Hơn nữa, do đặc thù của bộ môn Vật lý là một môn học mang hai tính chất: lý thuyết và thực nghiệm, nên việc chọn biện pháp hướng dẫn học sinh tích cực nhận thức vừa là một yêu cầu bắt bu[r]
Trang 1A-PHẦN MỞ ĐẦU
I.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Trong những năm gần đây Bộ Giáo Dục và ĐàoTạo nước ta đã thực hiện chương trình cải cách giáo dục Yêu cầu đặt ra: làm thế nào để phát huy tính tích cực học tập của học sinh? Làm thế nào để học sinh lĩnh hội kiến thức ( kiến thức nói chung , kiến thức Vật lý nói riêng) một cách tích cực nhất, và áp dụng kiến thức đó vào thực tiễn đời sống một cách hiệu quả nhất? Trả lời được những vấn đề này phải xét đến quá trình dạy và học, bởi dạy và học là hai yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng đào tạo
Đối với giáo viên: Muốn dạy tốt không những phải có kiến thức vững vàng, mà cần phải có những phương pháp giảng dạy phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh Do đó, việc chọn phương pháp hướng dẫn học sinh tích cực nhận thức trong quá trình học môn Vật lý là một yêu cầu không thể thiếu đối với mỗi giáo viên
Đối với học sinh: Muốn học tốt, hiểu sâu kiến thức và biến nó thành giá trị riêng của mình, đòi hỏi học sinh phải cố gắng về trí tuệ và kiên trì trong học tập Đặc biệt khi say mê hứng thú tiếp thu kiến thức một cách tích cực sẽ giúp học sinh hiểu sâu và vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn cuộc sống một cách hiệu quả
Hơn nữa, do đặc thù của bộ môn Vật lý là một môn học mang hai tính chất: lý thuyết và thực nghiệm, nên việc chọn biện pháp hướng dẫn học sinh tích cực nhận thức vừa là một yêu cầu bắt buộc đối với giáo viên, vừa là một biện pháp giúp học sinh lĩnh hội kiến thức, phát triển tư duy, kỹ năng, kỹ xảo Từ đó học sinh làm quen dần với tiếp cận hệ thống: mỗi kiến thức là một mắc xích trong một chuỗi các kiến thức, để học sinh hình dung được bức tranh Vật lý, nắm được kiến thức sâu sắc, có hệ thống và dễ dàng hơn so với việc ghi nhớ máy móc, rời rạc
Là một giáo viên đang làm công tác giáo dục và giảng dạy ở trường phổ thông, ngoài nhiệm vụ giáo dục, truyền đạt kiến thức cho học sinh thì việc tự bồi dưỡng, nâng cao kiến thức, cải tiến phương pháp giảng dạy còn là nhiệm vụ cần thiết Trước thực trạng này, ở nước ta đã có nhiều công trình, đề tài lý luận và thực tiễn nghiên cứu việc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý theo hướng tăng cường vai trò chủ thể của học sinh, kích thích tính tích cực, sáng tạo chiếm lĩnh kiến thức của học sinh theo những cách tiếp cận khác nhau, cách giải quyết khác nhau
Đề tài: "Phương pháp giảng dạy bài tập về mắt và các dụng cụ quang học "
sẽ góp phần thực hiện yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học Nó được xem như một đòi hỏi cấp thiết từ bản thân trước thực trạng dạy học môn Vật lý hiện nay
II.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Vận dụng những quan điểm lý luận dạy học về việc tổ chức hoạt động nhận
Trang 2học sinh tích cực nhận thức trong quá trình học môn Vật lý ở trường trung học phổ thông(THPT)
III.ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
3.1-Đối tượng nghiên cứu: Học sinh THPT
3.2-Phạm vi nghiên cứu:
- Phương pháp hướng dẫn học sinh tích cực nhận thức, tự lực giải quyết vấn đề trong quá trình học môn Vật lý
- Vận dụng vào quá trình dạy bài tập chương "Mắt và các dụng cụ quang học" lớp 12 THPT
IV.NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:
-Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề -Đưa ra một số biện pháp hướng dẫn học sinh tích cực nhận thức trong quá trình giảng dạy tiết bài tập môn Vật lý
-Thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo
V.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
-Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học để xây dựng cơ sở khoa học cho các biện pháp nghiên cứu khoa học của đề tài
-Phương pháp thực nghiệm sư phạm: điều tra, dự giờ, trao đổi kinh nghiệm với giáo viên đang giảng dạy ở trường phổ thông Thống kê những sai lầm và khó khăn của học sinh khi giải bài tập về “Mắt và các dụng cụ quang học”, từ đó đưa
ra phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập theo từng loại
-Ngoài ra, đề tài còn sử dụng các phương pháp bổ trợ khác -Phương pháp thống kê,so sánh, đánh giá kết quả điều tra và thực nghiệm
Trang 3B-NỘI DUNG I.YÊU CẦU VỀ KIẾN THỨC:
Học sinh phải nắm vững kiến thức cơ bản về cấu tạo (phương diện quang học) của mắt và các dụng cụ bổ trợ cho mắt
1.Đại cương về mắt:
1.1.Mắt về phương diện quang học:
Mắt là một TKHT có tiêu cự biến thiên được và một màn ảnh cố định (võng mạc) Mắt trông thấy rõ vật nếu ảnh của vật hiện ở võng mạc
1.2.Sự điều tiết:
a)Bản chất điều tiết: là khả năng thay đổi bán kính R của thuỷ tinh thể, làm thay đổi tiêu cự khi d thay đổi, nhằm giữ cho d/ không đổi (ảnh ở võng mạc) Aùp dụng các công thức về thấu kính, ta có:
/ đồng biến
/
1 ( 1)2
1 1 1
n
d d f
d const
,
d R
Vậy nếu dịch chuyển vật lại gần mắt thì thuỷ tinh thể phải phồng lên
b)Giới hạn điều tiết: Tiêu cự f chỉ thay đổi trong phạm vi nhất định, do đó mắt chỉ nhìn rõ vật trong khoảng xác định d: OC c d OC V
1.3.Năng suất phân ly và góc trông của mắt:
-Mắt còn có thể phân biệt 2 điểm A và B trên cùng một vật nếu góc trông
min
1
3500 rad
-Góc trông vật AB là (Hình1)., ta có:
tan AB
OA
2.Các tật của mắt và cách sửa:
2.1.Mắt không tật:
+OCc 25cm
+OCv
+Khi nhìn ở vô cùng mắt không phải điều tiết
2.2Mắt cận thị:
Bình thường thuỷ tinh thể đã phồng, khả năng dẹt lại rất ít Vì vậy không nhìn rõ vật ở xa Điểm cực cận ở gần hơn so với mắt không tật.(Giới hạn nhìn rõ là một khoảng hữu hạn)
25
c
OC cm
(Hình 1)
Trang 4Điều kiện để nhìn rõ ảnh ảo:
/
1
OC d OC
d d
vớid1 OC v(tầm nhìn)
Điều kiện để nhìn rõ ảnh:
/
1
c
V
OC d
d OC
*Cách khắc phục:
Phải đeo một TKPK có độ tụ thích hợp, sao cho ảnh ảo hiện ở điểm cực viễn (tiêu diện) Khi đó 1 với (Hình 2)
k
D f
f k (OC OO v k)
2.3.Mắt viễn thị:
Bình thường thuỷ tinh thể đã dẹt, khả năng phồng lên được ít, do đó không nhìn được vật gần, nhìn được vật ở xa nhưng mắt phải điều tiết
c 25
v
OC cm
OC
*Cách khắc phục:
Phải đeo một TKHT có độ tụ thích hợp, sao cho có thể nhìn rõ được vật ở
gần như mắt bình thường
3.Kính lúp- Kính hiển vi- Kính thiên văn:
3.1)Ngắm chừng các quang cụ:
Sơ đồ tạo ảnh:
/
/ /
d d
AB A B
-Ngắm chừng: Thay đổi d sao cho A/ C C C, V
-Phạm vi ngắm chừng: d sao cho: A/ C C C, V
3.2)Độ bội giác:
a)Trường hợp tổng quát: /
tan tan
Đ
d
( : khoảng cách mắt- kính) b)Trường hợp ngắm chừng ở vô cực:
-Kính lúp: G Đ
f
(Hình 2)
F
f Max
V O
O K
S ( )
Trang 5-Kính hiển vi: 1 2
1 2
Đ
G K G
f f
Với: + :Độ dài quang học của kính hiển vi.
+f1, f2: Tiêu cự của vật kính và thị kính
+K1: Độ phóng đại của ảnh tạo bởi vật kính
+Đ = OCC: Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt
-Kính thiên văn: 1
2
f G f
II.YÊU CẦU VỀ KỸ NĂNG:
2.1) Xác định tật của mắt- Độ tụ của kính phải đeo.
2.2) Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt, khi chưa đeo kính và khi đã đeo kính 2.3) Xác định độ bội giác của kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn.
III.HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH:
(Dùng củng cố kiến thức cho học sinh, sau các tiết học kiến thức mới)
3.1)Các câu hỏi sau khi học xong bài “Máy ảnh và mắt”:
Câu 1:Sự điều tiết của mắt là gì? Điểm cực cận và điểm cực viễn của mắt?Vận
dụng hai công thức sau để lý giải sự điều tiết:
/
1 ( 1) 2
n
f d d
Câu 2: So sánh mắt và máy ảnh về phương diện quang hình học?
Hướng dẫn trả lời: ( TLGK tr.144 đến tr.147).
3.2)Các câu hỏi sau khi học xong bài “Các tật của mắt và cách sửa”:
Câu 1: Đặc điểm của mắt cận thị và mắt viễn thị? Cách sửa bằng phương pháp
quang hình học?
Câu 2: Giải thích tại sao:
a)Người cận thị đeo kính cận có độ tụ thích hợp thì nhìn xa tốt hơn , nhưng nhìn gần kém đi?
b)Người viễn thị đeo kính viễn có độ tụ thích hợp thì nhìn gần tốt hơn , nhưng nhìn
xa kém đi?
Hướng dẫn trả lời: ( TLGK tr.149 đến tr.151).
3.3)Các câu hỏi sau khi học xong bài “Kính lúp”:
Câu 1: Kính lúp là gì? Cấu tạo và cách ngắm chừng ảnh của một vật qua kính lúp? Câu 2: Trình bày khái niệm về sự ngắm chừng ở cực cận và ngắm chừng ở vô cực?
Chứng minh các công thức tính độ bội giác của kính lúp trong các trường hợp trên?
Hướng dẫn trả lời:
Câu 1: ( TLGK tr.152).
Trang 6Câu 2:
- Điều chỉnh cho ảnh A/B/ qua kính hiện ở cực cận của mắt gọi là ngắm chừng ở cực cận
- Điều chỉnh cho ảnh A/B/ qua kính hiện ở cực viễn của mắt gọi là ngắm chừng ở cực viễn Nếu C V thì ta có cách ngắm chừng ở vô cực
tan tan
Đ
d
Suy ra: +Khi ngắm chừng ở CC: / Mặt khác vì ảnh và vật
d Đ G K
cùng chiều nên K C 0 Do đó C/
C
d
G K
d
+Khi ngắm chừng ở CV: / Mặt khác vì ảnh
V
Đ
OC
và vật cùng chiều nên K V 0 Do đó V/
d
G K
OC d OC
+Khi ngắm chừng ở , ta chứng minh được:
0
tan tan
Đ G
f
3.2)Các câu hỏi sau khi học xong bài “Kính hiển vi và kính thiên văn”:
Câu 1: Trình bày: Công dụng, cấu tạo, cách ngắm chừng và công thức tính độ bội
giác của kính hiển vi?
Câu 2: Trình bày: Công dụng, cấu tạo, cách ngắm chừng và công thức tính độ bội
giác của kính thiên văn?
Câu 3: Vẽ ảnh trong các trường hợp:
a)Kính thiên văn: ngắm chừng ở vô cực
b)Kính hiển vi: Ngắm chừng ở vô cực (đối với mắt không tật)
Hướng dẫn trả lời: ( TLGK tr.155 đến tr.159).
IV.HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG:
4.1)Tiết 1 (tiết phân phối 57): Các định tật của mắt và cách sửa- Tìm giới hạn nhìn
rõ khi đeo kính
4.11)Bài toán thí dụ: Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 15cm và cực viễn cách mắt 50cm
a)xác định tật của mắt và tính độ tụ của kính phải đeo, xem kính đeo sát mắt?
b)Khi đeo kính, người đó sẽ nhìn rõ vật gần nhất cách mắt bao nhiêu, xem kính đeo sát mắt?
c)Nếu người đó chỉ đeo sát mắt kính có độ tụ D=-1(dp) thì sẽ nhìn rõ vật trong giới hạn nào?
Hướng dẫn giải:
Trang 7a)Theo giả thiết: 15 như vậy giới hạn nhìn rõ của mắt là một
50
C V
OC cm
OC cm
khoảng hữu hạn nên mắt bị tật cận thị
Khi đeo kính sửa tật, ta có sơ đồ tạo ảnh:
Vật AB ở ( ) ảnh ảo A/B/ ở CV
K V
V
O d
Độ tụ của kính phải đeo:
0,5
k
D K f dp
b)Sơ đồ tạo ảnh khi nhìn vật ở điểm gần nhất:
Vật AB ở gần mắt nhất ? ( ) ảnh ảo A/B/ ở CC
50
K
K
c
O dc
d v OC cm
/
15 ( 50) 21,4
d f c k
d c f k
c)Sơ đồ tạo ảnh khi đeo kính có D=-1dp và quan sát trong trạng thái không điều tiết (ngắm chừng Cv):
Vật AB ở xa mắt nhất ảnh ảo A/B/ ở Cv
1
( )
?
1 100
K
k D
O dv
d V OC v cm
/
50 ( 100) 100
d f v k
d v f k
Kết luận
Giả thiết C 15 ;50 K 0
V
OC cm OO
OC cm
a)Tật gì? DK? b)dc?
c)D=-1(dp) d d d c, v ?
Trang 8Aùp dụng các sơ đồ tạo ảnh sau, tuỳ vào trường hợp nhìn vật ở gần hay ở xa: -Sơ đồ 1 (Khi nhìn vật ở gần):
Vật AB ở gần mắt nhất ảnh ảo A / B / ở C C
)
( )
? / ( OO k
Ok dc
d c OCc fk
-Sơ đồ 2 (Khi nhìn vật ở xa):
Vật AB ở xa mắt nhất ( ) ảnh ảo A / B / ở C v
?
O K dv
d V OC OO v k fk
Nếu d v ( Vật ở vô cực) thì / (Aûnh ở tiêu diện).
d f
Nếu / ( C V ở vô cực) thì (Vật ở tiêu diện).
V
Sơ đồ tạo ảnh khi đeo kính có D=-1dp và quan sát trong trạng thái điều tiết tối đa (ngắm chừng Cc):
Vật AB ở gần mắt nhất ? ( ) ảnh ảo A/B/ ở CC
100
OK dc
d c OC c cm
f k cm
/
15 ( 100) 17,65
d f c k
d c f k
Vậy giới hạn nhìn rõ của mắt từ 17,65cm đến 100cm
4.12)Phương pháp:
4.13)Bài tập áp dụng:
Bài 1: (Bài 3 tr.151-TLGK)
Bài 2: (Bài 4 tr.151-TLGK)
Bài 3: (Bài 6.3 đến 6.8tr.60-BTVL 12)
Hướng dẫn giải: Vận dụng phương pháp giải (4.12).
4.2)Tiết 2,3 (tiết phân phối 60,61).
4.21)Bài toán thí dụ:
*Thí dụ 1: (Tính độ bội giác của kính lúp)
Một người cận thị có khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận là 10cm và đến
Trang 9điểm cực viễn là 50cm Quan sát một vật nhỏ qua kính lúp có D= 10dp Mắt đặt sát sau kính
a)Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?
b)Tính độ bội giác của kính ứng với mắt người ấy và độ phóng đại trong các trường hợp sau:
-Người ấy ngắm chừng ở điểm CC?
-Người ấy ngắm chừng ở điểm CV?
Giải:
a Khi ngắm chừng ở cực cận, ta có sơ đồ tạo ảnh:
Vật AB ở gần mắt nhất ảnh ảo A / B / ở C C
) 10 10
( )
?
L
cm
dc
fk
5
d f c k
d c f k
Khi ngắm chừng ở cực viễn, ta có sơ đồ tạo ảnh:
Vật AB ở xa mắt nhất ảnh ảo A/B/ ở Cv
)
( )
?
10
k k
L
OO
dv
50 8,3 6
d f v k
Vậy khoảng đặt vật trước kính: 5cm d 8,3cm
b)Độ phĩng đại ảnh và độ bội giác của kính là:
+Khi ngắm chừng ở CC:
Độ phĩng đại ảnh: KC dC/ 10 25
Kết luận
Giả thiết
50
1
OC C cm OO K
OC V cm
a)dd d c v; ? b)Tìm ; ?
C C
V V
G K
G K
Trang 10Độ bội giác: G C K C 2
+Khi ngắm chừng ở CV:
Độ phĩng đại ảnh:
6
/ ( 50) 650
dV
KV dV
Độ bội giác: G V K Đ 6 1050 1,2
V OCV
*Thí dụ 2: (Tính độ bội giác của kính hiển vi)
Vật kính của kính hiển vi cĩ tiêu cự f1 = 1cm, thị kính cĩ tiêu cự f2 = 4cm Hai kính cách nhau 17cm
a)Tính độ bội giác của kính trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực?
b)Tính độ bội giác của kính và độ phóng đại của ảnh trong trường hợp ngắm chừng
ở điểm cực cận? Lấy Đ = 25cm
Giải:
a)Trường hợp ngắm chừng ở vô cực: Aùp dụng công thức:
1 2
Đ
G f f
( ) 17 (1 4) 12
25
12 25 75
1 4
G
b)Trường hợp ngắm chừng ở cực cận:
-Sơ đồ tạo ảnh:
2
L L
Suy ra:
;
/
2 2 25 4 100
d c f
100 393
d c d c cm
Kết luận
Giả thiết
1 1 4 2
17
1 2 25
a)G?? b)Tìm ?
?
GC KC
Trang 11393
1 1 29 393
1
1 1 29
d c f
-Mặt khác: 2 2 1 1 2 1 ( 2/ ) ( 1/ )
1 1
-Thay các giá trị d d d d1 1 2 2, , ,/ / vào (1), tính được:
393
25 29
( 393) ( 393) 91 0
364 29
Kc
-Suy ra: G c K c 91
*Thí dụ 3: (Tính độ bội giác của kính thiên văn).Vật kính của kính thiên văn học sinh cĩ tiêu cự f1 = 1,2m, thị kính cĩ tiêu cự f2 = 4cm
a)Tính khoảng cách giữa hai kính và độ bội giác của kính trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực?
b)Một học sinh dùng kính thiên văn nĩi trên để quan sát Mặt Trăng Điểm cực viễn của học sinh đĩ cách mắt 50cm Tính khoảng cách giữa hai kính và độ bội giác của kính khi học sinh đĩ quan sát trong trạng thái khơng điều tiết Xem mắt đặt sát sau thị kính
Giải:
a)Trường hợp ngắm chừng ở vô cực:
;
2
120 30 4
f G f
b)Sơ đồ tạo ảnh:
Anh that 1 1 ? anh ao B 2 2
4 2
f cm
Kết luận
Giả thiết
1,2 120 1
4 2
a)Ngắm chừng ở vô cực 1 2?
?
O O G
b)OCV = 50cm ?
?
GC KC
Trang 122 / 1 1
F F A
B 1
O 2
O 1
2
B
2
A
B
A
a)Đối với kính lúp:
-Aùp dụng sơ đồ tạo ảnh để tìm các đại lượng: d c , d V , f K :
Vật AB ở gần mắt nhất ảnh ảo A / B / ở C C
) 10
( )
?
L
OO cm
dc
fk
( dC :Khoảng cách gần nhất từ vật tới kính)
/
2 2 50 4 100
d V f
Khoảng cách giữa hai kính: / 100 120 123,7 .
Khi ngắm chừng ở cực viễn, ta có:
2 2 tan
tan
A B OCV
100 50 2
27
4.22)Phương pháp:
Trang 13Vật AB ở xa mắt nhất ảnh ảo A / B / ở C v
)
( )
? / ( 10
k k
L
OO
dv
( dV :Khoảng cách xa nhất từ vật tới kính).
-Độ bội giác:
tan tan
Đ
d
+Khi ngắm chừng ở CC: / Mặt khác vì ảnh và vật cùng
d Đ G K
chiều nên K C 0 Do đó C/
C
d
G K
d
+Khi ngắm chừng ở CV: / Mặt khác vì ảnh và vật
V
Đ
OC
cùng chiều nên K V 0 Do đó Đ d/ Đ
V
G V K V OC V d V OC V
+Khi ngắm chừng ở , ta chứng minh được: tan
tan 0 Đ
G f
b)Đối với kính hiển vi và kính thiên văn: Aùp dụng kiến thức về hệ 2 thấu kính ghép đồng trục, viết sơ đồ tạo ảnh tương ứng:
-Trường hợp kính hiển vi:
+Sơ đồ 1(Khi ngắm chừng C c ):
L L
+Sơ đồ 2(Khi ngắm chừng C V ):
1
2
2 1
1
( ) ( ) that anh ao B
/ /
2 1
V
V
V
V
L L
f f
Nếu C V , ta áp dụng sơ đồ sau: