Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
Phụ lục
I. Đặt vấn đề…………………………………………………………………………Trang 2
II. Giải quyết vấn đề…………………… …………………………………………Trang 3
2.1. Cơ sở lý luận: …………………………………………………………………Trang 3
2.2. Thực trạng …………………………………………………………… Trang 5
2.3. Giải pháp thực hiện……………………………………………………. Trang 6
III. Kết quả đạt được ………………… …………………………………….…Trang 11
IV. Kết luận ………………… ……… …………………………………… …Trang12
- 1 -
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
Tên đề tài: DÙNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH
CHẤT CỦA ẢNH TẠO BỞI THẤU KÍNH MỎNG VÀ VẬN DỤNG GIẢI
MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA ẢNH.
I.ĐẶT VẤN ĐỀ: ( Lý do chọn đề tài):
Hiện nay, dạy học không còn chỉ là vấn đề giúp các em lĩnh hội được tri thức
trong sách vở mà cao hơn nữa, đó là một hoạt động tư duy sáng tạo, một quá trình
tương tác giữa thầy và trò với nhiều phương pháp và hoạt động tư duy khác nhau
giúp học sinh không chỉ hiểu, nhớ kiến thức mà quan trọng hơn phải rèn luyện cho
các em khả năng tư duy trừu tượng, suy luận logic, khả năng khám phá hiện tượng
và tự giải quyết vấn đề. Có như vậy thì mới phát triển được trí tuệ và giúp các em
chủ động trong mọi hoạt động tư duy khác.Để đạt được điều này, phương pháp dạy
học, nội dung dạy học là một trong những yếu tố cực kì quan trọng giúp các em
phát huy khả năng sáng tạo của mình.
Vật lí là một môn khoa học khó, đòi hỏi những yêu cầu nhất định đối với người
học, như là tư duy trừu tượng, thực hiện và quan sát thí nghiệm để nhận thức đúng
về các hiện tượng , đồng thời toán học cũng là một công cụ không thể thiếu để giải
các bài tập vật lí.Ở các trường THPT chương trình vật lí bao gồm các phần: cơ học,
nhiệt học,điện học, quang học và vật lí hạt nhân.Mỗi phần, mỗi chương có đặc thù
riêng về cả hiện tượng lẫn công thức nên phương pháp học từng phần cũng khác
nhau. Mặt khác, công thức nhiều, mỗi một phần lại có rất nhiều dạng bài tập, mỗi
cầu và một mặt phẳng.
- Theo tác dụng khúc xạ ánh sáng,thấu kính được chia làm hai loại là thấu kính hội
tụ và thấu kính phân kì.
- Do cấu tạo khác nhau nên tính chất tạo ảnh qua từng loại thấu kính cũng khác
nhau.Cùng một loại thấu kính, ở những vị trí khác nhau trước thấu kính, ảnh cũng
khác nhau về vị trí và tính chất( ảnh thật hoặc ảo, cùng chiều hay ngược chiều vật,
lớn hơn hay nhỏ hơn vật).Vì vậy học sinh thường khó nhớ, lúng túng khi giải bài
tập.
- Trong chương trình vật lí 11 chỉ xét trường hợp vật thật ( d > 0).
- Công thức thấu kính:
'
d
=
fd
df
−
; k =
fd
f
−
−
Với qui ước:
d
’
> 0 : ảnh thật
d
’
< 0 : ảnh ảo
1>k
tôi đã cho học sinh vẽ ảnh của vật đặt tại những vị trí khác nhau trước thấu kính.
Sau đó, nhận xét tính chất của ảnh trong từng trường hợp. Sử dụng công thức thấu
- 5 -
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
kính, hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị , nhìn vào đồ thị, học sinh có thể nhận xét tất cả
các tính chất, vị trí của ảnh tạo bởi thấu kính, từ đó có những suy luận chính xác
đưa ra lời giải đúng, nhanh gọn.
2.3. Giải pháp thực hiện :
Ở đây, ta vẽ hai đồ thị ứng với mỗi loại thấu kính, đó là đồ thị về mối quan hệ giữa
d và d
’
, và đồ thị sự phụ thuộc của k vào d.
a) Với thấu kính hội tụ: ( f > 0)
'
d
=
fd
df
−
k =
fd
f
−
−
Nhận xét đồ thị:
0< d < f cho d
’
< 0 và k > 1 suy ra tính chất ảnh là ảo,cùng chiều, lớn hơn vật.
d = f cho ảnh ở vô cực.
-1
f
1
k
2f
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
Nhận xét đồ thị:
Với
0
>∀
d
đều cho –f <d
’
< 0; 0< k < 1suy ra ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật.
Ngoài ra, khi nhìn vào đồ thị ta còn biết được chiều dịch chuyển của vật và ảnh.
Một số bài tập vận dụng:
Ví dụ 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Điểm sáng S trên trục chính cho ảnh S
’
.
a) Ảnh S
’
dịch chuyển thế nào khi S dịch chuyển từ xa vô cực đến tiêu điểm F
b) Khảo sát khoảng cách từ vật đến ảnh khi S dịch chuyển từ xa vô cực đến tiêu
điểm F.
Lời giải:
Cách 1:(Không sử dụng đồ thị )
a) Chiều dịch chuyển của ảnh:
Đặt y =
'
d
đến vô cực.
b) Khảo sát khoảng cách từ vật đến ảnh :
y =
fd
d
fd
df
ddd
−
=
−
+=+
2
'
- 7 -
-f
1
k
d
0
-2f
-1
-2f
d
’
-2f
d
0-f
-f
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
’
= 2f nên y = 4f
Khi S dịch chuyển từ 2f đến f thì d
’
tăng từ 2f đến
∞
, nên y tăng từ 4f đến
∞
.
Cách 2: (Sử dụng đồ thị )
a) Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi điểm sáng S dịch chuyển trên trục chính từ xa vô
cực đến tiêu điểm F thì ảnh dịch chuyển từ tiêu điểm ảnh chính đến vô cực.
b) Gọi L là khoảng cách từ vật đến ảnh ( L = d + d
’
), thay vì việc tính đạo hàm để
khảo sát , ta nhìn vào đồ thị thấy ngay:
Khi S dịch từ
∞
đến 2f thì ảnh dịch chuyển từ f đến 2f.
Khi S ở vị trí 2f thì ảnh ở vị trí 2f nên L = 4f
Khi S dịch chuyển từ 2f đến f thì d
’
tăng từ 2f đến
∞
, nên L tăng từ 4f đến
∞
.
Ví dụ 2: Một thấu kính hội tụ có f = 10 cm. Điểm sáng A trên trục chính và cách
thấu kính một đoạn d = 15cm.
a) Định vị trí đặt màn để thu được ảnh rõ nét.
Tính tiêu cự của thấu kính, biết rằng sau khi thấu kính chuyển động được 2s thì
vận tốc của ảnh bắt đầu đổi chiều.
Lời giải:
Cách 1: ( Không sử dụng đồ thị)
Để giải bài tập này ta có thể làm theo phương pháp thông thường đó là tính
quãng đường đi của ảnh, sau đó đạo hàm để tìm biểu thức của vận tốc, khi vận
tốc đổi chiều thì v = 0, sau đó thay t = 2 s suy ra f. Nhưng phương pháp này rất
phức tạp vì phải thực hiện nhiều bước, tính toán cồng kềnh.
Ta có:
f
f
dcmd
−
==
30
30
;30
'
00
td
t
530
'
+=
ft
ft
fd
df
d
t
2
2
'
)530(
)530(5)530(5)530(5
ft
tffftft
yv
−+
++−+−−+
==
(*)
Khi t= 2s, vận tốc đổi chiều, vậy
0=v
.
Thay vào biểu thức (*) suy ra f = 20 cm.
Cách 2: Sử dụng đồ thị để giải:
- 9 -
Sỏng kin kinh nghim vt lý. GV: Lờ Hi Anh
Nu s dng th ta suy lun n gin nh sau: cho thu kớnh dch chuyn ra
xa vt thỡ vn tc ca nh i chiu khi khong cỏch gia vt v nh l ngn
nht L= 4f suy ra:
d
+
fd
df
= 4f (m
d
= 40 cm) => f = 20 cm.
=
cho 3 trờng hợp:
Ta có:
2
3
2
1
1
f
d
df
f
K
A
==
=
(1)
2
2
3
2
2
f
d
df
f
K
Chn cõu ỳng:
1)Xột nh cho bi thu kớnh:
A. Vi thu kớnh phõn k, vt tht cho nh o.
- 10 -
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
B. Với thấu kính hội tụ L, vật cách L là d=2f(f là tiêu cụ)thì ảnh cũng cách L là 2f.
C.Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật.
D.Vật ở tiêu diện vật thì cho ảnh ở xa vô cực.
2.Vị trí của vật và ảnh cho bởi thấu kính L
A. Cho vật tiến lại gần L, ảnh di chuyển cùng chiều với vật.
B. Cho vật tiến ra xa L, ảnh di chuyển ngược chiều với vật.
C. Vật ở rất xa thì cho ảnh ở tiêu diện ảnh.
D. Ảnh ở rất xa thì cho ảnh ở tiêu diện vật.
3) Sự tạo ảnh bởi thấu kính:
A. Với thấu kính hội tụ, khi vật ở ngoài khoảng tiêu cự f, ảnh ngược chiều với vật.
B. Với thấu kính hội tụ, khi vật ở trong khoảng tiêu cự f, ảnh ngược chiều với vật.
C. Với thấu kính phân kì, vật thật cho ảnh cùng chiều với vật.
D.Vớ thấu kính phân kì, ảnh của vật thật luôn luôn nhỏ hơn vật.
4. Quan sát vật qua thấu kính:
A. Quan sát vật qua thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh lớn hơn vật.
B. Quan sát vật qua thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh nhỏ hơn vật.
C. Quan sát ảnh qua thấu kính phân kì, ta thấy ảnh nhỏ hơn vật.
D.Quan sát vật qua thấu kính phân kì, ta thấy ảnh cùng chiều với vật.
5)Điểm sáng A trên trục chính của một thấu kính hội tụ cho ảnh thật A
’
. Khi dịch A
về phía thấu kính một đoạn a = 5cm thì ảnh A
’
dịch đi một đoạn b = 10cm. Khi dịch
A ra xa thấu kính một đoạn a
sinh vẽ và nhận xét từng trường hợp nhưng các em vẫn không nhớ, và việc vận
dụng giải bài tập cũng chậm. Nhưng khi tôi đưa ra bốn đồ thị này và hướng dẫn
học sinh vẽ hình, nhận xét đồ thị thì hiệu quả đạt được cao hơn. Đối với những học
sinh trung bình hoặc kém hơn một chút thì chỉ cần nhớ đồ thị rồi dựa vào đó nhận
xét các tính chất ảnh. Với những học sinh khác thì sau khi hướng dẫn các em đã tự
- 11 -
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
khảo sát và vẽ được đồ thị, hiểu một cách sâu sắc, căn bản và toàn diện về các
trường hợp tạo ảnh qua thấu kính.
Năm học 2012- 2013 tôi được nhà trường phân công dạy lớp 11C2- là lớp chọn
thứ 2 của nhà trường. Thực tế cho thấy, trước khi đưa ra phương pháp này, tôi
kiểm tra bài cũ 7 hs lớp 11C2 thì hầu như các em rất lúng túng khi trình bày các
tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính khi đặt một vật sáng AB vuông góc với trục
chính.
Thứ hai, khi làm bài kiểm tra 15 phút, các câu hỏi trắc nghiệm về chiều dịch
chuyển của vật và ảnh nhiều em không làm được hoặc làm sai.
Thứ ba, một số bài tập liên quan đến sự dịch chuyển của ảnh, nếu không sử
dụng đồ thị các em rất rối, lúng túng khi xác định chiều dịch chuyển của vật và
ảnh, khó hình dung nên có thể dẫn đến lời giải sai, đa số học sinh không đưa ra
được cách giải.
Sau khi hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị, hầu hết em trả lời lưu loát hơn hẳn, kết
quả bài kiểm tra lần sau cũng tốt hơn. Thậm chí dạng bài tập vẽ hình để xác định
loại thấu kính, vị trí, quang tâm, trục chính, tiêu điểm thấu kính cũng làm rất tốt.
Tôi nghĩ rằng, việc hướng dẫn học sinh vẽ được đồ thị trên đã giúp các em hiểu
một cách khá toàn diện , khoa học và sâu sắc về các trường hợp tạo ảnh qua thấu
kính. Đây cũng là một công cụ giúp học sinh khá giỏi giải các bài tập nâng cao
phần này.
Kết quả bài kiểm tra phần này thực hiện ở tiết tự chọn lần 1( trước khi sử dụng
phương pháp) và lần 2(sau khi sử dụng phương pháp) tại lớp 11C2 như sau:
Sĩ số (36hs) Điểm giỏi
hơn, năng động, sáng tạo hơn để nắm bắt kịp thời với xu hướng phát triển của thời
đại, xứng đáng là những chủ nhân tương lai của đất nước.
Do thời gian công tác chưa nhiều và một phần do khả năng còn hạn chế, tôi
rất mong được các đồng nghiệp góp ý, bổ sung để vốn kinh nghiệm của bản thân
được phong phú hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày 22 tháng 05 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến kinh
nghiệm của mình viết, không sao chép
nội dung của người khác.
Người viết SKKN
Lê Hải Anh
- 13 -
Sáng kiến kinh nghiệm vật lý. GV: Lê Hải Anh
.
- 14 -