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

69 1. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn thì: A. Luôn xay ra hiện tượng phản xạ toàn phần B. Không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra C. Khi góc tới bằng góc giới hạn thì bắt đầu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. D. Có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần 2. Giải bài tâp 8 (SGK/ tr 173) 3. Em hãy cho biết tại sao kim cương lại có vẽ đẹp rực rỡ. 2.3.2. Các bài học của chương VII: “Mắt. Các dụng cụ quang học”. - Bài 28. Lăng kính - Bài 29. Thấu kính mỏng - Bài 31. Mắt - Bài 32. Kính lúp - Bài 33. Kính hiển vi - Bài 34. Kính thiên Văn - Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì 2.3.2.1. Bài 28: “Lăng kính” a. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức

70 b. Mục tiêu dạy học  Nội dung kiến thức cần xây dựng - Cấu tạo của lăng kính, các phần tử của lăng kính - Sự tán sắc của chùm sáng trắng khi qua lăng kính và đường đi của tia sáng qua lăng kính - Biết ứng dụng các ứng dụng của lăng kính  Trong quá trình học Tia sáng đơn sác qua lăng kính khi bị phân tích thành nhiều màu sáng khác nhau. Vận dụng kiến thức khúc xạ ánh sáng để xác định đường truyền của tia sáng đơn sắc qua lăng kính Dựa vào cấu tạo và tác dụng của lăng kính . Tìm hiểu về lăng kính phản xạ toàn phần và ứng dụng của lăng kính trong thực tế như : Ống nhòm, máy ảnh,… Chiếu chùm tia sáng trắng tới mặt bên AB của lăng kính thì chùm sáng ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên AC có đặc điểm gì? Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác. - Khối chất có chiết suất n, lăng kính gồm cạnh, đáy và hai mặt bên, Góc hợp bởi hai mặt bên gọi là góc chiết quang A. S I J R Tia sáng SI chiếu tới mặt bên sẽ bị khúc xạ. Do không khí chiết quang kém hơn chất làm lăng kính nên tia Ị bị lệch về phía đáy lăng kính. Kết quả chùm tia ló JR ra khỏi lăng kính bị lệch về phía đáy lăng kính A Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính là chùm sáng gồm nhiều màu khác nhau

71 - HS phải mô tả được cấu tạo của lăng kính khi quan sát các mô hình của. Từ đó biết được các phần tử của lăng kính. - Biết được tác dụng của lăng kính là tán sắc ánh sáng trắng. - Biết vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để vẽ đường truyền của tia sáng khi qua lăng kính - Biết đường đi của một tia sáng và cách vẽ đường đi tia sáng qua lăng kính.  Sau khi học - HS biết được lăng kính là gì? Cấu tạo và các đặc trung của lăng kính - Biết được công dụng của lăng kính và có thể sử dụng hoạc ứng dụng của lăng kính để chế tạo các dụng cụ quang. c. Công việc chuẩn bị của GV và HS + Giáo viên: - 6 lăng kính nhựa có tiết diện thẳng là tam giác. Trong đó có một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân. Một đèn lazer, nguồn điện 6 – 12V. Một số hình ảnh động về: đường truyền của tia sáng đơn sắc qua lăng kính khi đặt trong không khí, 6 nguồn sáng (bóng đèn 12V, nếu có ánh sáng mặt trời càng tốt làm nguồn sáng trắng), kính lọc sắc. - Chuẩn bị thí nghiệm minh họa bằng Flash về đường đi của tia sáng qua lăng kính - Chuẩn bị một số câu hỏi trắc nghiệm để củng cố bài học và kiểm tra kiến thức của học sinh Học sinh: - Ôn lại định luật khúc xạ ánh sáng và các trường hợp riêng. Hiện tượng phản xạ toàn phần. d. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo của lăng kính

72 Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Giáo viên cho học sinh xem một số lăng kính thủy tinh đã chuẩn bị sẵn. Yêu cầu HS nhận xét về hình dạng và cấu tạo và vẽ hình dạng của lăng kính GV: Nhận xét, bổ xung - Nêu định nghĩa các yếu tố của lăng kính GV: Khi chiếu tia sáng đơn sắc hẹp tới mặt bên AB của lăng kính thì có tia ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên AC. Tia ló có phương như thế nào so với tia tới? - Quan sát - Lăng kính là khối chất trong suốt, có hình dạng là một lăng trụ tam giác Hình vẽ: HS tiếp nhận và ghi nhớ HS suy nghỉ vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Xét đường truyền của tia sáng qua lăng kính Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV Nếu chiếu chùm sáng trắng vào mặt bên của lăng kính. Yêu cầu HS nhận xét về chùm sáng ló ra khỏi lăng kính GV yêu cầu HS làm thí nghiệm kiểm chứng GV nhận xét và chọn phương án đề suất hợp lý nhất. Tổ chức HS tiến hành thí nghiệm kiểm chứng với những dụng cụ đã có sẳn trên bàn. GV : Vậy chiếu chùm sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính. Hãy nhận xét đường truyền của tia sáng qua lăng kính Yêu cầu học sinh áp dụng định luật khúc xạánh sáng để xác định đường đi của - Chùm sáng ló sẽ bị tán sắc thành dải màu khác nhau và sẽ bị lệch phương theo hiện tượng khúc xạ ánh sáng Các nhóm thảo luận đề suất dụng cụ thí nghiệm và cách tiến hành HS tiến hành TN Tia sáng SI chiếu tới mặt bên của lăng kính sẽ bị khúc xạ, chùm sáng ló ra khỏi lăng kính sẽ bị lệch về phía đáy lăng kính Nhóm HS thảo luận và tiến hành yều cầu của GV

73 tia sáng khi đi qua lăng kính. Vẽ đường đi của tia sáng. Minh họa bằng thí nghiệm ảo đường đi của tia sáng qua lăng kính GV :Như vậy chúng ta thấy rằng Lăng kính có những tác dụng đặc biệt khi ánh sáng truyền qua. Vậy lăng kính được ứng dụng vào trong thưc tế như thế nào để biết rõ vấn đề này ta đi tìm hiểu vấn đề tiêp theo. HS quan sát và đối chiếu với kết quả của mình đã vẽ và tiếp nhận thông tin. HS tiếp nhận vấn đề cần tìm hiểu Hoạt động 3 : Tìm hiểu về công dụng của lăng kính Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV:Lăng kính có tác dụng gì khi chiếu tới mặt bên lăng kính chùm ánh sáng trắng và tia sáng đơn sắc? Do tác dụng như vậy nên lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ (có tác dụng xác định cấu tạo của nguồn sáng) GV : Hãy xác định đường truyền của tia sáng đơn sắc qua lăng kính có tiết diện là tam giác vuông cân. GV : Vì sao lăng kính này có tên là HS: Lăng kính có tác dụng làm tán sắc ánh sáng trắng và làm lệch tia sáng đơn sắc về phía đáy của lăng kính HS ghi tiếp nhận kiến thức Nhóm HS thảo luận và tiến hành vẽ đường truyền của tia sáng qua lăng kính HS : Vì chùm sáng song song đi vào S I J R A

74 lăng kính phản xạ toàn phần? GV : lăng kính phản xạ toàn phần sử dụng để tạo ảnh thuận chiều. Vậy ứng dụng của lăng kính này trong thực tế để làm gì ? GV nhận xét góp ý và sử dụng máy vi tính giới thiệu một số công dụng của lăng kính phản xạ toàn phần (ống nhòm, máy ảnh, ….) lăng kính vuông góc với mặt bên nên truyền thẳng, gặp mặt bên tiếp theo với góc tới lớn hớn góc giới hạn nên tia sáng bị phản xạ toàn phần HS : tiếp nhận thông tin Nhóm HS thảo luận đua ra câu trả lời thích Nhóm khác nhận xét câu trả lời của bạn. HS quan sát và tiếp nhận NỘI DUNG GHI BẢNG BÀI 28 : LĂNG KÍNH I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH Lăng kính là một khối trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác. + Các yếu tố cơ bản - Cạnh, đáy, hai mặt bên - Góc chiết quang A, chiết suất n II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG ĐI QUA LĂNG KÍNH 1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng - Chùm sáng trắng qua lăng kính bị tán sắc thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. 2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính - Chùm sáng đơn sắc qua kăng kính không bị tán sắc, chùm sáng ló ra khỏi lăng kính bị lệch về phía đáy lăng kính III. CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 1. Máy quang phổ Là bộ phận chính của máy quang phổ, có tác dụng xác định cấu tạo của nguồn S I J R A C B

75 sáng 2. Lăng kính phản xạ toàn phần Hoạt động 4 : Củng cố, vận dụng Chuẩn bị một số câu hỏi trắc nghiệm bằng máy vi tính kiểm tra kiến thức HS nắm được trong tiết học và giao nhiệm vụ về nhà cho HS 2.3.2.2. Bài 29: “Thấu kính mỏng” a. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “ Thấu kính mỏng; sự tạo ảnh bởi thấu kính; công thức và công dụng của thấu kính” Trong hầu hết các dụng cụ quang học như: máy ảnh, ống nhòm, kính lúp, kính hiển vi, luôn có một bộ phận rất quang trọng được gọi là kính. Thực chất những kính đó cấu tạo thế nào? Nó có tác dụng gì mà được ứng dụng trong các dụng cụ đó? Những kính này giúp mở rộng khả năng nhìn của mắt (có thể nhìn các vật ở rất xa hoặc nhìn những chi tiết rất nhỏ), nhờ việc tạo ra ảnh ở gần hơn hoặc lớn hơn so với vật. Quan sát các kính trong một số dụng cụ khác nhau Mỗi thấu kính có những đặc điểm gì đặc biệt mà lại được ứng dụng trong các dụng cụ khác nhau? Xét thấu kính có bề dày chính giữa rất nhỏ so với bán kính mặt cầu, gọi là thấu kính mỏng Thấu kính là khối chất trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng. - Có hai loại: thấu kính lồi hay thấu kính có rìa dày; thấu kính lõm hay thấu kính có rìa mỏng. - Trong không khí, thấu kính lồi gọi là thấu kính hội tụ, thấu kính lõm gọi là thấu kính phân kỳ.

76 - Điểm chính giữa của thấu kính gọi là quang tâm O, mọi tia sáng qua quang tâm O đều truyền thẳng. - Đường thẳng qua O và vuông góc với mặt thấu kính gọi là trục chính, mọi đường thẳng khác qua O gọi là trục phụ. - Tiêu điểm ảnh chính F’ của thấu kính là điểm nằm trên trục chính mà mọi tia tới song song với trục chính đều cho tia ló qua nó. - Tiêu điểm vật chính F của thấu kính là điểm nằm trên trục chính mà mọi tia tới qua nó sẽ cho tia ló song song với trục chính. - Mỗi thấu kính có tiêu điểm vật F và tiêu điểm ảnh F’ nằm trên trục chính đối xứng nhau qua quang tâm O, - Mặt phẳng vuông góc với trục chính và chứa các tiêu điểm gọi là tiêu diện, gồm tiêu diện ảnh và tiêu diện vật. - Tiêu cự f là khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính F. f OF = ; Độ - Quan sát hình vẽ Mổi thấu kính có đặc điểm gì đặc biệt? Bằng cách nào để kiểm tra được những đặc điểm đó. Dựa vào đường truyền của tia sáng qua mỗi thấu kính - Quan sát TN mô phỏng - Thực hiện TN thật. - Mọi tia tới qua quang tâm O truyền thẳng. - Chùm tia tới song song, chùm tia ló cắt nhau tại một điểm F ’ , điểm này gọi là tiêu điểm ảnh F ’ - Chùm tia tới đi qua một điểm F ’ trên trục chính, chùm tia ló ra khỏi thấu kính là chùm song song - Tia tới dọc theo trục chính của thấu kính truyền thẳng. - Chùm tia tới song song trục chính sẽcho chùm tia ló hội tụ tại một điểm F’ trên trục chính. - Chùm tia tới hội tụ tại một điểm trên trục chính F sẽ cho chùm tia ló song song trục

77 tụ 1 D f = - tính bằng điôp, f tính bằng m - Mặt phẳng vuông góc với trục chính và chứa các tiêu điểm gọi là tiêu diện, mổi thấu kính có hai tiêu diện, tiêu diện ảnh và tiêu diện vật. Dựng ảnh bằn cách dựa vào đường truyền của các tia sáng đặc biệt - Quan sát TN mô phỏng Thấu kính hội tụ: (f > 0) - Vật cách thấu kính một đoạn d < f; cho ảnh cùng chiều và lớn hơn vật ⇒ ảnh ảo - Vật cách thấu kính một đoạn f < d < 2; cho ảnh ngược chiều và lớn hơn vật ⇒ ảnh thật - Vật cách thấu kính một đoạn d > 2f; cho ảnh ngược chiều và nhỏ hơn vật ⇒ ảnh thật - Vật cách kính một đoạn d = 2f; cho ảnh gược chiều và bằng vật ⇒ ảnh thật - Vật cách kính một đoạn d =f; cho ảnh ở vô cực. Thấu kính phân kì: (f < 0) - Luôn cho cùng chiều và nhỏ hơn vật ⇒ ảnh ảo - Làm thế nào để dựng được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính? Chỉ xét vật thật + Ảnh tạo thành có những đặc điểm sau: - Ảnh lớn hơn vật, bằng vật và nhỏ hơn vật - Ảnh ngược chiều với vật là ảnh thật - Ảnh cùng chiều với vật là ảnh ảo. - Làm thế nào để kiểm tra những đặc điểm đó Làm thế nào để xác định các vị trí, tính chất ảnh của một vật qua thấu kính về mặt định lượng? Quy ước: - Vị trí vật d ; chỉ xét vật thật d > 0. - Vị trí ảnh d’: với d’ > 0 : ảnh thật; d’ < 0 : ảnh ảo. - Sốphóng đại: ''AB k AB = ; k > 0: ảnh ảo; k < 0: ảnh ảo

78 - Công thức xác định vị trí ảnh: 111 ' dd f += - Công thức xác định sốphóng đại ảnh : 'd k d = − Quy ước: - Vị trí vật d ; chỉ xét vật thật d > 0. - Vị trí ảnh d’: với d’ > 0 : ảnh thật; d’ < 0 : ảnh ảo. - Sốphóng đại: ''AB k AB = ; k > 0: ảnh ảo; k < 0: ảnh ảo - Dựa vào hình vẽ và áp dụng công thức tam giác đồng dạng để tìm mối liên hệ giữa vị trí vật, ảnh, tiêu cự và số phóng đại ảnh Kiểm chứng các công thức trên bằng cách nào? Ví dụ: Vật sáng AB qua thấu kính hội tụ cho ảnh A’B’ hứng được trên màn, có chiều cao bằng 2 lần vật và cách thấu kính 30cm. Xác định tiêu cự của thấu kính. - Dùng các công thức - Dùng thí nghiệm f = 10 cm f = 9,75 cm - Làm thế nào để dựng được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính - Chỉ xét vật thật - Công thức xác định vị trí ảnh: 111 ' dd f += - Công thức xác định số phóng đại ảnh : 'd k d = −