Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Tổ chức dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 ban Cơ bản theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

109 I. TỔNG QUÁT VẦ CÁC DỤNG CỤ BỔ TRỢ CHO MẮT - Các dụng cụ quang bỗ trợ cho mắt đều tạo ảnh ảo có góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần. - Số bội giác: G = 0 α α = 0 tan tan α α ( với góc α là góc trông ảnh qua kính, α 0 là góc trông vật) II. CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO CỦA KÍNH LÚP 1. Công dụng: Kính lúp là dụng cụ quang bỗ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ. 2. Cấu tạo: Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài xentimét) III. SỰ TẠO ẢNH BỞI KÍNH LÚP - Phải điều chỉnh khoảng cách giữa vật và kính sao cho ảnh của vật qua kính phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. - Muốn quan xát vật trong một thời gian dài, nên thực hiện ngắm chừng ở điểm cực viễn để không bị mỏi mắt. IV. SỐ BỘI GIÁC CỦA KÍNH LÚP Số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng ở vô cực: c OC Đ G ff ∞ = = (với Đ = OC c ) Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng GV: Đưa ra những dòng chữ rất nhỏ trên một tờ giấy, với nhiều chiếc kính lúp và trên vành nó có ghi các giá trị khác nhau. Bằng những hiểu biết của mình, hãy chọn ra chiếc kính lúp nào mà theo các em nó có khả năng nhìn những con chữ trên rõ nhất? Tại sao lại chọn nó? Nó có cấu tạo thế nào? HS : Chọn chiếc kính trên vành có ghi giá trị...X lớn nhất. Vì khi đó số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực có giá trị lớn nhất, nghĩa là khi sử dụng chiếc kính lúp này góc trông ảnh là lớn nhất nên sẽ giúp mắt quan sát những con chữ nhỏ rõ nhất. Kính lúp này được cấu tạo từmột thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 25 X = cm GV: Kiểm chứng lại kết quả đó như thế nào? HS : lần lượt lấy từng chiếc kính lúp quan sát để chọn ra chiếc kính bổ trợ cho mắt tốt nhất (giúp mắt nhìn rõ nhất những dòng chữ nhỏ ban đầu ).

110 HS : Kiểm chứng lại giá trị tiêu cự của chiếc kính lúp này bằng cách thực hiện thí nghiệm đo tiêu cự của một thấu kính hội tụ, bằng cách: đặt vật trước kính lúp, nhờ ánh sáng từ một nguồn sáng chiếu vào vật, sau kính lúp là màn quan sát. Di chuyển màn quan sát cho đến khi nhận được trên màn một ảnh thật rõ nét, cố định màn. Đo khoảng cách từ vật tới kính = d, đo khoảng cách từ kính đến màn = d’, dùng công thức 111 'f dd = + tính ra giá trị của f. Tất cả các nhóm đồng loạt làm rồi so sánh kết quảvới nhau với giá trị f = 25 X cm; f có giá trị nhỏ. GV: Vì sao người ta không dùng thấu kính hội tụ có tiêu cự dài để làm kính lúp mà phải dùng thấu kính hội tụcó tiêu cự ngắn? HS: Vì c OC Đ G ff ∞ = = nên f àng nhỏ thì G ∞ càng lớn. GV lưu ý: Khi ngắm chừng ở vô cực thì số bội giác của kính kho phụ thuộc vào vị trí đặt mắt. 2.3.2.5. Bài 33 : “Kính hiển vi” a. Sơ đồ về tiến tŕnh xây dựng nội dung kiến thức. “Nguyên tắc cấu tạo, công dụng; sự tạo ảnh và số bội giác của kính hiển vi" - Muốn tạo ảnh thật của vật, thì linh kiện quang học thứ nhất phải là loại kính gì? - Để nhìn thấy ảnh qua linh kiện quang học thứ hai thì ảnh đó phải là Muốn như vậy trước hết phải tạo ảnh thật lớn hơn vật . Sau đó nhìn ảnh này qua linh kiện quang học thứ hai để thấy ảnh cuối cùng dưới góc trông lớn hơn Trong nghiên cứu để quan sát rõ các vật rất nhỏ mà kính lúp không còn sử dụng được như: tế bào, vi khuẩn,…mặc dù các vật nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt Cần phải tạo ra một loại dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt sao cho khi nhìn các thiên thể qua dụng cụ quang học, sẽ thấy ảnh của các vật dưới góc trông lớn hơn rất nhiều so với khi nhìn qua kính lúp.

111 Hãy quan sát sợi tóc bằng hai cách: sử dụng kính lúp và kính hiển vi tự tạo ra với những dụng cụ cho sẵn để quan sát. Kính hiển vi: bổ trợ cho mắt để quan sát những vật rất nhỏ, số bội giác lớn hơn rất nhiều so với kính lúp, gồm: + Vật kính: là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất nhỏ. + Thị kính: là một kính lúp. + Khoảng cách giữa vật kính và thị kính không đổi. Với cấu tạo như vậy thì kính hiển vi phải sử dụng như thế nào để ảnh của vật qua kính phải nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Dùng kính hiển vi quan sát thấy sợi tóc có nhiều vết sước răng cưa trong khi kính lúp không quan sát thấy Kính lúp: Vật AB qua kính tạo ra ảnh A 1 B 1 lớn gấp k lần vật Thiết kế kính hiển vi theo đề xuất rồi quan sát vật - So sánh với Vật AB qua vật kính tạo ảnh thật A 1 B 1 lớn gấp k 1 lần vật AB, A 1 B 1 qua thị kính tạo ảnh ảo A 2 B 2 lớn gấp k 2 lần A 1 B 1 . Muốn quan sát được ảnh A 2 B 2 vậy hải điề hỉ h kí h h A B ằ kh ả iê ủ hị kí h à

112 b. Mục tiêu dạy học  Nội dung kiến thức cần xây dựng - Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi, đăc điểm của vật kính và thị kính. - Sự tạo ảnh của kính hiển vi và đặc điểm của việc điều chỉnh kính hiển vi. - Thiết lập công thưc về số bội giác của kính hiển vi.  Trong quá trình học: - Học sinh biết được công dụng vượt trội của kính hiển vi so với kính lúp. - Học sinh biết cấu tạo của kính hiển vi, đặc điểm của vật kính và thị kính từ đó ráp được kính hiển vi phục vụ cho việc kiểm chứng công dụng của kính. - Học sinh vẽ được đường truyền ánh sáng từ vật AB qua kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực và chứng minh công thức tính số bội giác của kính khi đó. - Học sinh biết cách sử dụng kính hiển vi (chỉ thay đổi được vị trí vật hoặc hệ vật kính – thị kính chứ không thay đổi được khoảng cách giữa vật kính – thị kính Xác định số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực. - Sốbội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là: ; với Đ = OC c

113  Sau giờ học - Học sinh biết áp dụng công thức tính số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực để giải các bài tập. - Học sinh biết vận dụng những hiểu biết về kính hiển vi trong vật lý để sử dụng nó tốt hơn khi thực hành sinh vật. - Biết lắp ráp mô hình một kính hiển vi đơn giản nhờ các dụng cụ quang học có sẳn trong phòng thí nghiệm. c. Công việc chuẩn bị của GV và HS + Giáo viên: - Phân công công việc cụ thể cho từng nhóm - Kính hiển vi. - Các thấu kính có tiêu cựkhác nhau, bàn quuang học. - Hình vẽ đường truyền ánh sáng qua kính hiển vi. - Mẫu vật để quan sát. - Phiếu học tập + Học sinh - Tìm hiểu trước những thông tin về kính hiển vi. d. Tiến trình họat động dạy học cụ thể Kiểm tra bài cũ GV: Hãy nêu cấu tạo và công dụng của kính lúp. HS: - Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (khoảng 3 đến 5cm) - Kính lúp là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt quan sát những vật nhỏ. Đặt vấn đề vào bài GV: Như chúng ta đã biết, khi cần quan sát những rõ các chi tiết của các vật nhỏ, người ta dùng kính lúp. Nhưng khi cần quan sát những vật rất nhỏ (như vi trùng, tế bào, …) thì kính lúp không thể đáp ứng được Vì vậy ta cần có 1 dụng cụ quang học khác có thể làm tăng góc trông lên hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần. Dụng cụ đó là kính hiển vi. Vậy kính hiển vi có cấu tạo như thế nào? Hoạt động 1: Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi Hoạt động của GV Hoạt động của HS

114 GV: Để quan sát các vật rất nhỏ phải tìm cách tăng G. Nhưng liệu có thể tăng G bằng cách nào mà không phải bằng cách giảm mãi tiêu cự của kính. GV: Dựa vào những kiến thức em đã biết về các dụng cụ quang. Theo các em dụng cụ đó gồm những linh kiện quang học nào và bố trí như thế nào? GV phân tích và nhận xét về mô hình mà HS đã đề xuất. Làm thế nào để kiểm tra mô hình giả thuyết trên HS: Tạo ra ảnh thật lớn hơn vật rồi dùng kính lúp để quan sát ảnh đó, khi đó chúng ta sẽ có một lọai kính mà số bội giác G có thể lớn rất nhiều lần so với số bội giác của một chiếc kính lúp. HS: Thảo luận và đề xuất + Vật kính: là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất nhỏ. + Thị kính: là một kính lúp. Kiểm chứng GV: Phát cho các nhóm một số dụng cụ như đã đề xuất để kiểm tra mô hình và hoàn thành câu 1 phiếu học tập GV: Yêu cầu HS đọc lên kết luận của mình GV: Khẳng định lại nội dung các câu trả lời phiếu học tập. Hệ quang học có cấu tạo như trên gọi là kính hiển vi. GV: Cho HS quan sát một mẩu vật rất nhỏ (sợi tóc) băng kính hiển vi thật HS thấy được các vết sước trên tóc mà sử dụng các dụng cụ khác quan sát ta không thể nhìn thấy. Các nhóm tiến hành kiểm tra mô hình đã đề xuất. HS: nhận xét kết luận của bạn

115 Hoạt động 2: Tìm hiểu sự tạo ảnh và số bội giác của kính hiển vi Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV: Dựa vào công dụng của kính hiển vi yêu cầu HS vẽ sơ đồ tạo ảnh qua hệ hai thấu kính GV: Yêu cầu HS hoàn thành phần còn lại của phiếu học tập GV: Nhận xét những điểm cần lưu ý. - Phải điều chỉnh kính để thay đổi khoảng cách giữa vật AB và vật kính O 1 sao cho ảnh A 2 B 2 được tạo ra trong khoảng nhìn rõ của mắt. GV: Với mắt không có tật khi quan sát vật để không mỏi mắt thì ảnh A ’ 2 B ’ 2 phải nằm ở đâu? - Khi đó ảnh A ’ 2 B ’ 2 phải nằm ở vô cực thì ảnh A ’ 1 B ’ 1 phải nằm ở đâu? − Giáo viên thông báo cách quan sát vật bằng kính hiển vi trong thực tế. − GV: Tại sao phải kẹp vật giữa hai bản thủy tinh mỏng khi quan sát vật bằng kính hiển vi? HS: HS: nhận xét câu trả lời của bạn HS tiếp thu, ghi nhớ. HS: Muốn không bị mõi mắt khi quan sát vật bằng kính hiển vi cần điều chỉnh vật AB sao cho ảnh cuối cùng qua hệ nằm ở vô cùng. Khi đó ảnh A 1 B 1 phải trùng với F 2 của thị kính. HS lắng nghe, ghi nhận HS thảo luận đưa ra đáp án: phải kẹp vật giữa hai bản thuỷ tinh mỏng khi quan sát vật để toàn bộ hệ vật nằm trên một mặt phẳng. Mỗi chi tiết đều lọt vào khoảng 1 d∆ , do đó ảnh thấy được bởi mắt và vật rất nhỏ kẹp như thế sẽ cố định được vật. AB A 1 B 1 A 2 B 2 O 1 O 2

116 GV: Dựa vào hình vẽ khi ngắm chừng ở vô cực trong phiếu học tập. Yêu cầu HS thiết lập công thức tính số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực. GV: Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực phụ thộc vào những yếu tố nào? GV: Do vậy khi chế tạo kính hiển vi, để có môt kính với số bội giác theo ý muốn người ta chọn lựa vật kính và thị kính có tiêu cự hợp lý và tính toán để tìm cách đặt vị trí hai kính này một cách phù hợp. HS: thảo luận nhóm và hoàn thành yêu cầu của GV: 12 Đ G ff δ = , với , 12 12 1 2 ()FF OO f f δ = = −+ HS: Ngoài việc phụ thuộc vào hai tiêu cự của vật kính và thị kính, nó còn phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai kính NỘI DUNG GHI BẢNG I. CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO CỦA KÍNH HIỂN VI 1. Công dụng Là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt để quan sát các vật rất nhỏ. 2. Cấu tạo Kính hiển vi gồm hai bộ phận chính: - Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn (cỡ milimét) - Thị kính là một kính lúp. - Hai kính được đặt đồng trục với nhau, khoảng cách giữa hai kính (l = O 1 O 2 ) được giữ cố định. - Gọi , 12 FF δ = là độ dài quang học của kính. ● ● 2 L O 1 1 F ● ● F 2 ' 2 F l δ 1 L O 2 F

117 II. SỰ TẠO ẢNH VÀ SỐ BỘI GIÁC CỦA KÍNH HIỂN VI 1. Sự tạo ảnh qua kính hiển vi Sơ đồ tạo ảnh: - Thị kính tạo ảnh ảo sau củng A 2 B 2 lớn hơn vật nhiều lần và ngược chiều so với vật AB. - Phải điều chỉnh kính để thay đổi khoảng cách d 1 giữa vật AB và vật kính O 1 sao cho ảnh A 2 B 2 được tạo ra trong khoảng nhìn rõ của mắt. 2. Số bội giác - Số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực: 12 D G ff δ ∞ = (Với Đ=OC c ; , 12 FF δ = ) Hoạt động 3: Củng cố, vận dụng Vì sao người ta phải chọn những thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn để làm vật kính và thị kính trong kính hiển vi? HS: Dựa vào công dụng của kính hiển vi và vào công thức 12 Đ G ff δ = , dễ dàng thấy được nếu f 1 , f 2 nhỏ thì số bội giác sẽ lớn. Câu 1: Chọn câu đúng: Kính hiển vi gồm vật kính và thị kính là các thấu kính hội tụ. A. Vật kính và thị kính có tiêu cự nhỏ, khoảng vài milimét, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được. B. Vật kính và thị kính có tiêu cự nhỏ, khoảng vài milimét, khoảng cách giữa chúng không đổi. C. Vật kính có tiêu cự lớn, khoảng vài xentimét, thị kính có tiêu cự nhỏ, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được. D. Vật kính có tiêu cựnhỏ, khoảng vài milimét, thị kính có tiêu cự lớn, khoảng cách giữa chúng không đổi. Câu 2: Để quan sát ảnh của vật rất nhỏ qua kính hiển vi, người ta phải đặt vật AB A 1 B 1 A 2 B 2 O 1 O 2

118 A. Ngoài và rất gần tiêu điểm vật của vật kính. B. Trong khoảng từ tiêu điểm vật đến quang tâm của vật kính. C. Tại tiêu điểm vật của vật kính. D. Cách vật kính lớn hơn 2 lần tiêu cự. Dặn dò : Để quan sát các vật ở rất xa (như các thiên thể,..) thì chúng ta phải sử dụng quang cụ nào? Quang cụ này có cấu tạo như thế nào để biết rõ điều này các em về xem bài Kính thiên văn. 2.3.2.6. Bài 34: “Kính thiên văn” a. Sơ đồ tiến trình xây dựng nội dung kiến thức. “Nguyên tắc cấu tạo, công dụng; sự tạo ảnh và số bội giác của kính thiên văn" Trong nghiên cứu thiên văn, để quan sát rõ các thiên thể ở rất xa Trái Đất, cần phải tạo ra một loại dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt sao cho khi nhìn các thiên thể qua dụng cụ quang học, sẽ thấy ảnh của các thiên thể dưới góc trông lớn hơn rất nhiều so với khi nhìn trực tiếp bằng mắt. Về nguyên tắc, dụng cụ quang học đó được cấu tạo như thế nào? Muốn tăng góc trông, trước hết phải tạo ảnh thật của vật ở vị trí gần nhờ linh kiện quang học thứ nhất. Sau đó nhìn ảnh này qua linh kiện quang học thứ hai để thấy ảnh cuối cùng dưới góc trông lớn hơn - Muốn tạo ảnh thật của vật, thì linh kiện quang học thứ nhất phải là loại kính gì? - Để nhìn thấy ảnh qua linh kiện