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

ợc 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. Bµi tËp 42-43.2: Cho điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự F, F'. S đặt ngoài tiêu điểm, Hãy vẽ ảnh của điểm S? - Bài tập cho thấu kính hội tụ, tiêu điểm F, F', vật đặt ngoài khoảng tiêu cự. -Yêu cầu: vẽ ảnh của điểm S.(vận dụng các tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh) a) C¸ch vÏ ¶nh S • ( D) F' O F • S' BT 5 (42-43.5) B . . A' A F O F' B' Kho¶ng c¸ch tõ ¶nh ®Õn thÊu kÝnh. OA/B/ ®ång d¹ng víi OAB nªn (1) MÆt kh¸c F/A/B/ ~ F/OI nªn (2) Tõ (1) vµ(2) cã => d' = d, thay vµo (1) h' = h 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 Ví dụ 3: 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. -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 đã áp dụng: -Trong quá trình giảng dạy lý thuyết, cần chú ý bao quat được các đối tượng học sinh, tổ chức hướng dẫn các em tập trung vào nghiên cứu bài mới, lĩnh hội tri thức mới. Cuối bài cần giành thời gian chắt lộc cũng cố để khắc sâu. -Dặn dò cho học sinh làm bài tập - kiểm tra việc làm bài tập của HS để có những uốn nắn, sửa chữa kịp thời. -Yêu cầu HS cần thực hiện chính xác, cẩn thận. 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 5 18,5% 14 51,9% 8 29,6% Từ đó cho thấy kết quả sau khi vận dụng những bước giải, đổi mới phương pháp một cách linh hoạt ta thu được kết quả khả quan. Học sinh hiểu bài và khăc phục được những hạn chế vấp phải. III. BÀI HỌC KINH NGHIỆM: - Trong giảng dạy cần vận dụng linh hoạt các phương pháp. -Cần bao quát lớp để thu hút sự chú ý của tất cả các đối tượng HS vào bài học. -Trong tiết dạy cần giành thời gian cũng cố nhằm khắc sâu lại những nội dung kiến thức trọng tâm của bài và dặn dò kỹ khâu làm bài tập, có thời gian kiểm tra việc lamg bài tập của các em để phát hiện, uốn nắn những sai sót thiếu cẩn thận trong vẽ hình và giải. - học sinh phải nắm được các bước giải, vận dụng để giải theo các bước đó. - Trong các bước giải đó thì vấn đề quan trọng để có thể giải được là phải hiểu được nội dung yêu cầu của đề ra, rồi thực hiện vẽ hình cẩn thận thì việc giải bài tập quang hình tương đối dễ. IV.KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT -Giáo viên dạy toán cần rèn luyện cho HS kỹ năng tính toán về các trường hợp bằng nhau của tam giác đồng dạng chứ phần toán của học sinh quá yếu dẫn đến sự bổ trợ cho tính toán ở môn lý gặp không ít khó khăn. - Nội dung cấu trúc bài: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ và bài ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ so với năng lực của HS Sơn Lộc thì tương đối dài do đó có những phần GV không thể giảng dạy đủ trong 45 phút trên lớp. Người viết NguyÔn V¨n Nh·