A. Đặt vấn đề.
Để có một lời giải đúng, một hình vẽ chính xác thoả mãn yêu cầu đặt ra của
một bài tập về thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kỳ ở mỗi học sinh lớp 9 là mục
tiêu cần đạt đợc sau khi dạy và học xong phần Thấu kính của chơng trình vật lý bậc
trung học cơ sở.
Quả vậy chỉ với đờng truyền của 3 tia đặc biệt cùng với tính chất tạo ảnh của
hai loại thấu kính và phần lý thuyết buộc các em phải công nhận đó là:
Việc xác định ảnh AB của vật sáng AB đặt vuông góc với
bằng cách chỉ cần tìm
ảnh B của B rồi hạ BA vuông góc với
tại Achứ không cần xác định ảnh của
điểm A.
Còn vị trí của thấu kính ở đâu trên trục chính? Cách tìm hai tiêu điểm F và F? lại còn
những bài toán yêu cầu tìm độ cao của ảnh? tìm vị trí của ảnh? tìm khoảng cách từ
vật đến ảnh? mà học sinh chỉ dựa vào kiến thức của bộ môn hình học.
Nghĩa là Bài tập yêu cầu các em giải định lợng mà Sách thì khẳng định rõ
trong mục tiêu Các kiến thức trong ch ơng III chỉ đợc trình bày ở mức độ định
tính Không trình bày công thức về thấu kính.
(Sách GV VL9 trang 13)
Đây là khó khăn lớn nhất của ngời học cũng nh ngời dạy về phần quang hình
lớp 9.
Trăn trở trên đặt ra cho bản thân khi tôi truyền thụ và giảng giải cùng hớng dẫn
các em giải bài tập về thấu kính bằng một chuyên đề Hớng dẫn học sinh lớp 9 giải
bài tập về thấu kính.
Với hy vọng từ chuyên đề này phần nào khắc phục đợc những khó khăn mà
các em gặp phải và đạt đợc mục tiêu đặt ra khi học phần Thấu kính.
B. Giải quyết vấn đề.
I, Ph ơng pháp nghiên cứu:
1, Với thày:
hạ BA
ta có ảnh AB của AB.
Ví dụ 1: (Bài 43.1 SBT VL9).
Đặt một điểm sáng S trớc TKHT và nằm trong tiêu cự. Hãy dùng ảnh S của S qua
thấu kính đã cho.
5
S là ảnh thật hay ảnh ảo?
H ớng dẫn:
Yêu cầu các em vẽ 2 trong 3 tia tới
đặc biệt và 2 tia ló của chúng.
Vì vật trong tiêu cự (d < f ).
Nếu S là ảnh ảo (chùm tia ló phân kì) nên ảnh là giao của 2 đờng kéo dài các tia ló.
Vẽ SI song song với
, nối IF và kéo dài về phía I.
Vẽ SO
tia ló truyền thẳng, kéo dài SO về phía S.
Chúng cắt nhau tại S.
Ví dụ 2: (C4 SGK trang 117).
Hãy dựng ảnh S của điểm sáng S.
H ớng dẫn:
Điểm sáng S nằm ngoài tiêu cự bằng
cách vẽ đơn giản của hai tia đặc biệt.
S là giao của hai tia đó.
Bài giải:
Từ S dựng tia tới SI song song với
nối IF và kéo dài.
tia tới SI song song với
.
Tia ló KS song song với
tia tới SK đi qua F.
Vậy: SI
SK tại S là điểm sáng phải tìm.
7
Ví dụ 5: Cho hình vẽ: Trục chính
, quang tâm O, hai tiêu điểm F và F của
một thấu kính.
Hai tia ló (1) và (2) của 2 tia tới xuất phát
từ một điểm sáng S.
1, Hãy xác định ảnh S và vật sáng S bằng cách vẽ?
2, Thấu kính đã cho thuộc loại gì? vì sao?
H ớng dẫn:
Với bài tập này nên hớng học sinh chỉ việc kéo dài 2 tia ló. Chúng cắt nhau tại S
đồng thời tia ló (1) khi kéo dài đi qua F nên tia tới song song với
; tia ló (2) đi qua
quang tâm nên tia tới là tia kéo dài. Do đó dễ dàng tìm đợc S.
Từ vị trí của S và S với thấu kính
sẽ nhận ra thấu kính thuộc loại nào.
Bài giải:
1, + Kéo dài tia ló (1) nó đi qua F.
h = h và d = d = 2f.
Bài giải:
1, Từ B kẻ tia tới BI song song
tia ló đi qua F
Từ B kẻ tia tới BH đi qua F
tia ló song song với
.
ảnh B là giao của 2 tia ló. Từ B hạ BA
AB là ảnh của AB tạo bởi TKHT.
2, Theo giả thiết: d = AO = 2f
AF = OF.
3 điểm B, F, H thẳng hàng
ã
ã
BFA OFH=
vuông BAF = vuông HOF (g.c.g)
BA = OH = h.
Mặt khác HB song song với
(HS tự giải bài tập này).
H ớng dẫn:
* Tơng tự nh những bài tập trớc về TKPK.
B là giao của 2 tia ló sau khi kéo dài
(1 tia ló đi qua tiêu điểm và 1 tia đi qua quang tâm).
* Để tìm h theo h và d theo f
Ta xét hình chữ nhật ABIO có B là giao của 2 đờng chéo
B là trung điểm của
BO.
Mà BA song song BA (vì cùng vuông góc với
)
Dựa vào tính chất đờng trung
bình trong tam giác
h =
2
h
và
'
2
f
d =
.
Chuyên đề 2: Xác định quang tâm, tìm tiêu điểm của một thấu kính.
Sau khi học sinh đã vững về đờng truyền của 3 tia đặc biệt kỹ năng vẽ ảnh của vật
bằng 2 trong 3 tia ló khá thành thạo. Tôi nâng kiến thức quang học cho các em qua
chuyên đề 2. Xác định quang tâm hay nói cách khác là tìm vị trí của thấu kính khi
+ Vì ảnh S và vật S nằm ở hai phía của trục chính xx do đó S là ảnh thật của điểm
sáng S.
+ Thấu kính tìm đợc chính là thấu kính hội tụ.
8b, + Nối SS cắt xx
O
Dựng thấu kính
xx tại O
+ Vẽ tia tới SI song song xx
+ Nối IS kéo dài cắt xx tại F.
+ Lấy F đối xứng với F qua O trên xx.
+ Vì S và S cùng phía với trục chính xx nên S là ảnh ảo mặt khác S xa thấu kính
hơn vật S nên thấu kính tìm đợc là thấu kính hội tụ.
8c, + Nối SS cắt xx tại O là quang tâm.
Dựng thấu kính
xx tại O
+ Vẽ tia sáng SI song song xx.
Nối IS cắt xx tại F.
+ Lấy F đối xứng với F qua O trên xx.
11