Lời cảm ơn
Xin chân thành cảm ơn TS – GVC Nguyễn Thế Khôi, người thấy đã tận
tình giúp đỡ để em hoàn thành luận văn này.
Xin cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Vật lí, Trường ĐHSP Hà Nội 2 và
Trường THPT Văn Lâm – Hưng Yên cùng các bạn sinh viên trong Khoa Vật
lí đã đóng góp ý kiến để luận văn của em được hoàn thiện hơn.

Hà Nội, tháng 5 năm 2007
Sinh viên
Dương Thị Nhung

1


Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Giáo dục - Đào tạo được xác định là quốc sách hàng đầu trong chiến
lược phát triển của Đảng và Nhà nước ta. Và hơn bao giờ hết, chất lượng giáo
dục là một trong những vấn đề được xã hội quan tâm nhiều nhất hiện nay.
Theo nghị quyết TW Đảng lần thứ 2 (khoá VIII): “ Giáo dục đào tạo nước ta
còn nhiều yếu kém bất cập nhất về chất lượng và hiệu quả, chưa đáp ứng kịp
thời những đòi hỏi lớn và ngày càng cao về nhân lực và trong công cuộc CNH
– HĐH đất nước”. Trước ngưỡng cửa của thế kỷ XXI, giáo dục Việt Nam
đang phải đối mặt với rất nhiều khó khăn và thách thức…
Để nâng cao phát triển giáo dục toàn diện phù hợp với yêu cầu trong
giai đoạn hiện nay, cùng với hàng loạt chính sách đổi mới thì vấn đề đổi mới
nội dung phương pháp dạy và học trong nhà trường phổ thông đang được
quan tâm chú trọng. Bởi vậy trong những nhiệm vụ chủ yếu của nhà trường
phổ thông là cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, khoa học và
hiện đại phù hợp với những yêu cầu thực tế của đất nước.
Hiện nay, do sự phát triển không ngừng của khoa học và kỹ thuật. Bên

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận về BTVL, xác định mức độ yêu cầu nắm
vững kiến thức cơ bản của chương V “Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng” để từ
đó phân loại, lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập chương
này nhằm nâng cao chất lượng giải BTVL cũng như chất lượng học tập của
học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.
3.1. Nghiên cứu một số vấn đề lí luận về BTVL.
3.2. Xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản của
chương V “ Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng”.
3.3. Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại bài tập trong
chương V “Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng”.

3


3.4. Lựa chọn hệ thống bài tập chương V “Sự phản xạ và khúc xạ
ánh sáng” và đề ra cách hướng dẫn học sinh giải chúng.
4. Đối tượng nghiên cứu.
Hoạt động giải bài tập về sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng qua các
quang cụ trong chương V “Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng” trong SGK vật lí
12 THPT.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp chủ yếu được sử dụng trong khoá luận này là phân tích lí
luận.

4


Nội dung
1. Một số vấn đề lý luận BTVL

3.1.1. Bài tập định tính
- Định nghĩa: Bài tập định tính về vật lí là những BTVL mà việc giải
chúng không đỏi hỏi một phép tính nào cả hoặc chỉ làm những phép tính đơn
giản có thể nhẩm được. Chúng thường được giải bằng những suy luận logic
dựa trên kiến thức vật lí mà học sinh đã học.
- Tác dụng:
+ Nhờ đưa lý thuyết vừa học vào đời sống nên làm tăng thêm hứng thú
của học sinh với môn học tạo điều kiện phát triển về sau.
+ Phát triển tư duy học sinh.
+ Rèn luyện cho sinh hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lí và các
quy luật của chúng, biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn, giáo dục cho học
sinh có thái độ đúng đắn với bài tập có tính toán, tập cho họ có thói quen khi
bắt đầu giải chúng phải bắt đầu từ việc phân tích hiện tượng, nội dung vật lí
của nó.
Kết luận về mặt phương pháp: việc luyện tập của học sinh theo tài liệu
của đề tài vừa học nên bắt đầu từ việc giải những bài tập, câu hỏi không liên
quan đến các công thức.
- Phân loại:
+ Loại đơn giản: là những bài tập định tính mà việc giải chúng chỉ dựa
vào một khái niệm, một quy tắc, một định luật vật lý mà lối suy luận ở đây
tương đối đơn giản.

6


+ Loại phức tạp: là việc tổng hợp những bài tập đơn giản, việc giải
chúng phải dựa vào những khái niệm, quy tắc hoặc định luật vật lí; còn chuỗi
suy luận thì phức tạp và dài.
- Sử dụng:
+ Ngay sau khi học lý thuyết.

tác dụng giúp cho học sinh nhớ công thức và nhớ đơn vị đo lường hay ý nghĩa
của đại lượng vật lý có trong công thức hay biểu thức của đại lượng vật lí.
+ Bài tập tổng hợp: Là bài tập định lượng mà việc giải nó phải vận
dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức, nhiều định luật vật lí trong những bài
thậm chí trong nhiều phần khác nhau của chương trình. Có tác dụng ôn luyện
tài liệu học, mở rộng và đào sâu kiến thức cho biết thấy rõ nhiều mối quan hệ
khác nhau giữa các kiến thức khác nhau của chương trình môn học. Rèn luyện
cho học sinh lựa chọn các kiến thức cần vận dụng trong số những kiến thức đã
học để giải quyết vấn đặt ra.
1.3.3. Bài tập thí nghiệm:
- Định nghĩa: là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm hay tiến hành quan
sát để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm các dữ kiện số liệu cần thiết
cho việc giải bài tập.
- Tác dụng:
+ Chứa đựng được cả những việc cả bài tập lẫn thí nghiệm thực tập vật
lí.
+ Tăng cường tính độc lập, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành đặc
biệt là gây hứng thú học tập.
+ Có ảnh hưởng tốt tới thái độ của học sinh đến những bài tập viết.
1.3.4. Bài tập đồ thị.
- Địng nghĩa: là những bài tập mà trong dữ kiện của đề bài có sử dụng
các đồ thị một số loại:

8


+ Từ sự phân tích đồ thị cho trong đề bài ta thu được dữ kiện để giải bài
tập.
+ Việc giải dựa trên cơ sở vẽ đồ thị.
+ Theo đồ thị xác định được các giá trị.

1.5. Hướng dẫn học sinh giải BTVL
1.5.1. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn Algorit)
- Hướng dẫn Algorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh cách thao tác
(hay hành động sơ cấp) được học sinh hiểu một cách đơn giá và nắm vững
cần thực hiện và trình tự thực hiện các thao tác ấy để đạt được kết quả mong
muốn.
- Thường áp dụng cho học sinh khi cần dạy cho họ từng loại bài tập cơ
bản điển hình và luyện tập cho họ kỹ năng giải bài tập dựa trên cơ sở học sinh
đã nắm được Algorit giải.
- Ưu điểm: đảm bảo cho học sinh giải được bài tập một cách chắc chắn
và rèn kỹ năng giải bài tập cho học sinh.
- Hạn chế: ít có tác dụng rèn cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo.
1.5.2. Hướng dẫn tìm tòi ( hướng dẫn Ơrixtic)
- Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi
phát hiện cách giải quyết. Tự xác định hoạt động cần thực hiện để thu được
kết quả.
- Được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn, để giải
được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy và rèn luyện
học sinh tự lực tìm tòi cách giải bài tập.
- Ưu điểm: Tránh tình trạng giáo viên giải thay bài tập ho học sinh.
- Hạn chế: Không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải được
bài tập một cách chắc chắn.
1.5.3. Định hướng khái quát chương trình hoá.

10


- Cũng là kiểu hướng dẫn học sinh tìm tòi cách giải quyết nhưng giáo
viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của
việc giải quyết vấn đề, ngay từ những định hướng ban đầu đã đòi hỏi học sinh

- Góc phản xạ bằng góc tới: i’ = i
2.1.3. Nguyên lý ngược chiều ánh sáng:
Nếu cho tia tới đi theo phương của tia phản xạ thì tia phản xạ đi theo
phương của tia tới ban đầu.

2.2. Gương phẳng.
2.2.1. Định nghĩa:
- Gương phẳng là một phần của mặt phẳng có tính chất phản xạ ánh
sáng chiếu tới nó.
- Gương phẳng thông thường là tấm kim loại phẳng nhẵn hoặc tấm kính
có một mặt tráng bạc.
2.2.2. Đường đi của tia sáng của gương phẳng.
Tuân theo định luật phản xạ ánh sáng: i’ = i, nếu i = 0 thì i’ = 0
S

N
S

S'

i

i'

G

G
I

2.2.3. Sự tạo ảnh qua gương phẳng.

A’B’ = AB

AB là vật phẳng.
A’B’ là ảnh.

+ Độ phóng đại dài: k =

A 'B'
d'
==1
d
AB

* Quy ước:
Vật thật d > o, vật ảo d < 0, vật ở vô cùng d = ¥ chùm tới song song.
ảnh thật d’ > 0 , ảnh ảo d’ < 0 , ảnh ở vô cùng d’ = ¥ chùm phản xạ
song song.
2.2.5. Gương phẳng quay
- Tia tới cố định, gương quay góc a , tia phản xạ quay cùng chiều góc
2a .

13


- Vật cố định gương quay góc a , ảnh quay cùng chiều góc 2.
2.2.6. Thị trường của gương
- Định nghĩa: Thị trường của gương đối với điểm O là vùng không gian
khi đặt mắt ở O vật đặt trong không gian đó sẽ quan sát được ảnh qua gương.
- Cách xác định: lấy O’ là ảnh của O qua gương, từ O’ kẻ các đoạn
thẳng tới mép gương, vùng không gian giới hạn bởi mặt phẳng gương và các


R
2

- Mặt phẳng vuông góc với trục chính qua tiêu điểm gọi là mặt phẳng
tiêu diện.
- Giao của mặt phẳng tiêu diện với trục phụ gọi là tiêu điểm phụ Fp.
- Vành gương có dạng hình tròn, kích thước của vành tròn gọi là kích
thước của vành gương.
- Giới hạn xét: gương có góc mở j nhỏ, góc tới của các tia sáng trên
mặt gương nhỏ để ảnh của một điểm là một điểm chứ không phải một vết.
2.3.2.Đường đi của tia sáng qua gương cầu.
Tuân theo định luật phản xạ ánh sáng và hệ quả của nó.
- Tia tới (hoặc đường kéo dài tia tới) đi qua tâm C của gương, khi gặp
gương tia phản xạ quay ngược trở lại theo đường cũ.
- Tia tới song song với trục chính cho tia phản xạ (hoặc đường kéo dài
tia phản xạ) đi qua tiêu điểm chính.
- Tia tới (hoặc đường kéo dài tia tới) đi qua tiêu điểm chính F cho tia
phản xạ song song với trục chính.
- Tia đi qua đỉnh O của gương cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua
trục chính.
- Tia xiên bất kỳ cho tia phản xạ (hoặc có đường kéo dài) qua tiêu điểm
phụ Fp. Fp là giao của mặt phẳng tiêu diện với trục phụ song song với tia bất
kỳ

15


(Phần ở trong ngoặc đơn phát biểu co gương cầu lồi).
2.3.3. Sự tạo ảnh qua gương cầu

- Nếu vật nằm trên trục chính ta vẽ hai tia sau:
Tia trùng trục chính cho tia phản xạ trùng trục chính.

Tia tới song song với một trục phụ bất kỳ cho tia phản xạ (hoặc đường
kéo dài tia phản xạ) đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục phụ đó.

16


* Cách xác định ảnh của một vật sáng
-ảnh của vật sáng là tập hợp các ảnh của
các điểm sáng trên vật.
- Nếu vật sáng AB có dạng là một đoạn
thẳng nhỏ nằm vuông góc với trục chính thì
ảnh của nó cũng là một đoạn thẳng nhỏ A’B’
cũng vuông góc với trục chính. Do vậy, ta chỉ cần xác định ảnh B’ của đầu
mút B rồi hạ vuông góc với trục chính tại B’ ta thu được ảnh A’B’.
2.3.4. Vị trí và tính chất của vật và ảnh.
Vật
Vật thật

Gương cầu lõm

Gương cầu lồi

- Vật ở vô cực: cho ảnh thật, rất Luôn luôn cho ảnh ảo, cùng
nhỏ so với vật, ở tại tiêu diện.

chiều, nhỏ hơn vật. ( khi vật


tht, cựng chiu, ln hn vt.
2.3.5. Cụng thc gng cu
+ f =

+

+

ớùù R : Bá n kính cong
ỡ
ùùợ f: Tiêu cự

R
2

1 1 1
+ =
d d' f

k=

ị

ớù
dd'
ùù f =
ùù
d + d'
ùù
ùỡ d = d'f


18


- Hệ quả 1: Từ

1 1 1
+ =
hoán vị trí của d và d’ cho nhau tức là đổi
d d' f

vị trí của vật và ảnh tuân theo nguyên lý ngược chiều ánh sáng.
- Hệ quả 2: Khoảng cách giữa vật và ảnh: L = d' - d .

df
f2
- Hệ quả 3: d' =
trừ giá trị d = f, khi d tăng thì d’
=f+
d- f
d- f
giảm; khi d giảm thì d’ tăng. Khi vật dịch chuyển ảnh không đổi tính chất thì
ảnh và vật dịch chuyển ngược chiều nhau, nếu ảnh đổi tính chất thì vật và ảnh
dịch chuyển cùng chiều nhau.
2.4. Sự khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ toàn phần
2.4.1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

N

Hiện tượng khi ánh sáng chiếu qua


; n21 chiết suất tỉ đối

19


2.4.3. Chiết suất
a. Chiết suất tỉ đối.
Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 được xác định
bằng tỷ số giữa

sini
khi ánh sáng truyền từ môi trường 1 đến môi trường 2.
sinr

b. Chiết suất tuyệt đối.
Chiết suất tuyệt đối của môi trường là chiết suất của nó đối với chân
không.
* Chú ý: Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt cho biết vận
tốc ánh sáng c truyền trong chân không lớn hơn vận tốc ánh sáng v truyền
trong môi trường đó n lần: n =

c
; vậy n > 1.
v

- Đối với chân không và không khí : nck ; nkk ; 1
c. Mối liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và vận tốc ánh sáng. Định luật
khúc xạ viết theo chiết suất tuyệt đối.


20


- Hệ quả 1: i = 0 Þ sini = 0 Þ sinr = 0 Þ r = 0 tia tới cho tia khúc xạ
truyền thẳng.
- Hệ quả 2: n2 > n1 Þ sinr < sini Þ r < i tia khúc xạ gần pháp tuyến
hơn tia tới.
0 £ i < 900 : Luôn có tia khúc xạ.
i = 900 thì sinrmax =

n1
n2

- Hệ quả 3: Từ n1 sini = n2sinr
Nếu n1 > n2 Û sinr > sini Û r > i có thể có tia khúc xạ hoặc không, tia
khúc xạ luôn ở xa pháp tuyến hơn tia tới.
+

i < igh có tia khúc xạ và góc khúc xạ r < 900 .

+

i = igh Þ r = 900 tia khúc xạ đi là là mặt phân cách.

+

i > igh không có tia khúc xạ, toàn bộ ánh sáng quay trở lại môi

trường ban đầu gọi là phản xạ toàn phần.
igh là góc giới hạn xẩy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi ánh sáng đi

- Góc nhị diện A tạo bởi hai mặt bên là góc chiết quang của lăng kính.
- Một mặt phẳng (P) vuông góc với cạnh sẽ cắt lăng kính theo một tiết
diện thẳng A1B1C1

- Chỉ xét những tia sáng khi đi qua lăng kính nằm trong một tiết diện
thẳng nhất định là chiết suất tỷ đối n của chất làm lăng kính đối với môi
trường ngoài đặt lăng kính n > 1. Vì vậy, khi vẽ lăng kính ta chỉ vẽ tiết diện
thẳng.

22


2.5.2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính. Góc lệch.
- Tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng và hệ quả của nó. Tia sáng đơn
sắc từ dưới đáy gặp mặt bên cho tia ló khỏi lăng kính khúc xạ lệch về phía
đáy.
- Góc hợp bởi phương của tia tới SI và tia ló JR gọi là góc lệch D.

2.5.3. Công thức lăng kính
+

sini1 = nsinr1

+

sini2 = nsinr2

(n =

n2

quang.
- Khi các tia sáng truyền trong lăng kính tới các mặt với i > i gh thì xảy
ra hiện tượng phản xạ toàn phần tại mặt đó. Lăng kính phản xạ toàn phần
được chế tạo bằng thuỷ tinh có igh< 450 thường là tam giác vuông cân.
- Vẽ đường đi của tia sáng tức là đi xác định góc tới và góc khúc xạ ở
các mặt.
- Nếu lăng kính có một mặt nào đó được mạ bạc thì mặt đó có tác dụng
như gương phẳng.
2.6. Thấu kính
2.6.1. Các định nghĩa:
- Thấu kính là một môi trường trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong
thường là hai mặt cầu, một trong hai mặt có thể là mặt phẳng.
- Thấu kính mỏng là thấu kính có khoảng cách giữa hai đỉnh của hai
chỏm cầu rất nhỏ so với các bán kính của mặt cầu (O1O2