SKKN Phát triển kỹ năng giải một số dạng bài tập cơ bản về kính lúp trên cơ sở phân loại bài tập

SKKN Phát triển kỹ năng giải một số dạng bài tập cơ bản về kính lúp trên cơ sở phân loại bài tập 1 MỤC LỤC Nội dung Trang 1 MỞ ĐẦU 2 1 1 Lí do chọn đề tài 2 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 1 3 Đối tượng ngh[.]

MỤC LỤC

1 MỞ ĐẦU……… 2

1.1 Lí do chọn đề tài ……… 2

1.2 Mục đích nghiên cứu……… 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu……… 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu……… 2

2 NỘI DUNG……… 2

2.1 Cơ sở lí luận……… 2

2.2 Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm ……… 5

2.3 Kỹ năng phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập kính lúp 5

2.31 - Những điểm lưu ý khi giải bài tập 5

2.32-Một số dạng bài tập thường gặp 6

3.33-Bài tập vận dụng 9

2.4 Hiệu quả đạt được của đề tài……… 13

3.KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ……… 13

3.1 Kết luận……… 13

3.2 Kiến nghị……… 13

1 – MỞ ĐẦU

1.1- Lí do chọn đề tài

Như chúng ta đã biết bài tập về kính lúp được sử dụng trong những kỳ thi học sinh giỏi củng như trong kỳ thi THPT quốc gia Trong khi đó nhiều học sinh chưa thực sự hiểu rõ bản chất về hiện tượng vật lí và thường bế tắc khi giải bài tập Để học sinh nắm chắc kiến thức, vận dụng thành thạo vào giải các bài tập về

có hứng thú khi làm bài tập Qua thực tế giảng dạy, ôn tập cho học sinh trong việc giải bài tập tôi luôn suy nghĩ giúp học sinh phát triển kỹ năng giải một số dạng bài tập cơ bản về kính lúp

1.2- Mục đích nghiên cứu

Trong đề tài này, tôi xin phép được trình bày kinh nghiệm làm thế nào để học sinh nắm chắc những kiến thức cơ bản Phân loại và xây dựng phương pháp giải một số dạng bài tập thường gặp Đồng thời tôi cũng muốn đóng góp một chút kinh nghiệm của mình trao đổi cùng đồng nghiệp nâng cao hiệu quả giảng dạy, giúp các em học sinh lớp 11 trường THCS và THPT Nghi Sơn phát triển kỹ năng giải một số dạng bài tập cơ bản về kính lúp trên cơ sở phân loại bài tập và tìm ra phương pháp giải những bài tập này

1.3- Đối tượng nghiên cứu

Như đã trình bày, đề tài tập trung hướng dẫn học sinh nhận biết phân loại

và xây dựng phương pháp giải một số dạng bài tập cơ bản về kính lúp, trên cơ

sở phân tích nội dung đề bài từ đó vận dụng kiến thức, phân loại và xây dựng phương pháp cách giải dạng bài tập này

Các phương pháp giải, cách giải đó là một đặc trưng riêng của từng dạng bài tập về kính lúp một cách có hiệu quả tăng cường khả năng tư duy, tạo hứng thú học tập cho các em học sinh

1.4- Phương pháp nghiên cứu

Lựa chọn các ví dụ các bài tập cụ thể, phân tích nội dung của bài tập từ

đó hướng dẫn học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh để từ đó rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác, giúp học sinh nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ năng suy luận làm bài tập một cách khoa học

Phương pháp thực nghiệm sư phạm, điều tra, khảo sát thực tế : Học sinh

áp dụng các tính chất trên vào việc giải các bài toán cụ thể từ đó tổng quát hóa thành phương pháp giải các dạng bài tập

2 NỘI DUNG

2.1 - Cơ sở lí luận

Để học sinh có kỹ năng vận dụng kiến thức vào giải quyết tốt bài tập về kính lúp, trước hết cần trang bị cho học sinh cơ sở lý thuyết và kiến thức cơ bản

về kính lúp và kiến thức có liên quan

Chỉ ra nội dung kiến thức mà các bài toán thường đề cập từ đó chỉ ra phương pháp giải từng nội dung mà bài toán yêu cầu

2.11- Các kiến thức liên quan

a Công thức thấu kính

f  d d' d d'.f

d' f

 

 1 d' f d'

k



b Mắt

- Điểm cực cận CC : Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt còn nhìn rõ được 1

- Điểm cực viễn CV : Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt còn nhìn rõ được 1

- Khoảng cách từ điểm cực cận CC đến điểm cực viễn CV gọi là giới hạn nhìn rõ của mắt 1

- Góc trông vật : góc trông một vật AB có dạng là một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính của mắt, là góc tạo bởi hai tia sáng đi từ hai đầu A và B của vật qua quang tâm O của mắt 1

AB

tan 

l

- Năng suất phân ly của mắt là góc trông nhỏ nhất min giữa hai điểm mà mắt phân biệt được hai điểm đó 1

- Mắt nhìn vật tại điểm cực viễn không phải điều tiết, đối với mắt tốt điểm cực viễn ở vô cực 1

2.12 – Lý thuyết về kính lúp

a Định nghĩa

Kính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật nhỏ Nó có tác dụng làm tăng góc trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật nó nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt Cấu tạo kính lúp đơn giản là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn 1

b Cách ngắm chừng ở điểm cực cận và cách ngắm chừng ở cực viễn và ở vô cùng

l

O B'

A'

B

A



SGK Vật lý 11 - NXB GD.

1

Muốn quan sát vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật trong khoảng từ tiêu điểm vật đến quang tâm của kính để tạo ra ảnh ảo Đặt mắt sau kính quan sát ảnh ảo đó phải điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính để ảnh ảo này nằm từ CCđến CVcủa mắt

1

- Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1 ở điểm cực cận của mắt gọi là cách ngắm chừng ở cực cận 1

- Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1ở điểm cực viễn của mắt gọi là cách ngắm chừng ở cực viễn, trường hợp mắt tốt điểm cực viễn ở vô cực gọi là cách ngắm chừng ở

vô cực 1

c Số bội giác của kính lúp

Tỷ số giữa góc trông ảnh qua dụng cụ quang ( ) với góc trông trực tiếp vật ( )  0 khi vật đặt ở điểm cực của mắt được gọi là số bội giác (G)

; Vì , nhỏ G = 0

0

tan tan





; Đ = OCC 0

AB

tan

§

Từ hình vẽ 1 và 2 ta có : 1 1 1 1 vì

' '

1 1

A B A B tan

d d



'

d 0

O B'

A'

C C

B

A

 0

l



d'1

d2

d1

d'2

O'

B2

A2

F' O F CC A1 CV

B

A

SGK Vật lý 11 - NXB GD.

1

( Đây là công thức tổng quát )

1

' 1 '

1 1 ' 1

1 1 0

.

tan

tan

d l f

d f Đ d l

Đ K d l

Đ AB

B A G





















- Khi ngắm chừng ở cực cận :, vì '

1C

f

d f

G C   

- Khi ngắm chừng ở vô cực:

f

Đ G

d'      1

- Trường hợp mắt đặt cách kính = f, ta cũng có l G §

f

 Vậy khi ngắm chừng ở vô cùng và mắt đặt cách khính khoảng = f thì số bội l giác của kính bằng nhau

Chú ý : - Các công thức trên Đ là khoảng thấy rõ ngắn nhất của mắt người quan

sát

- G ký hiệu trên vành kính, ví dụ X2.5; X8 người mắt bình thương không có tật Đ = 0,25 (m)

Ví dụ : X2.5   0.25  2 5

f

G f 0 1 m

5 2

25





2.2 – Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Trong quá trình giảng dạy môn vật lí tôi nhận thấy đối với học sinh trường THCS và THPT Nghi Sơn, do đặc thù về điều kiện xã hội là học sinh các xã bãi ngang ven biển ý thức học tập chưa cao, khả năng tư duy sáng tạo chậm so với những nơi khác Việc vận dụng kiến thức đã học vào làm bài tập còn hạn chế, cách tư duy, phân tích đề bài tìm ra cách giải thiếu tính khoa hoc Rất nhiều học sinh không biết cách làm bài tập chính vì lý do đó để các em học sinh làm được bài tập giáo viên cần hướng dẫn các em kỹ năng phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập kính lúp từ đó các em vận dụng làm các bài tập khác tương tự

2.3 – Kỹ năng phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập kính lúp 2.31 - Những điểm lưu ý khi giải bài tập

Từ hình vẽ 1 có sơ đồ tạo ảnh



a Tìm vị trí đặt vật tức là tìm d1 ta xuất phát từ d2  ' d1

1

b Tìm điểm cực cận hoặc cực viễn tức là phải tìm d2xuất phát từ d1 '

1 d

d2 =

1 d



l

c d1, ' , d2chỉ có < 0 còn d1, d2 > 0, = hằng số

1

1

2

d OV 2.22- Tìm số bội giác dựa vào công thức tổng quát

' 1 ' 1

§.(f-d ) G

f.( -d )

 l

2.3 Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật dựa vào G

Do

G

OC AB

AB

OC G

OC

AB Đ

C

.

;

0 0









Max

C Min Min

G

OC

AB  .



2.32-Một số dạng bài tập thường gặp:

Dạng 1: Xác định số phóng đại, số bội giác của kính.

Bài 1: Một người dùng kính lúp có tụ D = 10diop quan sát vật nhỏ, mắt đặt sát

kính

a Tính số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực

b Tính số bội giác của kính và số phóng đại của ảnh khi người quan sát ngắm chừng ở điểm cực cận cho biết OCc = 25cm  2

Hướng dẫn Tóm tắt

Cho D = 10diop; l = 0cm; OCc = 25cm

Tìm

a G  ?

b Gc = ?; k = ?

Giải

Sơ đồ tạo ảnh



D

f  1  0 , 1  10

Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực:    2 , 5

f

Đ G

b) Khi ngắm chừng ở điểm cực cận

d2 = OCC = 10cm  ' = l – d2 = - 25cm

1 d

Số bội giác khi ngắm chừng ở điểm cực cận: ( ) 3 , 5

' 1

'

1 









d l f

d f Đ k

G C

Dạng 2: Xác định phạm vi đặt vật trước kính khi quan sát.

Bài 2 : Một người có OCC = 10cm ; OCV = 50cm Người này dùng kính lúp có

độ tụ 10diop để quan sát vật nhỏ Biết rằng mắt đặt sát kính

a Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?

b Tính số bội giác trong trạng thái mắt không phải điều tiết?  2

Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 11 – Nguyễn Phú Đồng - NXB tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh.

 2

Hướng dẫn Tóm tắt

Cho OCC = 10cm ; OCV = 50cm; Đ= 10diop; l = 0

Tìm

a d1 = ?

b Gv =?

Giải

Sơ đồ tạo ảnh :

( Võng mạc )



D

f  1  0 , 1  10

Khi ngắm chừng CC

d2 = OCC = 10cm  ' = l – d2 = - 10cm

1 d

cm f

d

f d

d ' 5

1

' 1





Khi ngắm chừng CV

d2 = OCV = 50cm  ' = l – d2 = - 50cm

1 d

cm f

d

f d d

6

50 '

1

' 1





 cm d  cm

6

50



b) Khi quan sát trong trạng thái phông phải điều tiết:

d2 = OCV = 50cm  ' = l – d2 = - 50cm

1 d

Số bội giác: ( ) 1 , 2

' 1

'

1 







d l f

d f Đ

G V

Dạng 3: Xác định chiều cao nhỏ nhất của vật khi quan sát.

Bài 3: Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 15cm và giới hạn nhìn rõ của

mắt 35cm Dùng kính lúp có tiêu cự 5cm để quan sát vật nhỏ AB Mắt đặt cách kính một khoảng 10cm

a) Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?

b) Tính số bội giác trong trường hợp người đó ngắm chừng ở điểm cực cận và ngắm chừng ở điểm cực viễn

Tuyển tập các bài toán vật lí – Lê Văn Thông - NXB Trẻ

 3

c) Biết rằng năng suất phân li của mắt là 1’ = (rad) Hãy tính khoảng cách

3500 1

ngắn nhất giữa hai điểm trên vật để mắt phân biệt được  3

Hướng dẫn Tóm tắt

Cho OCc= 15cm, OCv= 35cm; f = 5cm ; l = 10cm và

rad

3500

1

1'

min  



Tìm a d1 = ?

b Gc = ?; Gv = ?

c ABmin= ?Biết

d G = ? Biết d1 = 3,5cm

Giải

Sơ đồ tạo ảnh



a) Khi ngắm chừng CC

d2 = OCC = 15cm  ' = l – d2 = - 5cm

1 d

cm f

d

f d

d ' 2 , 5

1

' 1





Khi ngắm chừng CV

d2 = OCV = 35cm  ' = l – d2 = - 40cm

1 d

cm f

d

f d d

9

40 '

1

' 1





 cm d  cm Vậy phải đặt vật trước kinh trong khoảng từ 2,5cm

9

40 5

,



đến cm

9

40

b) Theo công thức: 1'

' 1

§.(f-d ) G

f.( -d )

 l Khi ngắm chừng ở điểm cực cận d1'   5cm; Số bội giác ( ' ) 2

1

'

1 







d l f

d f Đ

G C

Khi ngắm chừng ở điểm cực viễn d1'   40cm; Số bội giác ( ' ) 2 , 7

1

'

1 







d l f

d f Đ

G V



 OCC   OCC

ABmin   min thì Gmax = GC = 3 ; ABmin = cm

G

OC

Max

C Min

630

1





3.33-Bài tập vận dụng:

Bài tập tự luận:

Bài 1: Một mắt bình thường có điểm cực cận cách mắt 25cm quan sát một vật

nhỏ qua kính lúp có tiêu cự f = 5cm Tính khoảng cách giữa vật và kính trong trường hợp:

a Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính

b Mắt đặt sát kính

c Mắt đặt sau kính một khoảng l = 4cm  4

ĐS: a 4cmd1  5cm

b cm d 5cm

6

25

1 



c cm d 5cm

26

105

1 



Bài 2: Một người cận thị dùng kính lúp để nhìn vật AB cao 1mm Tiêu cự của

kính f = 4cm Xác định:

a Góc trông vật qua kính khi mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính

b Khoảng cách giữa vật và kính Biết khoảng nhìn rõ của mắt từ 12cm đến 36cm, mắt đặt sát kính

c Số bội giác của kính lúp khi vật AB đặt trước kính 3,5cm và mắt đặt sau

kính 2cm  4

ĐS: a rad

40

1





b 3cmd1  3 , 6cm

c G = 3,2

Bài 3: Mắt cận khi về già có điểm cực cận cách mắt m, điểm cực viễn cách

3 1

mắt 50cm Mắt đặt cách kính lúp 1cm để quan sát vật AB trước kính

a Tính số bội giác của kính lúp khi quan sát vật ở trạng thái mắt không phải điều tiết

b Tính độ cao tối thiểu của vật AB mà mắt có thể phân biệt được qua kính lúp Biết năng suất phân li của mắt là 3 104rad  4

ĐS: 1) f = 2cm

2) a G = 17

b AB 5 , 8 104cm

200 Bài toán quang hình - Vũ Thanh Khiết - NXB Tổng hợp Đồng Nai

 4

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Một kính lúp có độ tụ D = 20dp Với khoảng nhìn rõ ngắn nhất Đ = 30

cm, kính này có độ bội giác là:

A G = 1,8 B G = 2,25 C G = 4 D G = 6

Câu 2: Một người đặt mắt cách kính lúp có tiêu cự f một khoảng a để quan sát

vật nhỏ Để độ bội giác của kính không phụ thuộc vào cách ngắm chừng, thì a phải bằng:

A a = OCC B a = OCV C a = f D a = Đ = 25 cm

Câu 3: Một người có điểm cực cận cách mắt 25cm và điểm cực viễn ở vô cực ,

quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có độ tụ +10 điốp Mắt đặt sát sau kính Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực là

A 2,5 B 3,5 C 3 D 4

Câu 4: Một mắt thường có điểm cực cận cách mắt 24cm đặt ở tiêu điểm của một kính lúp có tiêu cự 6cm để quan sát một vật nhỏ Độ bội giác của kính là :

A 4 B 3 C 2 D 2,5

Câu 5: Với  là trông ảnh của vật qua kính lúp , 0 là góc trông vật trực tiếp đặt

ở điểm cực cận của mắt , độ bội giác khi quan sát qua kính là :

A G 0 B C D





0

cot cot

g G

g







0

G 



G tg







Câu 6: Trên vành kính lúp có ghi X5 Tiêu cự của kính này bằng :

Câu 7: Kính lúp là một thấu kính hội tụ có độ tụ D = 10 đp Độ bội giác của kính

khi ngắm chừng ở vô cực bằng: (Lấy Đ = 25 cm )

Câu 8: Dùng một thấu kính có tiêu cự f = 10cm để quan sát vật Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt là 25cm Mắt đặt sát sau kính Độ bội giác của kính khi ngắn chừng ở vô cực bằng:

Câu 9: Một người có điểm cực cận cách mắt 20cm dùng kính lúp có tiêu cự f =

5cm để quan sát vật Mắt đặt sau kính 5cm Độ bội giác của kính khi ngắm

chừng ở cực cận bằng:

Câu 10: Một người có điểm cực cận cách mắt 24cm dùng một kính lúp có tiêu

cự f = 5cm để quan sát vật Mắt đặt sau kính 4cm Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở cực cận bằng:

Câu 11: Một người có điểm cực cận cách mắt 25cm quan sát một vật nhỏ qua

kính lúp có độ tụ 10dp Kính sát mắt Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở cực cận là:

Câu 12: Một người có điểm cực cân cách mắt 15cm, quan sát một vật nhỏ bằng kính lúp trên vành kính có ghi X5 trong trạng thái không điều tiết (Mắt đặt sát kính), độ bội giác thu được là G = 3,3 Vị trí của điểm cực viễn của mắt người đó cách mắt người đó là:

Câu 13: Một người có tật cận thị, quan sát vật qua kính lúp có độ tụ D = 20dp Mắt đặt sau kính 2cm và quan sát ảnh không điều tiết Vật đặt cách kính 4,5cm Điểm cực viễn cách mắt một khoảng bằng:

Câu 14: Một người có điểm cực viễn cách mắt 105cm dùng một kính lúp để

quan sát một vật nhỏ Vật đặt cách kính 9cm Mắt đặt cách kính 15cm Để người này quan sát vật không mỏi mắt Tiêu cự của kính bằng:

Câu 15: Một người có tật cận thị có khoảng cách từ điểm cực cận đến điểm cực viễn là 10cm đến 50cm , quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự f = 10cm Mắt đặt sát sau kính Khoảng đặt vật trước kính là:

A 4cm  d  5cm B 4cm  d  6,8cm

C 5cm  d  8,3cm D 6cm  d  8,3cm

Câu 16: Một kính lúp có tiêu cự f = 4cm Mắt đặt sát sau kính 2cm Tìm vị trí đặt vật tại đó độ phóng đại bằng độ bội giác Biết điểm cực cận cách mắt 22cm:

Câu 17: Một người cận thị có điểm cực cận và điểm cực viễn cách mắt 15cm và

40cm Người này quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự 10cm Kính sát mắt Độ bội giác của kính biến thiên trong khoảng nào?

A 1,9  G  2,5 B 5  G  6,7

C 1,3  G  3,6 D 1,3  G  2,5

Câu 18: Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 12cm quan sát một vật nhỏ

qua kính lúp có tiêu cự 4cm Khoảng cách từ kính đến mắt là bao nhiêu để độ bội giác của kính không phụ thuộc vào cách ngắm chừng?

Câu 19: Một kính lúp trên vành ghi X2,5 Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt (cm) quan sát ảnh của một vật nhỏ qua kính trong trạng thái điều tiết 40

3

tối đa, mắt đặt sát kính Độ bội giác của kính là:

Câu 20: Một người có khoảng nhìn rõ từ 25 (cm) đến vô cực, quan sát một vật

nhỏ qua kính lúp có độ tụ D = + 20 (đp) trong trạng thái ngắm chừng ở vô cực

Độ bội giác của kính là: