Chuyên đề Một số phương pháp giải bài tập quang hình Vật lý lớp 9 đạt hiệu quả cao

toán. c) Một số HS 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 HS khác không biết biến đổi công thức toán, kỹ năng tư duy vận dụng kiến thức hình học để giải còn hạn chế. d) Một số đối tượng HS khi giải còn mang tính qua loa, thiếu cẩn thận nên việc vẽ hình cũng như áp dụng hình vẽ để giải thiếu chính xác, sai ảnh, sai độ lớn của ảnh và tính chất của ảnh. 3. Giải pháp đã sử dụng trước đây Dựa vào đặc điểm của địa phương, tình hình chung của nhà trường và chất lượng học tập của học sinh trường ta trong những năm qua. Tôi đã tiến hành các giải pháp sau: - Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với việc sử dụng các thiết bị dạy học trực quan( nghe - thấy). Tăng cường thực hành giải toán( vận dụng). - Tổ chức cho học sinh thảo luận và nhận xét sự vận dụng vẽ hình và giải của các bạn phân tích sự đúng - sai một cách rõ ràng và nêu nguyên nhân dẫn đến cái sai mà các em hay bị vấp phải. 4. Nguyên nhân những hạn chế Ý thức học tập của học sinh chưa cao do gia đình ít quan tâm, do sự quản lý của giáo viên chưa chặt chẽ, một số phương pháp giảng dạy còn mang tính hàn lâm, chưa linh hoạt áp dụng với thực tế học sinh. 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 mất kiến thức cơ bản. - Thiếu sự cộng tác phối hợp giữa nhóm để có cơ hội giúp đỡ lẫn nhau - Trong tất cả các nguyên nhân ở trên nguyên nhân chủ yếu dẩn đến kết quả còn hạn chế là giáo viên chưa phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong phương pháp tự học của các em. II- NHỮNG GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT 1. Cơ sở lí luận Những bài toán quang hình học lớp 9 được gói gọn ở chương III từ tiết 40 đến tiết 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 HS, mặc dù không quá phức tạp đối với HS lớp 9 nhưng vẫn tập dần cho HS 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 khắc phục những nhược điểm đã nêu ở trên, tôi đã đưa ra một số giải pháp cần thiết cho HS bước đầu có một phương pháp cơ bản để giải loại bài toán quang hình lớp 9 được tốt hơn: 2. Giả thuyết a. Giáo viên cho HS đọc kỹ đề từ 2 đến 3 lần cho đến khi hiểu. Sau đó hướng dẫn HS phân tích đề: Hỏi: * Bài toán cho biết gì? * Cần tìm gì? Yêu cầu gì? * Vẽ hình như thế nào? Ghi tóm tắt. *Thực hiện các bước giải. Ví dụ 1: 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 lúp đó? 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 2-3 lần. Rồi hỏi: * Bài toán cho biết 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 Kính lúp G = 2,5X OA = 8cm a) G = ?Vật đặt khoảng nào? b) Dựng ảnh của AB. Ảnh gì? c) * Cho 2 học sinh dựa vào tóm tắt đọc lại đề. ( có như vậy HS mới hiểu sâu đề ). *Để giải đúng bài toán cần chú ý cho HS đổi về cùng một đơn vị hoặc đơn vị của số bội giác phải được tính bằng cm. b) Để học sinh dựng ảnh, hoặc xác định vị trí của vật chính xác qua kính, mắt hay máy ảnh GV phải luôn kiểm tra, khắc sâu cho HS: *Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như: -Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì: ; -Vật đặt vuông góc với trục chính: hoặc O F' F • • -Trục chính, tiêu điểm F và F', quang tâm O: -Phim ở máy ảnh hoăc màng lưới ở mắt: Màng lưới -Ảnh thật: hoặc ; -Ảnh ảo: hoặc * Các Định luật, quy tắc. quy ước, hệ quả như: - Định luật truyền thẳng của ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật 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 O F' F • • F' Thấu kính phân kì: +Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài 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 có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng với trục phụ song song với tia tới. O • F' • • • F F' F O -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. B P O A Q -Mắt, mắt cận và mắt lão: +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 thẻ nhìn rõ được khi không điều tiết. +Điểm cực cận: điểm gần mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được . Kính cận là thấu kính phân kì. B CV A F, • Mắt Kinh cận +Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng không nhìn rõ những vật ở gần. Kính lão là thấu kính hội tụ. Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần. B F • Kinh lão • CC A Mắt -Kính lúp: +Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn +Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt vật trong khoảng tiêu cự của kính. Ảnh qua kính lúp phải là ảnh ảo lớn hơn vật B O F A • *Ở Ví dụ 1: -Dựng ảnh của vật AB qua kính lúp: +Ta phải đặt vật AB trong khoảng tiêu cự của kính lúp +Dùng hai tia đặt biệt để vẽ ảnh A'B' c) Để trả lời phần câu hỏi định tính học sinh cần thu thập thông tin có liên quan đến nội dung, yêu cầu bài toán từ đó vận dụng để trả lời. Ở ví dụ 1 -Câu a) Vật đặt trong khoảng nào? Câu b) ảnh gì? +Ở đây vật kính là một kính lúp cho nên vật phải đặt trong khoảng tiêu cự mới nhìn rõ được vật. Ảnh của vật qua thấu kính sẽ là ảnh ảo và lớn hơn vật. *Các thông tin: -Thấu kính hội tụ: +Vật đặt ngoài tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều +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 -Thấu kính phân kỳ: +Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoản 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 -Máy ảnh: +Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật. -Mắt cận: + Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng không nhìn rõ những vật ở xa. + Mắt cận phải đeo kính phân kì. -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 lúp: +Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính để cho một ảnh ảo lớn hơn vật.Mắt nhìn thấy ảnh ảo đó. d. Nắm chắc các công thức vật lý, các hệ thức của tam giác đồng dạng, dùng các phép toán để biến đổi các hệ thức, biểu thức : * Công thức tính số bội giác: G = -Trở lại ví dụ 1 : G = = * Hệ thức tam giác đồng dạng, và các phép toán biến đổi: ž ž A B' B A/'',''''''' F F' O Ta trở lại câu c) ví dụ1: c) * OA'B' Đồng dạng vớiOAB , nên ta có : (1) * F'A'B' đồng dạng với F'OI, nên ta có: (2) Từ (1) và (2) ta có: (cm) (3) Thay (3) vào (1) ta có : *Vậy ảnh lớn gấp 5 lần vật * Chú ý phần này là phần cốt lõi để giải được một bài toán quang hình học, nên đối với một số HS yếu toán hình học thì GV thường xuyên nhắc nhở về nhà rèn luyện thêm phần này : -Một số HS mặc dù đã nêu được các tam giác đồng dạng , nêu được một số hệ thức nhưng không thể biến đổi suy ra các đại lượng cần tìm - Trường hợp trên GV phải nắm cụ thể tùng HS. Sau đó giao nhiệm vụ cho một số em khá trong tổ, nhóm giảng giải, giúp đỡ để cùng nhau tiến bộ. e)Hướng dẫn HS phân tích đề bài toán quang hình học một cách lô gich, có hê thống: Ví dụ 2: Đặt vật AB cao 12cm vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A nằm trên trục chính) và cách thấu kính 24cm thì thu được một ảnh thật cao 4cm. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và tính tiêu cự của thấu kính. *Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán , sau đó tổng hợp lại rồi giải: I B - Để hướng dẫn HS phân tích, tìm hiểu bài toán phải cho HS đọc kỷ đề ,ghi tóm tắt sau đó vẽ hình. Cho biết: • • A' O F' TK hội tụ F B' A AB = 12cm; OA = 24cm A'B' = 4cm(ảnh thật) OA' = ? OF = OF' = ? -Hướng dẫn học sinh phân tích bài toán: *Muốn tính OA' ta cần xét các yếu tố nào? (OAB ~ OA'B') OA' =...... *Muốn tính OF' = f ta phải xét hai tam giác nào đồng dạng với nhau? (OIF' ~ A'B'F') *OI như thế nào với AB; F'A' = ? -Hướng dẫn HS giải theo cách tổng hợp lại: Tìm OA' F'A' OI OF' ; Giải: *Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là: OAB ~ OA'B' suy ra *Tiêu cự của thấu kính: OIF' ~ A'B'F' Do OI = AB nên: ĐS: OA = 8cm OF = 6cm 3. Qúa trình thử nghiệm sáng kiến 4. Hiệu quả mới *Kết quả đạt được sau khi áp dụng: Lớp Sĩ số Điểm yếu Điểm trung bình Điểm khá, giỏi SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ SL Tỷ lệ Khối 9 27 % % % III. BÀI HỌC KINH NGHIỆM: IV.KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT Người viết NguyÔn V¨n Nh·