vị trí thấu kính, tiêu điểm trong các trường hợp
sau, biết A'B' là ảnh của AB:
HD:
a)Dễ thấy, ảnh ngược chiều vật nên là ảnh thật, đây là thấu kính hội tụ. Mặt khác ảnh và vật song song nhau nên ảnh và vật cùng vuông góc trục chính.
Ta có, quang tâm nằm trên đường thẳng AA' và cũng nằm trên BB', do vậy ta xác định được quang tâm O là giao của AA' và BB'. Từ đó vẽ được trục chính là đường thẳng qua O và vuông góc với AB, vẽ được thấu kính. Do đó xác định được các tiêu điểm
b) Tương tự, ta dễ dàng xác định được quang tâm O. Để xác định được thấu kính, ta vận đụng kiến thức: Một tia sáng đi dọc theo vật thì tia ló đi dọc theo ảnh. Do đó ta kéo dài vật sáng AB và ảnh A'B' cắt nhau tại M thì thấu kính nằm trênđường thẳng MO. Từ đó ta xác định được trục chính và các tiêu điểm.
VD5: Một sơ đồ quang học vẽ ảnh của một điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ mỏng nhưng đã mất nét, chỉ còn lại các điểm M, N, F’, S’ (hình 3). Trong đó M, N nằm trên thấu kính; F’ là tiêu điểm; S’ là ảnh thật của S; ba điểm M, F’, S’ thẳng hàng. 
a)Bằng phép vẽ hãy khôi phục vị trí quang tâm và điểm sáng S.
b) Khi đo khoảng cách giữa các điểm ta có: MF’ = 15cm; NF’ = 13cm; MN = 4cm. Tính tiêu cự của thấu kính trên.
HD: a) Khôi phục quang tâm và điểm sáng S:
	- Nối MN ta được đường thẳng đặt thấu kính.
	- Từ F’ kẻ đường thẳng vuông góc với MN, cắt thấu kính tại O. Điểm O là quang tâm. Đường thẳng là trục chính của thấu kính.
	- Nối S’O và kéo dài. Từ M kẻ đường song song với trục chính gặp S’O kéo dài tại S. Vậy S là điểm sáng.
	b) Xác định tiêu cự:
	Đặt ON = x; OF’ = f. Xét hai tam giác vuông ONF’ và OMF’. Theo định lí Pitago ta có:
	Giải hệ phương trình trên ta có x = 5cm; f = 12cm
1.3.Vẽ ảnh của vật qua thấu kính, hệ thấu kính - thấu kính, hệ thấu kính - gương.
Phương pháp:Học sinh chỉ cần nắm vững các kiến thức:
- Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính, qua gương (có thể dùng các tia sáng đặc biệt hoặc không đặc biệt)
- Nếu tia sáng xuất phát từ vật bị phản xạ hoặc khúc xạ bao nhiêu lần thì có bấy nhiêu ảnh.
- Nếu vật sáng AB qua dụng cụ quang học thứ nhất cho ảnh A1B1 nằm trước
dụng cụ quang học thứ 2 thì A1B1 được coi là vật đối với dụng cụ quang học
thứ hai (và sẽ cho ảnh A2B2)
2. Bài toán tính kích thước ảnh trong mọi trường hợp.
2.1.Vẽ ảnh ,tính độ lớn của ảnh của vật qua thấu kính
*VD6: Một vật sáng nhỏ có dạng đoạn thẳng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và nằm ở ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính đó.
a) Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, f là tiêu cự của thấu kính. Hãy vẽ ảnh của vật qua thấu kính và chứng minh công thức: += 
A
B
O
.
.
B/
A/
F
F/
I
 b) Đặt vật sáng trên ở một phía của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm, song song với trục chính và cách trục chính một đoạn l = 20 cm. Biết các điểm A và B cách thấu kính lần lượt là 40 cm và 30 cm. Tính độ lớn ảnh của vật AB qua thấu kính.
HD:a) - Vẽ hình
 Xét hai tam giác OA/B/ và OAB đồng dạng có 
hệ thức: ( 1 )
- Xét hai tam giác OIF/ và A/B/F/ đồng dạng có hệ thức: 
 ( 2 ) - Từ ( 1) và (2) rút ra : 
A
B
O
.
.
B/
A/
F
F/
I
C
dB
dA
d/A
d/B
b) - Vì OI = OF/ tam giác OIF/ vuông cân góc OF/I = 450 góc CA/B/ = 450 tam giác A/CB/ vuông cân –
 Tính được A/C = d/B – d/A = 
cm
- Độ lớn của ảnh : 
A/B/ = = 20cm
2.2.Bài toán vật đặt trước thấu kính là dạng hình khối phẳng
*VD7: Một vật sáng, mỏng phẳng có dạng tam giác vuông ABC, cạnh AB = 3cm. BC = 4cm, được đặt trước thấu kính hội tụ L có tiêu cự f = 12cm sao cho cạnh BC nằm trên trục chính của thấu kính và đầu C cách thấu kính một khoảng 16cm (hình vẽ)
a) Chỉ được dùng các tia sáng song song với trục chính và tia đi qua quang tâm thấu kính, hãy vẽ ảnh của vật sáng qua thấu kính.
b) Xác định diện tích ảnh của vật sáng
HD:a) Vẽ hình đúng
 Cách dựng hình theo yêu cầu đề bài	
 - Dựng tia sáng AI song song trục chính nối I với F được tia IFD’
 - Dựng tia sáng AO đi qua

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_kinh_nghiem_phan_loai_va_huong_dan_hoc_sinh_giai_bai_ta.doc