Tài liệu Skkn phương pháp giải bài toán quang hình môn vật lý lớp 9

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng Sáng kiến tỉnh Ninh Bình Đồng tác giả: Họ tên Ngày tháng Nơi công năm sinh tác Đỗ Thị Việt Hà 1982 Đinh Thị Thu Ngọc 1976 Trường THCS Thị trấn Nho Quan Trường THCS Thị trấn Nho Quan Tỉ lệ % Trình độ đóng góp Chức danh chuyên môn vào việc tạo ra sáng kiến Giáo viên ĐH 60% Phó Hiệu trưởng ĐH 40% Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Phương pháp giải bài toán Quang hình môn Vật lý lớp 9” A. LĨNH VỰC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN: Giảng dạy quang hình vật lý lớp 9 và ôn thi vào lớp 10 THPT hệ đại trà. B. CHỦ ĐẦU TƯ SÁNG KIẾN: Họ và tên: Đinh Thị Thu Ngọc - Trường THCS Thị trấn Nho Quan Đỗ Thị Việt Hà - Trường THCS Thị trấn Nho Quan C. THỜI GIAN ÁP DỤNG: Năm học 2017 - 2018 và năm học 2018-2019. D. MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN: Trong những năm học gần đây, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực người học là một trong những yêu cầu của việc dạy học hiện đại; được Bộ Giáo dục và Đào tạo triển khai rộng khắp trong các trường học. Đây chính là hướng dạy học vận dụng các phương pháp, kỹ thuật dạy học nhằm phát huy, đánh thức các năng lực tiềm năng của mỗi cá thể, phát huy được các năng lực vận dụng sáng tạo của học sinh; là phương pháp “Đổi mới cách dạy, cách học”, góp phần đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng. Với tinh thần đó, trong quá trình dạy học tôi đã áp dụng đề tài“Phương pháp giải bài toán Quang hình môn Vật lý lớp 9” trong dạy học vật lý lớp 9 và đã thu được một số thành công nhất định. Tôi xin chia sẻ cùng các đồng nghiệp với mong muốn sáng kiến sẽ góp một phần nhỏ vào việc nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí trong các nhà trường. I. Giải pháp cũ thường làm 1.Nội dung giải pháp cũ Môn Vật lý là một môn học chính thức được đưa vào chương trình phổ thông từ lớp 6. Trước đó, học sinh đã bước đầu làm quen với kiến thức Vật lý qua một số bài học từ bậc Tiểu học trong môn Khoa học. Vì vậy, lên cấp học THCS, Vật lý luôn là một trong những môn học quen mà lạ, hay mà khó, là một thách thức đối với không ít học sinh. Cách thức tổ chức các hoạt động trong mỗi tiết dạy của từng giáo viên có những điểm khác nhau nhưng cơ bản tuân thủ theo quy trình gồm 3 hoạt động chính là: - Phân tích các hiện tượng quang học để tìm ra kiến thức (lí thuyết); - Ghi nhớ các kiến thức theo kiểu “học thuộc lòng”; - Áp dụng các kiến thức đã học vào việc giải quyết các bài tập. Việc giải các bài tập vật lý nói chung (bài tập phần định lượng), bài tập vật lý quang hình lớp 9 nói riêng, phương pháp thường dùng trước đây chủ yếu là chuỗi hoạt động: Giáo viên đưa ra bài tập (riêng lẻ), học sinh giải bài tập, giáo viên chữa bài cho học sinh. Cách làm này giúp đảm bảo được nội dung cần đạt về kiến thức của tiết học, nhưng việc tiếp cận kiến thức của học sinh còn thụ động. Hoạt động chủ yếu của thày và trò là giải quyết nội dung bài tập theo yêu cầu của sách giáo khoa mà chưa chú ý rèn học sinh cách tự tư duy tìm hiểu, phân tích đề bài, phân loại dạng bài hay tìm cách tiếp cận khác của đề bài. Mặt khác, do chương trình Vật lí 9 đa số các tiết dạy đều là lí thuyết, chỉ có một tiết lí thuyết nên giáo viên có ít thời gian để rèn được kĩ năng giải bài toán cho học sinh. Bài tập giáo viên đưa ra có nguồn chủ yếu từ SGK nhưng lại chưa được xây dựng hướng giải chung theo mạch kiến thức của các bài tập. Vì vậy nhiều học sinh chưa biết cách giải bài toán vật lý, đặc biệt bài toán quang hình. Từ các bài tập riêng lẻ ấy học sinh chỉ giải được các bài tập tương tự, khi gặp dạng đề mở rộng nâng cao hoặc có cách tiếp cận đề theo cách khác thường khiến học sinh lúng túng không tìm được cách giải. 2. Ưu, nhược điểm giải pháp cũ 2.1. Ưu điểm Với cách dạy trên, người giáo viên ít phải đầu tư vào việc thiết kế giáo án vì đã có định hướng về mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học trong sách giáo viên. Cách dạy này cũng tạo ra những tiết học tương đối ổn định về nội dung và hình thức tổ chức các hoạt động. Giáo viên dạy nhiều năm trong cùng một khối lớp sẽ cảm thấy rất “nhàn” vì đã có “lối mòn” sẵn, không cần phải sáng tạo nhiều. Các hiện tượng, sự việc được giải thích theo một trình tự kiến thức khoa học, theo một con đường nhất định. Vì vậy dễ dẫn đến học sinh học tập theo hướng học thuộc, vận dụng làm bài tập mà không có tư tưởng đào sâu suy nghĩ, không có những thắc mắc tò mò về khoa học, đó một phẩm chất cần có của người học. 2.2. Nhược điểm Qua một số năm giảng dạy, tôi nhận thấy cách làm trên có một số nhược điểm sau: Thời gian dành cho luyện tập củng cố, tìm tòi mở rộng ít, từ đó chưa phát huy được tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh. Giáo viên chưa dạy cho học sinh biết xâu chuỗi khái quát các bài tập riêng lẻ thành dạng, học sinh chưa tư duy theo mạch kiến thức mở, vì vậy học sinh ghi nhớ kiến thức một cách chậm chạp thụ động, không có độ sâu và rộng. Chính vì vậy hầu hết chưa tự tìm được phương pháp giải bài tập, luôn nhận thấy bài tập Vật lý khó giải, khó vận dụng kiến thức; học sinh không có tư duy tổng quát, nên dễ dẫn đến định hướng sai và không đạt được yêu cầu cuối cùng của bài. Ngoài ra, với định hướng thi vào lớp 10 THPT theo hướng tổng hợp của Sở giáo dục, việc không có một hệ thống kiến thức nền sâu rộng, không có một phương pháp suy luận logic và tư duy tổng hợp tốt, học sinh sẽ dễ dàng sai lầm khi làm các bài tập, nhất là các bài tập quang hình dạng trắc nghiệm. Kết quả thi vào 10 THPT của trường: top 20 toàn tỉnh. Kết quả học tập môn vật lý 9 trường tôi giảng dạy Loại Yếu Kết quả Lớp Loại Trung bình Số HS (%) ( Số HS (%) 9A (42 HS) 2 4,8 21 50 9B(40 HS) 2 5,0 25 Khối 9 (82HS) 4 4,9 46 Loại khá Loại giỏi (%) Số HS (%) 10 23,8 9 21,4 62,5 6 15,0 7 17,5 56,1 16 19,5 16 19,5 Số HS Từ kết quả trên cho thấy chất lượng học sinh của môn học còn thấp, số học sinh nắm vững kiến thức chưa cao. Nguyên nhân của kết quả như trên là do cách dạy học sinh giải bài tập Quang hình nói riêng và các dạng bài tập khác nói chung là chưa hiệu quả, chưa dựa trên năng lực của học sinh, giáo viên chưa chú ý đến việc hướng dẫn cho học sinh cách tự tư duy, tự phân tích đề và xác định hướng giải quyết vấn đề. II. Giải pháp mới cải tiến 1. Chương trình vật lý 9, nội dung quang hình được dạy trong các bài sau: + Bài 40: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. + Bài 42: Thấu kính hội tụ. + Bài 43: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ. + Bài 44: Thấu kính phân kỳ. + Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ. + Bài 46: Thực hành: Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ. + Bài 47: Sự tạo ảnh trong máy ảnh. + Bài 48: Mắt + Bài 49: Mắt cận và mắt lão. + Bài 50: Kính lúp. + Bài 51: Bài tập quang hình học Bài toán Quang hình Vật lí 9 chủ yếu là hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi ánh truyền qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ; các ứng dụng thực tế của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì khi nghiên cứu về mắt và các dụng cụ quang học. Việc giải tốt bài toán quang hình là làm rõ các trường hợp tạo ảnh của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ. 2. Khó khăn của học sinh khi giải bài toán quang hình: Vẽ hình minh họa bài toán: Học sinh chưa xác định rõ đặc điểm của đường truyền tia ló qua hai loại thấu kính. Dễ bị nhầm lẫn đường truyền tia sáng qua hai loại thấu kính. Vị trí đặt vật ở trong khoảng tiêu cự và ngoài khoảng tiêu cự. Học sinh chưa khái quát được thành các dạng bài tập Quang hình. Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn chưa thật tốt, các em chưa xác định được đề bài liên quan đến những kiến thức nào, đề bài đã cho biết gì, cần phải tìm đáp án từ đâu. Bên cạnh đó kỹ năng toán học (kiến thức tam giác đồng dạng) của học sinh còn hạn chế. Học sinh không phân biệt được ảnh ảo, ảnh thật, ảnh cùng chiều, ảnh ngược chiều với vật. Học sinh còn nhầm lẫn, không xác định được loại thấu kính, vẽ các tia sáng không chính xác, không xác định được vị trí của ảnh, của vật… Từ đó các em lúng túng, không xác định được hướng đi, đôi khi còn bỏ sót các dữ kiện của đề bài nên dẫn đến sai sót và không thể giải được. Khi không giải được bài tập sẽ làm cho các em chán nản, không có hứng thú học tập môn học này. 3. Giải pháp cải tiến 3.1. Giải pháp 1. Giáo viên lập kế hoạch giảng dạy phần quang hình: Ngay từ đầu năm học 2017-2018 tôi đã đề ra kế hoạch thực hiện đề tài trên.Thể hiện trong kế hoạch dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn Vật lý của nhà trường đã điều chỉnh thêm một số tiết bài tập. Đưa thêm 3 tiết bài tập cho phần quang hình vật lý lớp 9 vào sau 3 bài: bài 43. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ; Bài 45. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ; Bài 49. Mắt cận và mắt lão.Xây dựng chủ đề nội môn, xác định mạch kiến thức liên quan cho học sinh dễ quan sát, so sánh, tiết kiệm thời gian dành cho luyện tập, vận dụng, tìm tòi mở rộng. Ví dụ như chủ đề “Thấu kính” gồm 2 bài: bài 42-Thấu kính hội tụ và bài 44-Thấu kính phân kỳ. Trong chủ đề này có mạch hình thành kiến thức tương đối giống nhau ở mục II. Trục chính, quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự, nên sẽ rút ngắn thời gian để thêm được phần luyện tập, vận dụng cho học sinh. Trong giáo án, mỗi tiết soạn theo các hoạt động dạy học, tôi đưa thêm yêu cầu với các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm để củng cố, khắc sâu kiến thức. Để giúp HS hứng thú và đạt kết quả tốt trong việc giải toán quang hình lớp 9, điều cơ bản nhất mỗi tiết dạy giáo viên phải tích cực, nhiệt tình, vận dụng linh hoạt các phương pháp dạy học tích cực - đặc biệt là phương pháp bàn tay nặn bột, nhằm động não cho học sinh phát triển tư duy, độ bền kiến thức tốt. Qua đó hình thành cho các em những phẩm chất và năng lực của con người lao động mới: năng lực tự học,năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo trong cách vận dụng giải bài tập và vận dụng vào thực tiễn. Trong quá trình giảng dạy đối với mỗi bài xây dựng kiến thức mới tôi yêu cầu học sinh nắm vững phần lí thuyết. Sau mỗi tiết dạy tôi dành thời gian để hướng dẫn các em bài tập vận dụng các công thức đã học và hướng dẫn dấu hiệu nhận dạng bài tập và phương pháp giải của từng dạng bài tập sau đó các em tự làm ở trên lớp, nếu không xong thì các em tiếp tục về nhà giải các bài tập trong sách giáo khoa sau đó các em chủ động tìm các bài tập tương tự trong sách bài tập, trong các đề thi để giải. Hôm sau đến trao đổi với cô giáo và các bạn kết quả hoặc những vấn đề khó mà các em không giải quyết được để giáo viên định hướng, gợi mở cho các em. Vì vậy hầu hết học sinh các lớp tôi giảng dạy đều nắm được lí thuyết và các công thức. Nhiều em đã biết vận dụng tốt các công thức để làm bài tập, xác định được dạng bài tập và phương pháp giải từng dạng bài trong phần Quang hình, biết cách trình bày bài khoa học. 3.2. Giải pháp 2. Lập bảng ghi nhớ kiến thức và các gợi ý tò mò khoa học cho học sinh: Để học tốt phần quang hình thì yêu cầu đầu tiên là học sinh phải ghi nhớ được lí thuyết quang hình. Lí thuyết phần này khá nhiều, đòi hỏi học sinh phải có sự đầu tư thời gian và ý chí cao để ghi nhớ, tránh bị chồng chéo lẫn lộn các đối tượng với nhau; nhất là phải phân biệt rõ ràng về sự truyền ánh sáng, về đặc điểm của ảnh ở thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Kinh nghiệm cho thấy, học sinh nên ôn tập lại phần lí thuyết bằng cách lập bảng để đối chiếu, so sánh và tổng hợp kiến thức một cách hoàn chỉnh. Tôi thường cho học sinh hoàn thành một nhóm kiến thức theo bảng, cách làm này sẽ giúp học sinh hiểu được rõ hơn, ghi nhớ nhanh hơn các nội dung. Để thực hiện được như trên tôi đã hướng dẫn học sinh xây dựng hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập phần Quang học, và yêu cầu các em chép vào sổ tay ghi nhớ để các em chủ động nhớ các kiến thức cơ bản bằng phương pháp giao nhiệm vụ về nhà làm một số bài tập sau: Bài 1. So sánh hiện tượng phản xạ ánh sáng và khúc xạ ánh sáng? So sánh Các đặc điểm Hiện tượng phản xạ Hiện tượng khúc xạ Tia tới và tia phản xạ Tia tới và tia khúc xạ ở hai môi trường ở cùng một môi khác nhau. Khác nhau trường. Góc tới bằng góc Góc tới và góc khúc xạ không bằng phản xạ. nhau: + Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước (thủy tinh,…) thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. + Khi tia sáng truyền từ nước (thủy tinh,…) sang không khí thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Giống nhau - Ánh sáng bị đổi phương tại điểm tới. - Các tia sáng cùng nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến tại điểm tới. - Khi góc tới tăng (giảm) thì góc phản xạ và góc khúc xạ cũng tăng (giảm) theo. - Góc tới bằng 00 thì góc phản xạ và góc phản xạ cũng bằng 00. Bài 2. So sánh đặc điểm của TKHT và TKPK? So sánh Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kỳ Giống nhau Làm bằng vật liệu trong suốt. Phần rìa mỏng hơn phần giữa. Phần rìa dày hơn phần giữa. Khác nhau Chiếu chùm tia tới bất kỳ cho Chiếu chùm tia tới bất kỳ cho chùm thia ló qua thấu kính thu chùm tia ló qua thấu kính loe hẹp lại. rộng ra. Chùm tia tới song song với Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm chùm tia ló phân kỳ có phần của thấu kính kéo dài đi qua tiêu điểm Câu hỏi củng cố: Có thể dùng các cách nào để phân biệt 2 loại thấu kính? - Giác quan (tay), - Kiến thức vật lý (đường đi của các tia sáng ló). Bài 3. Phân biệt đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Tia tới Tia ló Thấu kính hội tụ Thấu kính phân kì 1. Qua quang tâm Truyền thẳng theo phương Truyền thẳng theo phương của tia tới (truyền thẳng). của tia tới (truyền thẳng). 2. Song song với Qua tiêu điểm. Có đường kéo dài qua tiêu trục chính điểm. 3. Qua tiêu điểm Song song với trục chính. Chú ý: - TKHT có 3 tia đặc biệt, TKPK có 2 tia đặc biệt. - Các bài toán thường chỉ dùng 2 tia sáng là tia số 1 và số 2. - Câu hỏi mở rộng: Để phân biệt thấu kính là hội tụ hay phân kỳ ta có thể dựa vào đường đi của các tia tới đặc biệt nào? (Tia tới song song trục chính hay tia tới qua tiêu điểm, không dùng tia qua quang tâm) Bài 4. Nêu các đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì? Các đặc điểm của ảnh: Vị trí của vật Đặc điểm của ảnh Tạo bởi TKHT Tạo bởi TKPK 1.d > 2f - Ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật - Ảnh ảo, cùng chiều và 2.d = 2f - Ảnh thật, ngược chiều nhỏ hơn vật. và lớn bằng vật. 3. f < d < 2f - Ảnh thật, ngược chiều - Ảnh luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu và lớn hớn vật. 4. d < f - Ảnh ảo, cùng chiều và kính. lớn hơn vật. Chú ý: - Đặc điểm của ảnh tạo bởi TKHT phụ thuộc vào vị trí của vật tuy nhiên có thể đưa về 2 trường hợp cho dễ nhớ: d > f (vật nằm ngoài khoảng tiêu cự): Cho ảnh thật, ngược chiều với vật; d < f (vật nằm trong khoảng tiêu cự): Cho ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật. - Ảnh tạo bởi TKPK có tính chất không thay đổi dù vật thay đổi vị trí. - Như vậy bài toán quang hình học có đa dạng đến mấy cũng chỉ rơi vào 1 trong 5 trường hợp tạo ảnh như bảng trên, kể cả bài toán về mắt hay máy ảnh…Học sinh ghi nhớ tốt 5 trường hợp này sẽ không bị lúng túng khi khảo sát về ảnh. Bài 5. Nêu những điểm giống và khác nhau của ảnh ảo tạo bởi TKHT và TKPK? Thấu kính Ảnh ảo tạo bởi TKHT Ảnh ảo tạo bởi TKPK So sánh Lớn hơn vật Nhỏ hơn vật Khác nhau Nằm ngoài khoảng thấu kính Nằm giữa thấu kính và vật và vật Nằm trong hoặc ngoài tiêu cự Luôn nằm trong tiêu cự Giống nhau Không hứng được trên màn chắn, cùng chiều với vật. Qua Bài 4 và Bài 5 cho chúng thêm trường hợp để nhận biết thấu kính đã cho là TKHT hay TKPK: - Thấu kính cho ảnh thật (ảnh ngược chiều): Luôn là TKHT. - Thấu kính cho ảnh ảo nhỏ hơn vật là TKPK; ảnh ảo lớn hơn vật là TKHT. Bài 6. Nêu đặc điểm của mắt cận, mắt lão và nêu cách khắc phục. Giải thích tác dụng của kính cận, kính lão? Nội dung Mắt cận Mắt lão Nhìn rõ các vật ở gần, không Nhìn rõ các vật ở xa, Đặc điểm nhìn rõ các vật ở xa. không nhìn rõ các vật ở gần. Điểm cực viễn ở gần hơn so với Điểm cực cận ở xa hơn so mắt thường. với mắt thường Đeo thấu kính phân kì có tiêu Đeo thấu kính hội tụ có Khắc phục điểm trùng với Cv của mắt. tiêu cự nhỏ. Khi không đeo kính, vật nằm Khi không đeo kính, vật Tác dụng của ngoài khoảng Cv mắt không nhìn nằm trong khoảng Cc mắt kính cận và rõ. không nhìn rõ. kính lão Kính cận tạo ra ảnh ảo nằm gần Kính lão tạo ra ảnh ảo nằm mắt hơn điểm Cv nên mắt nhìn xa mắt hơn điểm Cc nên thấy ảnh của vật. mắt nhìn thấy ảnh đó. Bài 7. Nêu các ứng dụng thực tế của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì trong chương trình đã học. Nêu đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp đó? Quang cụ Máy ảnh Mắt Kính cận Kính lão Kính lúp TKHT TKHT TKPK TKHT TKHT có Thấu kính f ngắn Ảnh thật Ảnh thật Ảnh ảo Ảnh ảo Ảnh ảo Ảnh Nhỏ hơn Nhỏ hơn Nhỏ hơn Lớn hơn Lớn hơn vật vật vật vật vật Với việc làm 7 câu hỏi (ta có 7 bảng so sánh kiến thức) vào quyển sổ ghi nhớ này chính là nội dung toàn bộ lí thuyết của phần Quang hình. Việc học sinh tự lập bảng ghi nhớ sẽ giúp các em nhớ dễ dàng hơn, tránh nhầm lẫn. 3.3. Giải pháp 3. Phân loại bài tập và khái quát thành dạng, các bài toán thuận ngược. 3.3.1. Bài tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng Ví dụ 1.1:Trên hình vẽ: M là vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh của viên M sỏi trong nước. A là vị trí thực của viên I sỏi, PQ là mặt nước. Đường truyền của Q P viên sỏi tới mắt là AIM. Hãy cho biết mắt nhìn thâý ảnh của viên sỏi tại vị trí nào? Trả lời bằng phép vẽ ảnh. Hướng dẫn: Ảnh của viên sỏi là giao hai tia ló của hai A tia tới xuất phát từ viên sỏi. - Tia 1: Tia tới AI cho tia ló IM R M - Tia 2: Vẽ tia AJ vuông góc với R mặt nước PQ cho tia ló JR truyền thẳng không đổi hướng. I J Q P - Kéo dài IM cắt JR tại A/ thì A/ là ảnh ảo của viên sỏi. A/ Chú ý: Với bài tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng học sinh cần vận dụng tốt kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh A sáng, mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ khi tia sáng truyền từ không khí sang nước (thủy tinh) và ngược lại, khi tia sáng truyền từ nước (thủy tinh) sang không khí. Là tiền đề cho việc học lên kiến thức về định luật khúc xạ ánh sáng học ở vật lý cấp THPT. 3.3.2. Toán vẽ với thấu kính Dựng hình là vấn đề quan trọng của quang hình học. Bài toán dựng hình đòi hỏi học sinh không những nhớ lí thuyết mà còn phải biết vận dụng lí thuyết một cách linh hoạt. Hình vẽ trong quang hình học chính là sự thể hiện rõ ràng về sự nắm bắt lí thuyết quang hình của học sinh. Học sinh nhớ được lí thuyết chưa chắc đã dựng được hình theo yêu cầu, học sinh dựng được hình theo yêu cầu nghĩa là đã nhớ, đã hiểu lí thuyết. Như vậy, dựng hình là một cấp độ nhận thức cao hơn so với việc ghi nhớ. Đây là yêu cầu quan trọng mà học sinh nào cũng phải đạt được. Để vẽ được ảnh theo yêu cầu học sinh cần chú ý: - Các tia sáng đặc biệt ở hai loại thấu kính. - 4 trường hợp tạo ảnh ở TKHT và 1 trường hợp của TKPK. - Như vậy học sinh phải nhớ rằng tất cả chỉ có 5 trường hợp tạo ảnh và phải nhận ra bài toán đang xét rơi vào trường hợp nào. - Về mặt kĩ năng, ngoài việc tuân thủ về các quy ước vẽ đường truyền ánh sáng qua thấu kính, học sinh cần chú ý rằng có 2 kiểu bài vẽ ảnh: + Bài toán thuận: Cho vật và thấu kính, vẽ ảnh. Khi vẽ hình, học sinh phải làm theo trình tự: vẽ thấu kính và vật sáng theo đúng tỉ lệ đầu bài, vẽ đường truyền của ánh sáng và vẽ ảnh. + Bài toán ngược: Cho vật và ảnh, vẽ thấu kính. Trình tự: Vẽ vật và ảnh đúng tỉ lệ, vẽ đường truyền của ánh sáng và yếu tố của thấu kính… Cần chú ý với học sinh cố gắng rèn luyện vẽ ảnh theo bài toán ngược (vẽ ảnh trước, vẽ thấu kính sau); việc thành thạo kỹ năng này rất có lợi vì tạo ra một sơ đồ tạo ảnh đẹp, kích thước hợp lí. Nếu bài toán cho tỉ lệ của vật và ảnh mà học sinh vẽ thấu kính trước thì sẽ rất khó tạo ra ảnh có tỉ lệ đúng yêu cầu, nhất định học sinh phải vẽ ảnh đúng tỉ lệ trước mới đảm bảo được một ảnh đúng. Các ví dụ: Ví dụ 2.1.Bài toán thuận. Cho vật AB đặt trước TKHT, TKPK như các hình vẽ. Vẽ Ảnh A’B’ của AB trong mỗi trường hợp? B B A o F F A F’ Hình a B o F’ Hình b A O F F’ Hình c Hướng dẫn Hình a. Giáo viên hướng dẫn học sinh cách vẽ ảnh: Đây là TKHT mà vật nằm ngoài tiêu cự nên theo lí thuyết đã học sẽ cho ảnh thật, ngược chiều với vật. Dùng 2 trong 3 tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh B’ của điểm sáng B: + Thông thường dùng tia tới quang tâm, tia ló truyền thẳng theo phương của tia tới. + Tia tới song song với trục chính, tia ló đi qua tiêu điểm của thấu kính Giao của 2 tia ló là ảnh của điểm sáng B Vì ảnh của vật sáng là tập hợp ảnh của những điểm sáng tạo thành vật, nên từ B’ hạ đường vuông góc với trục chính cắt trục chính tại A’. Ta được ảnh A’B’ cần vẽ B F’  A F A’ O B’ Hình b. Làm tương tự như hình a Nhận thấy vật AB nằm trong khoảng tiêu cự của TKHT => Ảnh là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật. Lưu ý, trong trường hợp này ảnh là giao của 2 tia ló kéo dài, lưu ý với học sinh quy ước vẽ ảnh ảo. b’ b F’ A’ f a o Hình c. Làm tương tự như hình a. Cần lưu ý đây là TKPK nên luôn cho ảnh ảo, cùng chiều và nằm trong khoảng tiêu cự của kính. Tia tới song song với trục chính cho tia ló phân kỳ, có phần kéo dài qua tiêu điểm. B I B’ F A’ O A F’ Ví dụ 2.2. Bài toán ngược. Cho xy là trục chính của thấu kính, S là một điểm sáng; S’ là ảnh của điểm sáng. a. Hãy cho biết S’là ảnh thật hay ảo? Vì sao? b. Thấu kính đó là thấu kính hội tụ hay phân kì? c. Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, các tiêu điểm F và F’ cuả thấu kính đã cho. Trong mỗi trường hợp hình a, hình b, hình c. S . S y x . S ’ Hình a . x S’ . y Hình b S’ . S. y x Hình c Hướng dẫn Hình a a. Ảnh S' và vật sáng S ở hai phía so với trục chính nên S' là ảnh thật. b.Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ vì chỉ có thấu kính hội tụ vật thật cho ảnh thật. c. Cách vẽ: - Nối S với S’ cắt trục chính tại quang tâm O của thấu kính. Vẽ thấu kính tại O và vuông góc với trục chính - Vẽ tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F’ và đi qua ảnh S’ - Tiêu điểm F lấy đối xứng với F’ qua quang tâm O. S. F’ O F S’ Hình b a. S’ là ảnh ảo của điểm sáng S. Vì Ảnh và vật nằm về 1 phía của trục chính và ảnh nằm gần trục chính hơn. b. Thấu kính đã cho là thấu kính phân kỳ vì cho ảnh ảo, gần trục chính hơn vật. c. Dùng 2 tia sáng đặc biệt để vẽ hình S S’ F o F’ Hình c. a. S’ là ảnh ảo của điểm sáng S. Vì Ảnh và vật nằm về 1 phía của trục chính và ảnh nằm xa trục chính hơn. b. Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ vì cho ảnh ảo, nằm xa trục chính hơn vật. c. Dùng 2 tia sáng đặc biệt để vẽ hình S’ S F o F’ Chú ý: Trường hợp vật và ảnh là các điểm sáng ta không có khái niệm cùng chiều, ngược chiều, lớn hơn hay nhỏ hơn. Tính chất của ảnh khi đó xác định chủ yếu qua vị trí tương đối với trục chính. Với điểm sáng ta cũng có 3 trường hợp tạo ảnh thật, hình vẽ các trường hợp đều có các bước dựng hình tương tự. Bài tập dạng này làm tương tự với vật sáng AB cho ảnh A ’B’. 3.3.3. Bài tập định lượng về thấu kính Công cụ chính của học sinh để xử lí bài tập định lượng trong quang hình chủ yếu là kiến thức về tam giác đồng dạng. Trong một sơ đồ tạo ảnh có nhiều tam giác đồng dạng, việc xét các tam giác giác khác nhau cũng dẫn đến độ phức tạp khác nhau của lời giải. Mặt khác nữa, đối với thấu kính hội tụ có 3 tia sáng đặc biệt để vẽ hình trong khi ta chỉ cần dùng 2 tia, như vậy ta có 3 cách vẽ một ảnh; với mỗi cách vẽ lại sử dụng các tam giác khác nhau thì sẽ làm học sinh thực sự hoang mang với quá nhiều các tỉ số. Chọn tia sáng nào, chọn cặp tam giác nào cho lời giải đơn giản là một tiền đề quan trọng để giải quyết các bài toán định lượng. Theo kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã thống nhất với học sinh chỉ dùng 2 tia sáng đặc biệt là tia sáng qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính để vẽ hình. Sau khi đã có "phần khung", tôi thống nhất lời giải với học sinh theo cách sau: Kỹ thuật 2 vuông: Xét 2 cặp tam giác vuông đồng dạng. Xét tỉ lệ đồng dạng của 2 cặp cạnh góc vuông. Biến đổi các tỉ số theo số liệu bài toán để rút ra kết quả. Khi học sinh quen với quy tắc 2 vuông thì sẽ nhận thấy các bài toán quang hình học ở lớp 9 có chung một con đường đi rất rõ ràng. Sau đây ta xét các bài toán cụ thể với các trường hợp điển hình, thường gặp trong giải bài tập. Ví dụ 3.1. (kiểu bài TKHT cho ảnh thật) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm một khoảng d =36cm. a.Vẽ ảnh và nêu đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính? b.Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính; tính độ cao của ảnh. Biết độ cao của vật AB là h = 1cm. Hướng dẫn a.Vì d > 2f nên ảnh A'B' là ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật. Theo quy tắc 2 vuông: vẽ 2 tia đặc biệt, một tia qua quang tâm, một tia I song song với trục chính. B • • F A F/ O • B' b. Theo kỹ thuật 2 vuông: + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => A' 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) = 𝑂𝐴′ Hay ℎ′ = 𝑑′ 𝑂𝐴 ℎ 𝑑 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ 𝐴′ 𝐵′ 𝐴′ 𝐹′ => = ′= 𝑂𝐼 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật) (1)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ Hay 𝑂𝐹 ′ ℎ′ ℎ = 𝑑 ′ −𝑓 (2) 𝑓 Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑑 ′ −𝑓 𝑓  d’f = dd’ – df Chia cả 2 vế cho dd’f ta được: 1 1 1 = + ′ 𝑓 Từ (*) suy ra d’ = 𝑑 𝑑.𝑓 (*) 𝑑 = 𝑑−𝑓 36.12 36−12 𝑑′ Thay vào (1) ta được h’ = h. 𝑑 = 18 (cm) = 1. 18 36 = 0,5 (cm) Ví dụ 3.2.(kiểu bài TKHT cho ảnh ảo) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm một khoảng d = 8cm. a.Vẽ ảnh và nêu đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính? b.Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính; tính độ cao của ảnh. Biết độ cao của vật AB là h = 1cm. Hướng dẫn Nhận xét:Theo kỹ thuật hai vuông ta sử dụng 2 tia sáng đặc biệt: Tia qua quang tâm và tia song song với trục chính. Vì trường hợp này d < f (8cm < 12cm), nên ảnh tạo được là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật. Cặp tam giác đồng dạng thứ 2 trong kỹ thuật 2 vuông có thay đổi so với trường hợp TKHT cho ảnh thật. Ta vẫn xét tỉ số đồng dạng của 2 cặp cạnh góc vuông. a. Vẽ ảnh và nêu đặc điểm của ảnh. B' I B O  F / A '',''' ''''  F' A Ảnh A’B’ là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => b. + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 𝐴′ 𝐵′ => 𝑂𝐼 = = 𝑂𝐴′ 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐹′ 𝑂𝐹′ Hay = ℎ′ = 𝑑′ ℎ 𝑑 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ (1) 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Hay ℎ′ ℎ = 𝑑 ′ +𝑓 (2) 𝑓 Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑑 ′ +𝑓 𝑓  d’f = dd’ + df Chia cả 2 vế cho dd’f ta được: 1 1 1 = − ′ 𝑓 𝑑 𝑑 (**) Từ (*) suy ra d’ = 𝑑.𝑓 = 𝑓−𝑑 8.12 = 24 (cm) 12−8 𝑑′ 24 Thay vào (1) ta được h’ = h. = 1. = 3 (cm) 𝑑 8 Ví dụ 3.3.(kiểu bài TKHT cho ảnh thật – áp dụng bài thực hành đo tiêu cự của TKHT) Đặt vật AB cao 4cm vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12cm (A nằm trên trục chính) và cách thấu kính 24cm. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh? Hướng dẫn B I A’ A O F F’ B’ + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => 𝐴 ′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) => 𝑂𝐴′ 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐵′ Hay ℎ′ ℎ 𝐴′ 𝐹 ′ = 𝑑′ (1) 𝑑 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ = = 𝑂𝐼 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Hay ℎ′ ℎ = 𝑑 ′ −𝑓 (2) 𝑓 Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑑 ′ −𝑓 𝑓  d’f = dd’ – df Chia cả 2 vế cho dd’f ta được: 1 1 1 = + ′ 𝑓 Từ (*) suy ra d’ = 𝑑 𝑑.𝑓 𝑑−𝑓 (*) 𝑑 = 24.12 24−12 𝑑′ = 24 (cm) 24 Thay vào (1) ta được h’ = h. = 4. = 4 (cm) 𝑑 24 Nhận xét: Đây là một vị trí đặc biệt của vật ở trước thấu kính hội tụ d = 2f (24 = 2.12). Trường hợp này sau khi học sinh học xong bài thực hành đo tiêu cự của thấu kính thì không còn là bài tập nữa mà là một kiến thức cần nhớ. Khi d = 2f học sinh có thể kết luận được ngay về ảnh mà không cần phải chứng minh lại: d’ = d = 2f = 24cm; Ảnh cao bằng vật h’ = h = 4cm. Ví dụ 3.4.(kiểu bài TKPK luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật) Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 15cm.Thấu kính có tiêu cự 10cm. a. Hãy vẽ ảnh của vật AB cho bởi thấu kính và nêu đặc điểm của ảnh. b. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính. c. Chiều cao của ảnh bằng bao nhiêu lần vật. Hướng dẫn Nhận xét: Cách vẽ hình giáo viên lưu ý với học sinh về đường truyền của tia tới song song với trục chính, tia ló phân kỳ có phần kéo dài đi qua tiêu điểm. Trong trường hợp TKPK cặp tam giác đồng dạng thứ 2 có thay đổi, tuy nhiên ta vẫn xét tỉ số đồng dạng của 2 cặp cạnh góc vuông. a. Vẽ ảnh của vật AB cho bởi thấu kínhẢnh A’B’ của AB là ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơnvật vàluôn nằm trong khoảng tiêu cự B I B’ F A’ O A F’ b. Theo kỹ thuật 2 vuông: + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 + ∆OIF ~ ∆A’B’F (g-g) => 𝑂𝐴′ = 𝐴′ 𝐵′ 𝑂𝐴 Hay 𝐴′ 𝐹 ℎ′ ℎ = 𝑑′ 𝑑 (1) = 𝑂𝐼 𝑂𝐹 Mà AB = OI (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐹−𝑂𝐴′ Hay 𝑂𝐹 ℎ′ ℎ = 𝑓−𝑑 ′ 𝑓 (2) + Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑓−𝑑 ′ 𝑓  d’.f = d.f – d.d’ Chia cả 2 vế của phương trình trên cho dd’f ta được 1 1 1 - = − ′ (***) 𝑓 𝑑 => d’ = 𝑑 𝑑.𝑓 = 𝑑+𝑓 𝑑′ 15.10 = 6(𝑐𝑚) 15+10 6 2 c. Thay vào (1) ta được: h’ = h. = h. = ℎ = 0,4.h 𝑑 15 5 Nhận xét: Với bài tập định lượng phần thấu kính có 4 kiểu bài như đã trình bày trong ví vụ 3.1; 3.2; 3.3; 3.4. Sau khi cho học sinh làm các dạng bài tập trên, giáo viên khái quát cách vẽ hình, cách làm tổng quát với mỗi kiểu bài theo một hướng đi chung. Sau đó mở rộng cho học sinh nếu dữ kiện đề bài thay đổi: Cho khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính, tính tiêu cự của thấu kính ta làm như thế nào? Gợi mở cho học sinh về nhà tự ra đề bài và giải bài tập theo định hướng dữ kiện đề bài thay đổi. Thông qua việc thực hành hiệu quả bài toán về thấu kính trong 4 trường hợp điển hình trên, học sinh có thể suy luận làm bài tập về mắt và các dụng cụ quang học một cách dễ dàng. Khi học sinh đã có kỹ năng làm bài tập đơn giản về thấu kính giáo viên gợi mở thêm một số bài tập mở rộng, nâng cao. Ví dụ như các dạng bài tập về khoảng cách giữa vật và ảnh, tìm điều kiện để ảnh rõ nét trên màn chắn; bài tập về các vị trí khác nhau của vật cho ảnh ở các vị trí khác nhau, tìm tiêu cự của thấu kính. Hình thành cho các em học khá, giỏi năng lực sáng tạo, phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực tự học, tự chiếm lĩnh kiến thức hiệu quả. 3.3.4. Bài tập về máy ảnh và mắt Chú ý khi giải bài tập dạng này: Để dựng ảnh của vật ta dựng tương tự như ảnh của vật tạo bởi TKHT trong trường hợp cho ảnh thật. Lưu ý ảnh của vật hiện lên trên màn hứng ảnh (màng lưới), trong một số trường hợp chưa cho biết tiêu cự của vật kính ta vẫn có thể vẽ dựng được ảnh nếu biết vị trí đặt màn hứng ảnh (trong trường hợp này ta chỉ cần dùng 1 tia đi qua quang tâm cắt màn hứng ảnh tại đâu đó là vị trí của ảnh) Ảnh trên màn hứng ảnh (màng lưới) là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật. Dùng kiến thức về tam giác đồng dạng của kĩ thuật hai vuông để giải bài toán tương tự như bài tập phần TKHT cho ảnh thật. Ví dụ 4.1.Vật kính của một máy ảnh có tiêu cự 5cm dùng máy ảnh để chụp một vật cao 150cm và cách máy ảnh 3m. a. Hãy dựng ảnh của vật này trên màn hứng ảnh (không cần đúng tỉ lệ)? b. Tính khoảng cách từ màn hứng ảnh đến vật kính lúc chụp ảnh và độ cao của ảnh? Hướng dẫn: Vật kính a.Dựng ảnh của vật trên màn hứng ảnh. B I Màn hứng ảnh F’ A’ A O B’ b. + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) => = 𝑂𝐴′ 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐵′ Hay ℎ′ 𝐴′ 𝐹 ′ ℎ = 𝑑′ 𝑑 (1) 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ = = 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑑 ′ −𝑓 𝑓  d’f = dd’ – df 𝑂𝐼 Hay ℎ′ ℎ = 𝑑 ′ −𝑓 𝑓 (2) Chia cả 2 vế cho dd’f ta được: 1 1 1 = + ′ 𝑓 Từ (*) suy ra d’ = 𝑑 𝑑.𝑓 𝑑−𝑓 (*) 𝑑 = 300.5 300−5 ≈ 5,08 (cm) Thay vào (1) ta được h’ = 2,54 cm Vậy khoảng cách từ màn hứng ảnh đến vật kính lúc chụp ảnh là 5,08 cm và độ cao của ảnh là 2,54 cm. Ví dụ 4.2. Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là không đổi và bằng 2cm. Hãy tính độ thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh khi chuyển từ trạng thái nhìn một vật ở rất xa sang trạng thái nhìn một vật cách mắt 50cm. Hướng dẫn - Khi ngắm vật ở rất xa, tiêu điểm của thể thủy tinh nằm trên màng lưới và tiêu cự của thể thủy tinh khi đó là f’ = 2cm. - Khi vật cách mắt một đoạn OA = 50cm. Gọi f là tiêu cự của thể thủy tinh khi đó, ta có: B I F’ A’ A O B’ + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) => 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 𝐴′ 𝐵′ = 𝑂𝐴′ 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐹 ′ Hay ℎ′ = 𝑑′ ℎ 𝑑 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ = 2 50 = 1 25 (1) = = 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 + Từ (1) và (2) suy ra: = 𝑂𝐼 𝑂𝐴′ −𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ ′ 𝑑 −𝑓 1 𝑓 = 25 Hay ℎ′ ℎ => f = = 25 26 Độ thay đổi của tiêu cự: ∆f = f’ – f = 2 - 𝑑 ′ −𝑓 (2) 𝑓 𝑑′ = 25 13 = 25 26 1 13 .2 = 25 13 (cm) cm ≈ 0,077 cm 3.3.5. Bài tập về kính lúp Kính lúp là thấu kính hội tụ dùng để quan sát những vật nhỏ nên đặt vật trong khoảng tiêu cự sẽ cho ảnh ảo cùng chiều, lớn hơn vật. Công thức tính số bội giác: (Lưu ý trong công thức này tiêu cự f được đo bằng đơn vị cm) G= 25 f Phần còn lại áp dụng hệ thức tam giác đồng dạng của kỹ thuật hai vuông như bài toán TKHT cho ảnh ảo để giải. Ví dụ 5.1. Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát một vật nhỏ. Vật cách kính một khoảng 8cm. Dựng ảnh A'B' qua thấu kính và tính tỉ số độ cao giữa vật và ảnh. Hướng dẫn Chú ý: Kính lúp sử dụng thấu kính hội tụ. Vì d < f nên ảnh A'B' là ảnh ảo. B' B O  F / A '',''' ''''  F' A + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) => 𝑂𝐴′ = ℎ′ Hay 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐵′ = ℎ 𝑑′ (1) 𝑑 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ 𝐴′ 𝐹 ′ = = 𝑂𝐼 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật)  𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Hay ℎ′ ℎ 𝑑 ′ +𝑓 = (2) 𝑓 Từ (1) và (2) suy ra: 𝑑′ 𝑑 = 𝑑 ′ +𝑓 𝑓  d’f = dd’ + df Chia cả 2 vế cho dd’f ta được: 1 1 1 = − ′ Từ (*) suy ra d’ = 𝑓 𝑑.𝑓 𝑑 = 𝑓−𝑑 (**) 𝑑 8.10 10−8 = 40 (cm) Thay vào (1) => h’ = 5h. Ví dụ 5.2.Một người dùng kính lúp có tiêu cự 10cm để quan sát một vật nhỏ cao 1mm. Muốn có ảnh cao 10mm thì phải đặt vật cách kính bao nhiêu cm? Hướng dẫn Hình vẽ (tương tự như hình vẽ ví dụ 5.1) Cách làm: + ∆ABO ~ ∆A’B’O (g-g) => + ∆OIF’ ~ ∆A’B’F’ (g-g) => 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 𝐴′ 𝐵′ = 𝑂𝐴′ Hay 𝑂𝐴 𝐴′ 𝐹 ′ ℎ′ = 𝑑′ ℎ 𝑑 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ = 10 => d’ = 10d = = 𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Mà OI = AB (tứ giác ABIO là hình chữ nhật) 𝐴′ 𝐵′ 𝐴𝐵 = 𝑂𝐴′ +𝑂𝐹 ′ 𝑂𝐹 ′ Hay ℎ′ ℎ = 𝑂𝐼 𝑑 ′ +𝑓 𝑓 = 10 => d’ = 9f = 9.10 = 90 (cm)  d = 9 cm 3.4. Giải pháp 4. Nâng cao năng lực làm bài tập trắc nghiệm. Trong những năm học gần đây, Sở giáo dục và đào tạo Ninh Bình đổi mới trong hình thức thi vào THPT môn thi thứ 3 theo hình thức bài thi tổng hợp. Theo tôi, cách làm đột phá của Sở giáo dục là cách làm sáng tạo, đúng đắn, phù hợp với thực tiễn giáo dục. Từng bước cho học sinh tiếp cận với đổi mới thi trung học phổ thông Quốc gia. Bên cạnh đó còn tránh được tình trạng học lệch, học tủ và các lớp ôn luyện thi. Sau đây tôi xin đưa ra một vài kinh nghiệm trong việc hướng dẫn học sinh làm bài tập trắc nghiệm ôn thi vào 10 THPT hệ đại trà phần Quang hình vật lý 9. 3.4.1. Trước tiên học sinh cần hiểu và biết vận dụng kiến thức Để tránh trường hợp học một cách máy móc dẫn tới việc đi thi đề không xuất hiện câu hỏi và những đáp án như đã học ở nhà nên bỡ ngỡ, các em học sinh hãy đảm bảo rằng mình nắm thật chắc các kiến thức cần ôn tập. Có như thế khi gặp bất cứ câu hỏi nào cũng có thể giải quyết được. Đạt được yêu cầu về kiến thức thông qua giải pháp 2 các em đã có được hệ thống kiến thức về quang hình học dễ hiểu, dễ nhớ. Thông qua giải pháp 3 các em có được phương pháp giải các dạng bài tập định lượng của phần quang hình. Sau khi các em đã có kỹ năng thành thạo trong việc giải các bài tập định lượng quanh hình, sử dụng tốt kỹ thuật hai vuông chứng minh các cặp tam giác đồng dạng. Tôi đưa ra một phương pháp giúp các em đi thi làm nhanh các bài tập định lượng không tốn thời gian, như sau: Trong các ví dụ 3.1; 3.2 và 3.4: -Yêu cầu học sinh so sánh các công thức (1) - Lập bảng so sánh công thức (*); (**); (***) Từ đó rút ra được các trường hợp tổng quát, từng bước hình thành công thức thấu kính mà sau này các em sẽ học cụ thể và đầy đủ ở cấp THPT. d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính; h là chiều cao của vật; h’ là chiều cao của ảnh; f là tiêu cự của thấu kính, ta có bảng kết quả sau Các công thức TKHT TKHT TKPK cho ảnh thật cho ảnh ảo luôn cho ảnh ảo ′ ′ ℎ 𝑑 Tỉ lệ giữa chiều = (1) ℎ 𝑑 cao ảnh, vật 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Quan hệ giữa d, = + ′(*) = − ′(**) = − (***) 𝑓 𝑑 𝑑 𝑓 𝑑 𝑑 𝑓 𝑑 𝑑′ d’ và f Chú ý: Có thể đưa cho học sinh quy ước về dấu cho dễ nhớ về quan hệ giữa d; d’ và f (cấp THPT gọi là công thức thấu kính) + Thấu kính hội tụ: f > 0; Thấu kính phân kỳ: f < 0; + Vật thật; Ảnh thật d, d’ > 0 + Ảnh ảo d’ < 0 (có ít trường hợp có vật ảo d < 0) Với việc ghi nhớ bảng công thức trên các em có thể dễ dàng làm nhanh các bài tập trắc nghiệm liên quan đến thấu kính, mắt và các dụng cụ quang học phần định lượng, như một số ví dụ sau. Ví dụ 6.1.Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của TKHT và cách thấu kính 30 cm. Hỏi ảnh thu được cách thấu kính: A. 30 cm. B. 60 cm. C. 45 cm. D. 35 cm. Hướng dẫn