của kính thiên văn mà cố định thì dù có thay đổi cả ống kính lên hay xuống thì cũng không thể quan sát được, khoảng cách đó rất nhỏ so với khoảng cách từ vật đến kính.. GV thông báo vấn[r]
Trang 1BÀI 54: KÍNH THIÊN VĂN
I Mục tiêu
1 Về kiến thức
- Nắm được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính thiên văn khúc xạ
và kính thiên văn phản xạ
- Xây dựng được biểu thức độ bội giác của kính thiên văn trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực
- Nắm được cấu tạo của kính thiên văn và cách ngắm chừng để quan sát vật qua ảnh
2 Về kỹ năng
- Rèn luyện kỹ năng vẽ ảnh của vật qua kính thiên văn
- Vận dụng kiến thức để giải các bài tập có liên quan
3 Về thái độ
- Học sinh chú ý nghe giảng, tích cực xây dựng bài
- Trung thực trong tiến hành thí nghiệm
II Chuẩn bị
1 Giáo viên
- Một số hành ảnh giới thiệu các loại kính thiên văn
- Một số tài liệu lịch sử ra đời và công dụng của kính thiên văn
- Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ dạy học
2 Học sinh
- Ôn tập kiến thức về sự tạo ảnh qua hệ thấu kính và các loại quang cụ đã được học
- Đọc trước bài mới ở nhà
III Định hướng phát triển năng lực
- Tạo khả năng hoạt động nhóm ở học sinh
- Phát triển cho học sinh khả năng tổng hợp phân tích
- Phát triển năng lực tư duy logic, năng lực sang tạo của học sinh
IV Tổ chức hoạt động dạy – học
1 Hoạt động 1(7 phút): Kiểm tra bài cũ Đặt vấn đề
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dụng
- Công dụng của kính
hiển vi là quang cụ bổ trợ
cho mắt trong việc quan
- GV nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Em hãy nêu công dụng của
Trang 2sát các vật rất nhỏ Khi
ngắm chừng phải thay đổi
khoảng cách d1 giữa vật
và vật kính bằng cách đưa
toàn bộ ống kính lên hay
xuống sao cho mắt nhìn
thấy ảnh cuối cùng của
vật rõ nhất.
kính hiển vi? Khi ngắm chừng phải điều chỉnh kính hiển vi như thế nào?
- GV nhận xét và đặt vấn đề:
Ở bài học trước chúng ta đã tìm hiểu về kính hiển vi – là quang cụ bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ Vậy, ngược lại, nếu muốn quan sát một vật có kích thước lớn mà ở rất xa chúng ta thì phải làm thế nào?
Có loại quang cụ nào giúp chúng ta quan sát được rõ các vật đó hay không? Thì chúng
ta cùng tìm hiểu qua bài hôm nay
2 Hoạt động 2(15 phút): Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo của kính thiên văn.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung
- HS tiếp thu vấn đề - GV thông báo:
Như đã tìm hiểu với kính hiển vi thì ta thấy rằng, muốn làm tăng góc trông thì trước hết phải tạo được một ảnh thật nhờ linh kiện quang thứ nhất sau đó sẽ dung quang cụ 2 để quan sát ảnh
đó dưới một góc trông lớn hơn
Cùng với nguyên tắc đó, để quan sát được các vật ở rất
1 Nguyên tắc cấu tạo của kính thiên văn
- Kính thiên văn là quang cụ bổ trợ cho mắt quan sát các vật ở rất xa bằng cách tạo ảnh có góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần
- Kính thiên văn khúc
xạ là kính thiên văn, trong đó người ta
Trang 3- HS suy nghĩ trả lời câu
hỏi:
Có thể dung thấu kính
hội tụ làm linh kiện
quang thứ nhất, vì các
vật ở rất xa => Coi
chùm tia sang từ vật tới
thấu kính 1 là chùm
song song nên ảnh của
vật qua thấu kính hội tụ
thứ nhất sẽ là ảnh thật,
ngược chiều và nhỏ hơn
vật Ảnh này sẽ nằm ở
tiêu diện ảnh chính của
thấu kính
- Linh kiện quang thứ 2
có thể là thấu kính hội
tụ hoặc thấu kính phân
kỳ
+ Với thấu kính hội tụ:
Muốn nhìn được ảnh
A2B2 dưới góc trông lớn
hơn thì A1B1 phải đặt
trong khoảng tiêu cự
của thấu kính hội thứ 2
Ảnh này là ảnh ảo, lớn
hơn và cùng chiều với
A1B1
+ Với thấu kính phân
kỳ: Muốn nhìn được
xa thì chúng ta cũng có thể đưa ra được nhiều mô hình dụng cụ quang có thể đáp ứng được yêu cầu trên Vậy, chúng ta hãy cùng tìm ra phương án để lấy được ảnh dưới góc trông lớn hơn góc trông trực tiếp vật
- GV gợi ý:
+ Muốn tạo ra ảnh thật, ở vị trí gần hơn vật thì dụng cụ quang thứ nhất phải là loại quang cụ nào? Khi quan sát ảnh A1B1 của vật AB ở vô cùng qua linh kiện này thì ảnh A1B1 đó phải nằm ở đâu
và có tính chất gì?
- Linh kiện quang thứ 2 có thể là loaijquang cụ nào?
Khi nhìn ảnh A1B1 qua linh kiện thứ 2 để thấy ảnh cuối cùng dưới góc trông lớn thì
A1B1 phải đặt ở vị trí nào?
dung thấu kính để nhận ánh sáng từ vật chiếu đến
- Kính thiên văn phản
xạ là kính thiên văn, trong đó người ta dung gương để nhận ánh sang từ vật chiếu đến
Trang 4A2B2 dưới góc trông lớn
thì ảnh A1B1 phải nằm
tại tiêu điểm ảnh chính
- HS lắng nghe và ghi
nhớ
- HS nhận thức vấn đề
- GV nhận xét và kết luận:
Dụng cụ quang có nguyên tắc cấu tạo cũng như chức năng vừa nói ở trên gọi là kính thiên văn
- Đây là loại quang cụ bổ trợ cho mắt quan sát các vật ở rất xa bằng cách tạo ảnh có góc trông lớn hơn góc trông vật nhiều lần
- Có nhiều cách để tạo ra được kính thiên văn, trong
đó người ta chia làm 2 loại:
+ Nếu ta dung thấu kính để nhận ánh sang từ vật chiếu đến thì đó gọi là kính thiên văn khúc xạ
+ Nếu dùng gương để nhận ánh sang từ vật chiếu đến thì
ta gọi đó là kính thiên văn phản xạ
GV cho HS quan sát 2 loại kính thiên văn tương ứng và
sự tạo ảnh qua 2 loại kính đó
GV thông báo vấn đề nghiên cứu tiếp theo:
Để biết cấu tạo cụ thể của các loại kính thiên văn này thì chúng ta chuyển sang mục 2
3 Hoạt động 3(15 phút): Tìm hiểu cấu tạo và cách ngắm chừng của kính thiên văn
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung chính
HS suy nghĩ trả lời câu hỏi: GV yêu cầu HS đọc SGK
Trang 5Có 2 bộ phận chính:
+ Vật kính là TKHT có tiêu
cự lớn
+ Thị kính là TKHT có tiêu
cự nhỏ
=> Hai kính được lắp đồng
trục ở 2 đầu của một ống hình
trụ Khoảng cách giữa chúng
có thể thay đổi được
HS suy nghĩ trả lời:
- Kính hiển vi và kính thiên
văn khúc xạ có những điểm
giống và khác nhau về cấu
tạo:
+ Giống nhau: Đều có 2 bộ
phận chính là 2 TKHT ghép
đồng trục với nhau
+ Khác nhau:
Kính hiển vi:
Khoảng cách
giữa 2 thấu kính không đổi
Vật kính có tiêu
cự nhỏ, thị kính
có tiêu cự lớn
Kính thiên văn:
Khoảng cách
giữa 2 thấu kính
có thể thay đổi
Vật kính có tiêu
cự lớn, thị kính
có tiêu cự nhỏ
HS suy nghĩ trả lời:
và trả lời câu hỏi:
- Nêu các bộ phận chính của kính thiên văn khúc xạ?
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4:
GV nhận xét và thông báo vấn đề nghiên cứu tiếp theo
- Với cấu tạo như vậy thì ta phải ngắm chừng như thế nào?
GV gợi ý:
+ Muốn quan sát vật rõ
2 Cấu tạo và cách ngắm chừng
a Cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ
- Gồm 2 bộ phận chính: vật kính và thị kính
b Cách ngắm chừng
- Muốn quan sát được ảnh A2B2 cần đặt mắt sát sau thị kính và thay đổi khoảng cách O1O2
giữa vật kính và thị kính sao cho ảnh
A2B2 nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt
c Cách ngắm chừng
ở vô cực
Ta có: O1O2 = f1 + f2
Trang 6+ Muốn quan sát được ảnh
của vật thì phải chỉnh kính
sao cho ảnh cuối cùng đó rơi
vào khoảng nhìn rõ của mắt
Ngắm chừng ở vô cực thì mắt
đỡ mỏi nhất Khi đó phải
chỉnh thay đổi khoảng cách
O1O2 giữa vật kính và thị kính
để sao cho ảnh cuối cùng nằm
trong khoảng nhìn rõ của mắt
- HS lắng nghe và ghi nhớ
- HS trả lời:
Để ngắm chừng ở vô cực
phải chỉnh kính sao cho ảnh
tạo bởi vật kính A1B1 nằm ở
tiêu điểm vật F2 của thị kính
Khi đó tiêu điểm ảnh F1’ sẽ
trùng với tiêu điểm vật F2 của
thị kính Ta có: O1O2 = f1 + f2.
HS suy nghĩ trả lời câu hỏi
C5:
nhất mà mắt đỡ mỏi thì ngắm chừng ở đâu? Khi đó phải chỉnh kính như thế nào?
- GV nhận xét và kết luận: + Muốn quan sát được ảnh cuối cùng phải thay đổi khoảng cách O1O2 sao cho ảnh đó nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt
+ Nếu ngắm chừng để ảnh tại cực cận thì ta gọi là ngắm chừng ở cực cận và nếu ảnh rơi tại cực viễn ta gọi là ngắm chừng ở cực viễn Và thường ngắm chừng ngắm chừng ở cực viễn là tốt nhất vì khi đó mắt sẽ đỡ mỏi nhât
GV đặt câu hỏi:
- Để ngắm chừng ở cực cận phải chỉnh kính như thế nào?
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C5:
Trang 7- Kính hiển vi: phải chỉnh
khoảng cách d1 giữa vật và
vật kính bằng cách thay đổi
toàn bộ ống kính nâng lên hay
hạ xuống
- Kính thiên văn: Chỉnh thị
kính để thay đổi khoảng cách
giữa O1 và O2
Giải thích sự khác nhau:
Nguyên nhân là do đối tượng
quan sát của kính thiên văn là
các vật ở rất xa Nếu O1O2
của kính thiên văn mà cố định
thì dù có thay đổi cả ống kính
lên hay xuống thì cũng không
thể quan sát được, khoảng
cách đó rất nhỏ so với khoảng
cách từ vật đến kính Do đó,
khi chỉnh thị kính thì tức là
tiêu cự sẽ thay đổi => d1’ sẽ
thay đổi
GV nhận xét và kết luận:
- Tóm lại, muốn ngắm chừng ta phải dịch chuyển thị kính để thay đổi khoảng cách O1O2 sao cho nhìn thấy ảnh A2B2 nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt
GV thông báo vấn đề nghiên cứu tiếp theo: Chúng ta vừa tìm hiểu cấu tạo và cách ngắm chừng của kính thiên văn khúc xạ Vậy, với kính thiên văn phản xạ thì nó có cấu tạo như thế nào?
Các em đã biết được kính thiên văn phản xạ: đó là
Trang 8HS suy nghĩ trả lời: Vật kính
phải là 1 gương lõm, vì
gương lõm có thể tạo được
ảnh thật, ngược chiều với vật
trên màn chắn trước gương
HS lắng nghe và nghi nhớ
HS quan sát và ghi nhớ
loại kính thiên văn mà trong đó người ta dung gương để nhận ánh sang từ vật chiếu đến
Vậy vật kính phải là loại kính gì?
GV nhận xét và giới thiệu
về sơ đồ nguyên lý kính thiên văn phản xạ và sự tạo ảnh qua kính
Lưu ý: Trong thực tế, ở
các kính thiên văn phản xạ, các tia sau khi phản xạ tại gương lõm sẽ đi tới và được phản xạ đổi hướng tại
1 gương khác để đi đến thị kính
- GV giới thiệu hình vẽ sơ
đồ tạo ảnh(Hình 54.5)
- GV giới thiệu cách ngắm chừng ở kính thiên văn khúc xạ
GV đặt vấn đề cho phần nghiên cứu tiếp theo: Cũng như kính lúp và kính hiển
vi, có đại lượng không thể không nhắc đến khi nghiên cứu các loại kính này, đó là
độ bội giác G
4 Hoạt động 4(5 phút): xây dựng công thức tính số bội giác của kính lúp Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung chính
- Chú ý lắng nghe GV thông báo: Với kính
thiên văn thì số bội giác G vẫn được tính là:
G = α/α0
3 Số bội giác của kính thiên văn
G = α/αo
Với α là góc trông
Trang 9HS hoàn thành yêu cầu của
giáo viên:
Ta có: Tanα = A1B1/f2 và
tanα0 = A1B1/f1
G = tanα/tanα0 = f1/f2
HS chú ý lắng nghe và ghi
nhớ
Ở đây α0 là góc trông trực tiếp vật nhưng vật không nằm tại cực cận của mắt nữa(vì vật quá xa nên ta không thể đưa vật về lại gần mắt được) Còn α là góc trong ảnh của vật cuối cùng qua kính
- Dựa vào hình 54.3, hãy tính G?
GV nhận xét và kết luận:
G∞ = f1/f2
Số bội giác G∞ của kính thiên văn khúc xạ trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực bằng tỉ số của tiêu cự vật kính và tiêu cự của thị kính
=> Vậy, muốn có G lớn thì vật kính phải có tiêu cự nhỏ
và thị kính phải có tiêu cự lớn
ảnh của vật qua kinh αo là góc trông trực tiếp vật
- Trường hợp ngắm chừng ở vô cực: tanα0 = A1B1/f1
tanα = A1B1/f2
=> G∞ = tanα/tanα0
= f1/f2
5 Hoạt động 5(5 phút): Củng cố bài học Giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung chính
- Làm bài tập
- Tiếp thu và nhận nhiệm vụ
- Yêu cầu học sinh làm bài tập SGK
- Yêu cầu học sinh học bài và làm bài trước khi đến lớp
- Yêu cầu học sinh đọc bài mới