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
7,677
992
183
79
b. Mục tiêu dạy học
Nội dung kiến thức cần xây dựng
- Nêu được cấu tạo và phân loại thấu kính.
- Trình bày các khái niệm vê: quang tâm, trục, tiêu điểm (ảnh, vật), tiêu cự, độ
tụ của thấu
kính mỏng.
- Vẽ được ảnh tạo bởi thấu kính và nêu được đặc điểm của ảnh (ảnh thật hay ảnh
ảo;
chiều hay độ lớn)
- Viết và vận dụng được các công thức về thấu kính
- Nêu được một công dụng quan trọng của thấu kính
Mục tiêu trong quá trình học:
- Các nhóm phải thực hiện nhiệm vụ được phân công trước đó.
- Khi nhóm này đang làm việc thì học sinh các nhóm còn lại phải theo dõi để rút
ra
nhận xét.
+ HS quan sát và tiến hành TN đê phân biệt được hai loại thấu kính
- Xác định được các yếu tố đặc biệt trên một thấu kính.
- Nhận xét được đường đi của tia sáng qua từng loại thấu kính.
- Biết cách vẽ được ảnh của một vật qua thấu kính.
- Nắm được các công thức thấu kính cùng các quy ước về dấu.
Sau giờ học
- Biết được cách vẽ các tia đặc biệt, và suy luận ra trường hợp các tia phụ.
- Nhớ kỹ các công thức thấu kính, và các quy ước về dấu.
- Nhớ bảng tóm tắt về sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính.
- Vận dụng các công thức, quy ước dấu cùng với sự tạo ảnh của vật qua thấu kính
để
giải được một số bài tập về nó.
- Tìm hiểu thêm những ứng dụng của thấu kính trong một số dụng cụ quang học
khác.
c. Công việc chuẩn bị của GV và HS.
+ Giáo viên:
- Máy biến áp 6-12 V, đèn laze dùng làm nguồn sáng.
- Các loại thấu kính.
80
- Máy vi tính, máy chiếu và màn hình
- Phiếu học tập
+ HS: Ôn tập kiến thức đã học ở cấp 2.
- Thực hiện các công việc đã được phân công.
d. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể.
Đặt vấn đề vào bài: Cuộc sống xung quanh chúng ta muôn màu muôn vẽ, khả năng con
người thì có hạn. Do vậy, con người đôi lúc rất cần được sự hỗ trợ từ nhiều công
cụ khác
nhau do chính con người tạo ra. Chẳng hạn, trong thực tế con người khó hoặc
không có thể
nhìn thấy được các chi tiết nhỏ, hay các vật tuy lớn nhưng lại ở rất xa,…
Những lúc này thông thường con người phải nhờ đến các dụng cụ gì? Các dụng cụ đó
có
cấu tạo cơ bản từ cái gì? Để biết được điều này hôm nay ta đi tìm hiểu bài “Thấu
kính”
Tiết 1: Thấu kính – Phân loại thấu kính và các đặc trưng của thấu kính
Hoạt động 1: Tìm hiểu về đặc điểm chung của thấu kính và phân loại thấu kính
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Cho học sinh quan sát các loại thấu
kính
(phẳng- lồi, phẳng- lõm, lồi- lồi, lõm-
lõm, lõm- lồi)
CH: Thấu kính là gì?
GV nhận xét và thống nhất các ý kiến
từ đó đưa ra khái niệm về thấu kính:
- Thấu kính là khối chất trong suốt
(thủy tinh, nhựa) giới hạn bởi hai mặt
cong hoạc bởi một mặt cong và một mặt
phẳng.
GV: Các bạn quan sát một số mô
hình thấu kính sau.
- Hãy phân loại chúng dựa vào hình
dạng cấu tạo bên ngoài
GV nhận xét và chỉ rõ cho học sinh
- Quan sát các thấu kính, cố gắng
nhận ra các đặc điểm chung của thấu kính.
Thảo luận nhóm, thống nhất ý kiến trong
nhóm
- Câu trả lời mong đợi
HS lắng nghe ghi nhận.
HS: Một số thấu kính có mép ngoài
mỏng hơn phần giữa và một số thấu kính
có mép ngoài dày hơn phần giữa.
81
thấy sự khác biệt giữa hai loại thấu kính
đó là:
Thấu kính rìa mỏng (thấu kính lồi) và
thấu kính rìa dày (thấu kính lõm)
GV: lưu ý người ta còn phân loại hai
loại thấu kính này dựa vào đường truyền
của tia sáng khi nó đặt trong không khí.
Thật vậy, các em hãy quan sát thí
nghiệm và nhận xét đường truyền của
chùm sáng ló khi qua hai loại thấu kính
này.
GV: Vậy thấu kính rìa mỏng có chùm
sáng ló là chùm hội tụ nên gọi là thấu
kính hội tụ và được kí kiệu:
- Thấu kính rìa dày có chùm sáng
ló là chùm phân kì nên gọi là thấu kính
phân kì và được kí hiệu:
HS quan sát và tự lực đưa ra nhận xét:
Với thấu kính rìa mỏng chùm sáng ló là
chùm hội tụ.
- Với thấu kính rìa dày chùm sáng ló
là chùm phân kì
HS nhận xét và bổ xung
HS lắng và ghi nhận
Hoạt động 2: Tìm hiểu các đặc trưng của thấu kính
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
GV cho học sinh xem các thí nghiệm
bằng các TN mô phỏng khi chiếu chùm
sáng song song tới thấu kính hội tụ và
thấu kính phân kì bằng sử dụng phần
mềm Flash. Yêu cầu học sinh nhận xét
đường đi của tia ló ra khỏi thấu kính..
GV giới thiệu khái niệm quang tâm,
trục phụ và trục chính.
Yêu cầu HS đọc SGK và nêu các khái
niệm tiêu điểm chính, tiêu điểm phụ, tiêu
HS thảo luận và một nhóm nhận xét về
chùm sáng ló ra khỏi thấu kính
HS lắng nghe ghi nhận các khái niệm
HS đọc SGK và thực hiện yêu cầu của
GV.
82
diện và vẽ hình vào vở
GV nhận xét câu trả lời và khái quat
hóa nội dung cần nắm và lưu ý: Các định
nghĩa về tiêu điểm ảnh chính F’, tiêu điểm
vật chính F áp dụng cho cả thấu kính hội
tụ và thấu kính phân kì nhưng vị trí của
chúng đối với mổi loại thấu kính thì
ngược nhau. Minh họa băng hai hình vẽ
song song đối với thấu kính hội tụ và thấu
kính phân kì.
GV nhấn mạnh quy ước về dấu của f
đối với hai loại thấu kính và công thức
tính đọ tụ của thấu kính.
GV: Dựa vào tính chất hội tụ của chùm
sáng ló ra khỏi thấu kính hội tụ. Em hãy
cho biết chúng có ứng dụng gì trong cuộc
sống
Câu trả lời mong đợi:
Phần lớn học sinh trả lời là dùng đốt
giấy (tạo ra lửa nhờ hứng chùm tia sáng
mặt trời chiếu đến thấu kính hội tụ), vì
đây là những trò tinh nghịch mà các em
hay làm.
NỘI DUNG GHI BẢNG
I. THẤU KÍNH – PHÂN LOẠI THẤU KÍNH
1. Định nghĩa: Thấu kính là một khối chất trong
suốt (thủy tinh, nhựa,…) giới hạn bởi hai mặt cong
hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng.
2. Phân loại: - Thấu kính lồi (thấu kính rìa
mỏng) khi đặt trong không khí gọi là thấu kính hội tụ
- Thấu kính lõm (thấu kính rìa dày) khi dặt trong
không khí gọi là thấu kính phân kì
83
II. KHẢO SÁT THẤU KÍNH HỘI TỤ, THẤU
KÍNH PHÂN KÌ
1. Quang tâm. Tiêu điểm, Tiêu diện.
a. Quang tâm O của thấu kính, trục chính
và trục phụ.
b. Tiêu điểm ảnh chính: F’ là tiêu điểm ảnh chính
d. Tiêu diện, tiêu điểm phụ
e. Tiêu cự:
'f OF OF= =
Quy ước: thấu kính phân kì f < 0; thấu kính hội tụ f > 0
+ Độ tụ của thấu kính:
1
D
f
=
(dp); f (m)
c. Tiêu điểm vật chính: F là tiêu điểm vật
84
Hoạt động 3: Củng cố, vận dụng
Câu 1: Giả sử khi bạn bị lạc trong một băng đảo, trên tay bạn chỉ có những cành
củi kho.
Làm thế nào để bạn có thể tạo ra lửa?
Câu 2: Tính tiêu cự của thấu kính có độ tụ lần lượt là +0,5 dp; +1 dp; +5 dp; -4
dp; -2 dp;
-0,4 dp; .Cho biết thấu kính nào là thấu kính hội tụ, thấu kính nào là thấu kính
phân kỳ.
Tiết 2: Sự tạo ảnh của thấu kính - Công thức về thấu kính và ứng dụng của
thấu kính
Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm ảnh điểm và vật điểm, cách dựng ảnh tạo bởi thấu
kính.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV yêu cầu các nhóm chuẩn bị tìm
hiểu các khái niệm tổng quát ảnh điểm và
vật điểm và lưu ý chỉ xét vật thật không
xét vật ảo
GV tổng hợp lại các nhận xét của HS
và nhắc HS cần phân biệt ảnh ảo và ảnh
thật
GV sử dụng TN mô phỏng lần lượt
chiếu các tia sáng đặc biệt tới TK hội tụ
cho HS quan sát đường đi của tia ló và
nêu nhận xét.
GV yêu cầu 2 HS lên bảng sử dụng các
tia sáng đặc biệt qua thấu kính để vẽ ảnh
của một vật o trước thấu kính hội tụ và
thấu kính phân kỳ trong hai trường hợp
vật ở trong khoảng tiêu cụ và ngoài tiêu
cự đối với từng loại thấu kính. (Phiếu học
tập)
HS nhóm 2 báo cáo trước lớp về các
khái niệm vật điểm và ảnh điểm
Các nhóm còn lại nhận xét và bổ xung
nếu có
Câu trả lời mong đợi:
- Tia tới song song với trục chính
- Tia tới qua quang tâm
- Tia tới ( hoặc đường kéo dài ) qua
tiêu điểm vật
- Tia tới song song với trục phụ
Dựa vào đường đi của các tia sáng đặc
biệt HS dựng ảnh của vật sáng qua từng
thấu kính trong mỗi trường hợp.
Hoạt động 2 : Các trường hợp tạo ảnh bởi thấu kính.
85
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Sử dụng TN mô phỏng lần lượt chiếu
các tia sáng đặc biệt tới TK hội tụ cho
HS quan sát đường đi của tia ló.
Thí nghiệm tương tự với thấu kính
phân kỳ. Bằng cách di chuyển vật đến các
vị trí khác nhau cho HS quan sát từ đó
nhận xét về tính chất, độ lớn và chiều của
ảnh so với vật để hoàn thành các thông tin
vào bảng tóm tắt.
HS quan sát thí nghiệm mô phỏng và
nêu nhận xét về tính chất ảnh của vật sáng
(vật thật) qua từng vị trí của vật từ đó rút
ra nhận xét về tính chất ảnh của vật qua
thấu kính và đề xuất bảng tóm tắt về sự
tạo ảnh
Hoàn thành các yêu cầu của bảng tóm
tắt
Hoạt động 3 : Các công thức về thấu kính
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
GV cho HS vẽ ảnh của vật sáng (hình
mũi tên)
- Từ các hình vẽ mô phỏng GV quy
ước dấu của các đại lượng.
GV lưu ý : ảnh thật vẽ hình mũi tên nét
liền, ảnh ảo vẽ hình mũi tên nét đứt
Yêu cầu HS vẽ ảnh của vật sáng AB
qua thấu kính
CH : Tìm mối liên hệ giữa khoảng
cách từ vật, ảnh tới quang tâm của thấu
kính (d và d’)với tiêu cự của thấu kính.
GV gợi ý sử dụng tam giác đồng dạng
Giới thiệu cách kí hiệu và quy ước dấu
trong các đại lượng
HS chú ý lắng nghe ghi nhớ
HS : sử dụng các tam giác đồng dạng
để tìm mối liên hệ giữa d, d’ và f để từ đó
rút ra công thức
111
'f dd
= +
- Căn cứ trên hình vẽ và công thức để
ghi nhớ các quy ước về dấu của các đại
lượng trong công thức.
- Công thức tính độ phóng đại
86
-
Các quy ước về dấu của các đại lượng
được thống nhất trong các biểu thức
'' 'AB d
k
AB d
= = −
Hoạt động 4 : Công dụng của thấu kính.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Cho học sinh tự do nêu những hiểu biết
của mình về những ứng dụng của thấu
kính. Giáo viên nhận xét, giải thích cho
rõ, đồng thời cho các em quan sát kính
lúp, kính hiển vi, kính thiên văn,…để học
sinh thấy rõ hơn vai trò của thấu kính
trong những dụng cụ này.
HS tự do tìm hiểu và khám phá
87
NỘI DUNG GHI BẢNG
IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH
1. Khái niệm ảnh và vật trong quang học (SGK)
2. Cách dựng ảnh bởi thấu kính
- Sử dụng các tia đặc biệt khi đi qua thấu kính
+ Tia tới song song với trục chính, tia ló tưng ứng (hoạc đường kéo dài) đi qua
tiêu điểm ảnh chính F’
+ Tia tới qua quang tâm thì truyền thẳng
+ Tia tới qua tiêu điểm vật chính F (hay có đường kéo dài qua F) tia ló song
song với trục chính
Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì
- Tia tới bất kì song song
với trục phụ, tia ló tương ứng
(hoặc đường kéo dài) qua
tiêu điểm ảnh phụ là giao điểm
của trục phụ đó với tiêu điểm ảnh
Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng
O
F
A
B
B
/
A
/
O
F
/
A
B
B
/
A
/
88
Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính (hình vẽ).
- Bước1: Xác định ảnh B’ của B bằng cách vẽ đường đi của 2 tia trong các tia
sáng đặc biệt. Ảnh B’ là giao điểm của các tia ló.
- Bước 2: Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính tại A’ thu được ảnh A’B’
của vật AB
2. Các trường hợp tạo ảnh
Bảng tóm tắt (chỉ xét vật thật)
Thấu
kính
Ảnh
Hội tụ (f > 0)
Phân kì (f < 0)
(OI =OI’2f)
Tính chất (thật,
ảo)
+ Ảnh
Ảnh luôn luôn ảo
Độ lớn (so ới
vật)
+ Ảnh ảo> vật
Ảnh thật
Ảnh > vật
Chiều (so với vật)
Vật và ảnh
Ảnh cùng chiều so với
vật
V. CÁC CÔNG THỨC THẤU KÍNH
1. Công thức xác định vị trí ảnh.
111
'f dd
= +
- Thật: vật ngoài OF
- Ảo: vật trong OF
> vật: vật trong FI
= vật: vật ở I
< vật: vật ngoài FI
- Cùng chiều thì
trái tính chất
- Cùng tính chất
thì trái chiều
I F O F’ I’
0 0 0 0 0
F’ O F
0 0 0