Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí bằng việc xây dựng và vận dụng hệ thống bài tập chương mắt và các dụng cụ quang học trong chương trình vật lí trung học phổ thông

- Bài tập vật lý là phơng tiện rất tốt để phát triển năng lực t duy, khả năngsáng tạo cho học sinh, bồi dỡng cho HS phơng pháp nghiên cứu khoa học.Trong khi giải bài tập HS phải làm việc

Mở đầu 0.1 Lý do chọn đề tài.

Phát triển mạnh Giáo dục - Đào tạo có ý nghĩa quyết định đối với sự nghiệpcông nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, nhằm mục tiêu dân giàu nớc mạnh xã hộicông bằng văn minh, vững bớc đi lên chủ nghĩa xã hội Nghị quyết hội nghị lầnthứ 4 BCH Trung ơng Đảng cộng sản Việt nam (khoá VII) đã nêu rõ quan điểmchỉ đạo : “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dỡng nhân tài Đó là mục tiêulớn của sự nghiệp Giáo dục - Đào tạo”

Nghị quyết Trung ơng 4 (khoá VII) chỉ rõ: Phải “khuyến khích tự học”, phải

“áp dụng những phơng pháp giáo dục hiện đại để bồi dỡng cho học sinh nănglực t duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” Phơng pháp giáo dục phải coitrọng việc bồi dỡng năng lực tự học tự nghiên cứu

Trong dạy học vật lý, hệ thống bài tập có vai trò rất quan trọng trong việckhắc sâu kiến thức và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức đã học Nó vừa cótác dụng làm cho học sinh nắm vững kiến thức, kỹ năng, vừa làm cho học sinhphát triển năng lực t duy độc lập

Bài tập là một trong những phơng tiện dạy học vật lý rất quan trọng Nhiềutài liệu lý luận dạy học vật lý(DHVL) coi bài tập vật lý(BTVL) là một trongnhững phơng tiện thực hành Có tài liệu còn coi bài tập vật lý nh là một trongnhững phơng pháp DHVL Dựa vào mức độ và tính chất của hoạt động nhậnthức của học sinh trong DHVL để xây dựng các phơng pháp dạy học(PPDH) bộmôn, chúng ta có thể coi BTVLvới tính cách là một PPDH giữ vị trí đặc biệtquan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ DHVL ở trờng phổ thông

Đứng trớc một bài tập vật lý, năng lực nhận biết, tìm tòi và phát hiện vấn đềcủa học sinh phần lớn là đang mập mờ Trong dạy học truyền thống theo kiểu

“ bình quân - đồng loạt”, học sinh chỉ quan tâm học thuộc lòng định nghĩa, định

lý cùng một số bài toán trong sách giáo khoa để đối phó Cơ hội tìm tòi và pháthiện vấn đề là rất hiếm hoi Kiểu học nh vậy làm thui chột khả năng tự tìmkiếm, tự phát hiện của học sinh Hiện nay trong nghiên cứu lý luận và thực tiễndạy học đang hớng đến việc tích cực hoá ngời học, biến quá trình dạy học thành

tự học có hớng dẫn thì việc rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo trong giải bài tập vật lýcàng đặt biệt có ý nghĩa cho cả ngời dạy lẫn ngời học Trên cơ sở đó việc giảng

1

dạy vật lý để hình thành những kiến thức vật lý cơ bản và năng lực nhận thức,năng lực tự học, tự nghiên cứu cho học sinh trong dạy học vật lý ở trờng THPT

là rất quan trọng và hết sức cần thiết Phơng châm đó phải đợc giáo viên quántriệt sâu sắc khi tiến hành giảng dạy ở bất kỳ đề tài nào của chơng trình vật lý Đề tài “Mắt và các dụng cụ quang học” là một đề tài ứng dụng các định luậtQuang hình học Học sinh nói chung gặp nhiều khó khăn khi làm các bài tậpphần này Việc nghiên cứu hệ thống và đa ra phơng pháp giải các dạng bài tậpcủa phần này nhằm giúp học sinh củng cố lý thuyết một cách chắc chắn, làm cơ

sở cho việc giải các bài tập, giúp học sinh phát triển t duy sáng tạo, góp phầnnâng cao năng lực tự học tự nghiên cứu các phần khác nhau của chơng trình vật

lý là hết sức cần thiết

Chính vì những lý do trình bày ở trên mà chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu

là: Nâng cao hiệu quả dạy học vật lý bằng việc xây dựng và vận dụng hệ

thống bài tập chơng Mắt và các dụng cụ quang học trong chơng trình vật lý trung học phổ thông.

0.2 Mục đích nghiên cứu.

Xây dựng hệ thống bài tập “Mắt và các dụng cụ quang học”, và vận dụng hệthống bài tập này trong việc nâng cao hiệu quả dạy học phần Quang học

0.3 Giả thuyết khoa học.

Nếu xây dựng đợc một hệ thống hoàn chỉnh các bài tập phần Mắt và cácdụng cụ quang học dựa trên những tiêu chí cụ thể, thì có thể nâng cao hiệu quảdạy học vật lý nói chung và phần Quang học nói riêng

0.4 Nhiệm vụ nghiên cứu.

0.4.1 Nghiên cứu lý luận về vai trò của bài tập trong dạy học vật lý nóichung và phần Quang học nói riêng

0.4.2 Phân tích thực trạng dạy học chơng Mắt và các dụng cụ quang học 0.4.3 Nghiên cứu nội dung chơng trình sách giáo khoa vật lý 12 chơng Mắt

và các dụng cụ Quang học

0.4.4 Xác định các tiêu chí để phân loại bài tập phần Mắt và các dụng cụquang học

0.4.5 Xây dựng hệ thống các bài tập Mắt và các dụng cụ quang học và

ph-ơng pháp vận dụng dạy học phần quang học

0.4.6.Thực nghiệm s phạm để đánh giá kết quả nghiên cứu

0.5 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

Học sinh lớp 12 ở một số trờng THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh

0.6 Phơng pháp nghiên cứu.

0.6.1 Nghiên cứu lý thuyết.

- Cơ sở lý luận về vai trò và vị trí của bài tập vật lý trong dạy học vật lý nóichung và Quang học nói riêng

- Các tiêu chí và cơ sở của việc phân loại bài tập cũng nh xây dựng hệ thốngbài tập chơng Mắt và các dụng cụ quang học

0.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm.

Chơng 2: Hệ thống các bài tập Mắt và các dụng cụ quang học

Chơng 3: Một số phơng án dạy học sử dụng hệ thống bài tập Mắt và cácdụng cụ quang học

Chơng 4: Thực nghiệm s phạm

Kết luận.

Phụ lục.

Tài liệu tham khảo.

Chơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng

hệ thống bài tập Mắt và các dụng cụ quang học 1.1 Tác dụng của bài tập vật lý trong việc dạy học vật lý.

3

Bài tập vật lý là một khâu quan trọng không thể thiếu trong quá trình dạyhọc vật lý ở trờng phổ thông Việc giải bài tập vật lý có những tác dụng sau

đây:

- Bài tập vật lý là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến thức mộtcách sinh động Khi giải bài tập buộc HS phải nhớ lại những kiến thức đã học

và mối liên hệ giữa chúng, phải phân tích, tổng hợp và suy luận Những thao tác

t duy đó sẽ góp phần củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức cho học sinh

- Bài tập vật lý là phơng tiện rất tốt để phát triển năng lực t duy, khả năngsáng tạo cho học sinh, bồi dỡng cho HS phơng pháp nghiên cứu khoa học.Trong khi giải bài tập HS phải làm việc một cách độc lập, tự tìm hiểu, phân tích

sự kiện, đề ra phơng án giải và thực hiện tính toán Đặc biệt các bài tập thínghiệm HS có thể phải tự thiết kế thí nghiệm, tiến hành đo đạc và rút ra kếtluận Trong những điều kiện đó t duy lôgic, t duy sáng tạo của học sinh đợcphát triển, hiệu suất học tập đợc nâng cao

- Bài tập vật lý là một phơng tiện rất tốt để gắn lý thuyết với thực tiễn, giúphọc sinh giải thích các hiện tợng vật lý xảy ra xung quanh mình, giải quyết cácbài toán thực tiễn, từ đó có tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh

- Bài tập vật lý còn có tác dụng rất lớn trong việc giáo dục phẩm chất t tởng

đạo đức cho học sinh Qua các bài tập có tính lịch sử có thể cho học sinh thấyquá trình phát sinh những t tởng khoa học khác nhau, những phát minh, những

đóng góp của các nhà khoa học vật lý vào việc hình thành nhân sinh quan, thếgiới quan khoa học, đặc biệt các thành tựu của khoa học vật lý trong thế kỷ XX

đã đóng góp phần quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật Qua đórèn luyện cho học sinh phẩm chất độc lập suy nghĩ, tính kiên trì dũng cảm khắcphục khó khăn, tính chính xác khoa học, kích thích hứng thú học tập bộ môn

- Bài tập vật lý còn là phơng tiện rất hiệu quả để kiểm tra kiến thức, kỹ năng

kỹ xảo vận dụng kiến thức, kiểm tra năng lực t duy, năng lực sáng tạo của họcsinh

Qua những vấn đề đã trình bày ở trên cho thấy bài tập vật lý có tác dụnggiáo dục và giáo dỡng to lớn Vì vậy việc giải bài tập vật lý không đơn thuần làtìm ra đáp số của bài toán mà thông qua đó ngời học sinh nắm vững các kiếnthức đã học, hiểu đợc một cách sâu sắc và đầy đủ hơn các hiện tợng, khái niệm,

định luật vật lý và vận dụng nó trong việc giải quyết các bài toán của đời sống

và kỹ thuật Quá trình giải bài tập rèn luyện tính kiên trì, lòng say mê, tính sángtạo và hình thành nhân cách tốt đẹp.

1.2 Phân loại các bài tập vật lý.

Việc phân loại bài tập vật lý có thể dựa vào các tiêu chí khác nhau Có nhiềukiểu để phân loại bài tập vật lý nh: Phân loại theo nội dung, theo mục đích dạyhọc, theo mức độ khó dễ, theo đặc điểm và PPNC vấn đề, theo phơng thức giảihay phơng thức cho điều kiện, theo hình thức lập luận lôgic

1.2.1 Phân loại theo nội dung.

Dựa vào nội dung dạy học, ngời ta đã phân loại bài tập theo các cách thứckhác nhau

- Phân loại theo nội dung vật lý

- Phân loại theo tính chất cụ thể hay trừu tợng

- Phân loại theo tính chất lịch sử (các bài tập mà các dữ kiện lấy từ các thínghiệm vật lý, các công trình nghiên cứu vật lý có từ trớc)

- Các bài tập mà nội dung chứa đựng những số liệu về kỹ thuật (các bài tập

kỹ thuật tổng hợp)

1.2.2 Phân loại theo mục đích dạy học.

Các bài tập đợc phân loại theo các dạng:

- Bài tập luyện tập: Là các bài tập để học sinh luyện tập áp dụng những kiếnthức cơ bản trong việc giải các bài tập theo một mẫu xác định đã đợc chỉ dẫn

- Bài tập sáng tạo: Là loại bài tập tổng hợp không có khuôn mẫu nhất định

và lời giải sẵn, đòi hỏi sự hiểu biết rộng và t duy sáng tạo trong quá trình tìmhiểu và giải quyết vấn đề

Trong bài tập sáng tạo có thể phân ra:

+ Bài tập nghiên cứu (Tại sao?)

+ Bài tập thiết kế (Làm thế nào?)

- Bài tập kiểm tra

1.2.3 Phân loại theo mức độ khó dễ.

- Bài tập đơn giản

5

- Bài tập phức tạp.

- Bài tập phối hợp

1.2.4 Phân loại theo đặc điểm và PPNC vấn đề.

- Bài tập định tính: Trong bài tập định tính có thể chia ra:

+ Bài tập đơn giản + Bài tập phức tạp

- Bài tập định lợng: Trong bài tập định lợng có thể chia ra:

+ Bài tập tập dợt + Bài tập tổng hợp

1.2.5 Phân loại theo phơng thức giải.

- Bài tập bằng lời: Dùng ngôn ngữ để diễn tả, lập luận, giải thích và đi đếnkết luận

- Bài tập tính toán: Dựa vào các công thức, định lý, định luật biểu thị mốiliên hệ giữa các đại lợng vật lý từ đó tính toán suy ra kết quả cần tìm

- Bài tập thực nghiệm: Là bài tập trong quá trình giải phải tiến hành thínghiệm

- Bài tập đồ thị: Là bài tập yêu cầu học sinh phải biết đọc đồ thị hoặc xâydựng đồ thị mô tả sự tơng quan hàm số giữa các đại lợng vật lý

1.2.6 Phân loại theo hình thức lập luận lôgic.

- Bài tập dự đoán hiện tợng

- Bài tập giải thích hiện tợng

- Bài tập tổng hợp

Ta thấy có nhiều cách phân loại bài tập vật lý Tuy nhiên cho đến nay vẫncha có sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại bài tập vật lý, vì trong bất kỳ loạibài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều loại bài tập khác

Điều này nói lên sự đa dạng phong phú của bài tập vật lý, đồng thời cũng vạch

ra nhiệm vụ cần giải quyết của bộ môn phơng pháp giảng dạy vật lý Đặc biệt

có cách phân loại chỉ mang tính chất bề ngoài, cha đề cập gì tới chủ thể giải bàitập là học sinh và hoạt động tự lực của họ trong quá trình tìm kiếm lời giải bàitập vật lý

1.3 Phơng pháp giải bài tập vật lý.

1.3.1 Hai phơng pháp suy luận để giải bài tập vật lý.

Xét về tính chất của các thao tác t duy khi giải bài tập vật lý ngời ta thờngdùng phơng pháp phân tích và phơng pháp tổng hợp

- Giải bài tập theo phơng pháp phân tích: Theo phơmg pháp này, xuất phát

điểm suy luận là đại lợng cần tìm Từ đại lợng cần tìm liên hệ với các đại lợng

đã biết thực chất là phân tích để tìm ra mối liên hệ đó

- Giải bài tập bằng phơng pháp tổng hợp: Theo phơng pháp này, suy luậnkhông bắt đầu từ đại lợng cần tìm mà bắt đầu từ các đại lợng đã biết có nêutrong bài Dùng công thức liên hệ các đại lợng này với các đại lợng cha biết dẫn

đến công thức cuối cùng, trong đó chỉ có một đại lợng cha biết là đại lợng cầntìm

Nhìn chung khi giải bất kỳ một bài toán vật lý nào ta thờng đều phải sử dụngcả hai phơng pháp phân tích và tổng hợp

1.3.2 Trình tự giải các bài tập vật lý: (theo phơng pháp truyến thống).

Phơng pháp giải cụ thể một bài tập vật lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh:Mục đích - Yêu cầu của bài tập, nội dung của nó, trình độ của học sinh Tuynhiên trong cách giải phần lớn các bài tập vật lý cũng có những đặc điểmchung Trên cơ sở kinh nghiệm của nhiều giáo viên giỏi và kinh nghiệm củabản thân, dới đây tạm nêu lên một lợc đồ chung về cách giải đối với phần lớncác bài tập vật lý Trong những điều kiện cụ thể của bài tập lợc đồ này có thểthêm bớt, thay đổi Lợc đồ gồm 4 bớc sau:

a Tìm hiểu kỹ đầu bài, tóm tắt đầu bài

b Phân tích nội dung bài tập và vạch kế hoạch

c Thực hiện kế hoạch giải

d Kiểm tra lại lời giải, đánh giá tính chất thực tế của kết quả

Lu ý: Mỗi bớc gồm một số khâu cụ thể, một số việc cụ thể

1.4 Nội dung vật lý chơng Mắt và các dụng cụ quang học SGK Vật lý 12 THPT.

I Máy ảnh:

7

1 Định nghĩa: Máy ảnh là dụng cụ quang học dùng để thu đợc một ảnh thật

(nhỏ hơn vật) của vật cần chụp trên một phim ảnh

2 Cấu tạo: Hai bộ phận cơ bản là buồng tối và vật kính.

- Vật kính L: Là thấu kính hội tụ có tiêu cự khoảng 10cm

- Phim: Đặt sát thành trong của buồng tối Khoảng cách từ vật kính đếnphim thay đổi đợc

- Màn chắn M: Luôn đóng chỉ mở ra khi chụp

- Lổ tròn C: Đờng kính thay đổi đợc dùng để điều chỉnh chùm ánh sángchiếu vào phim

3 Cách điều chỉnh: Để có ảnh rõ nét trên phim, ta xê dịch vật kính để thay

đổi khoảng cách từ đó đến phim

II Mắt.

1 Cấu tạo: Về phơng diện quang hình học, mắt giống nh máy ảnh.

- Thủy tinh thể: Là một thấu kính hội tụ có độ tụ hay tiêu cự thay đổi đợc

- Võng mạc coi nh một màn ảnh

- Khoảng cách từ quang tâm của thủy tinh thể đến võng mạc là không đổi

2 Sự điều tiết của mắt:

a) Định nghĩa: Là sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (do đó thay đổi độ tụhay tiêu cự của nó) để làm cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ nét trên võngmạc

b) Điểm cực cận, điểm cực viễn

- Điểm cực cận cách mắt từ 10cm đến 20cm.

- Điểm cực viễn ở vô cực

- Khi không điều tiết tiêu điểm của mắt nằm ngay trên võng mạc

4) Mắt cận thị: Là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trớc võng mạc.

- Đặc điểm: Điểm cực cận và điểm cực viễn gần hơn so với mắt bình thờng

- Cách sửa: Đeo thấu kính phân kì sao cho ảnh của các vật ở vô cực qua kínhhiện lên ở điểm cực viễn của mắt

5) Mắt viễn thị: Là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc.

- Đặc điểm: Điểm cực cận ở xa hơn so với mắt thờng và điểm cực viễn là

điểm ảo (sau mắt)

- Cách sửa: Đeo thấu kính hội tụ sao cho mắt nhìn rõ vật ở vô cực mà khôngphải điều tiết, hoặc nhìn đợc các vật ở gần nh mắt thờng

6) Năng suất phân li của mắt: Là góc trông nhỏ nhất 

min giữa hai điểm A và

B mà mắt còn có thể phân biệt đợc hai điểm đó

Mắt thờng: 

min  1' 

III Kính lúp.

1) 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 ramột ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt

2) Ngắm chừng: Là quá trình điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính lúp để

đa ảnh tạo bởi kính lúp vào trong giới hạn nhìn rõ của mắt

3) Độ bội giác:

a) Định nghĩa: Với: tg

0 = b) Trờng hợp kính lúp:

rad

3500 1

1) Định nghĩa: Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm

tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ, với độ bội giác lớn hơn rất nhiều sovới độ bội giác của kính lúp

2) Cấu tạo:

- Vật kính: Là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn.

- Thị kính: Là thấu kính hội tụ tiêu cự ngắn có tác dụng nh một kính lúp

- Khoảng cách từ vật kính đến thị kính không đổi

3) Ngắm chừng: Điều chỉnh khoảng cách từ vật đến kính hiển vi để ảnh cuối

cùng nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt

4) Độ bội giác: Khi ngắm chừng ở vô cực:

V Kính thiên văn.

1) Định nghĩa: Kính thiên văn là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm

tăng góc trông ảnh của những vật rất xa (các thiên thể)

2) Cấu tạo:

- Vật kính: Là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài

- Thị kính: Là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

- Khoảng cách từ vật kính đến thị kính thay đổi đợc

3) Ngắm chừng: Điều chỉnh khoảng cách từ vật kính đến thị kính để ảnh

cuối cùng nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt

4) Độ bội giác: Khi ngắm chừng ở vô cực: G

 =

1.5 Thực trạng dạy và học chơng Mắt và các dụng cụ quang học hiện nay ở trờng phổ thông.

Hiện nay trong quá trình dạy học vật lý nói chung và phần Mắt và các dụng

cụ quang học nói riêng, giáo viên và học sinh đang gặp những khó khăn nhất

định

Trớc hết phần Mắt và các dụng cụ quang học theo phân phối chơng trình lớp

12 THPT thì gồm 9 tiết, trong đó có 3 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra Số l ợng bàitập phần này trong SGK là 10 bài, trong sách bài tập vật lý 12 là 22 bài Các bài

2 1 2

.

f f G k

2

1

f f

tập này nhìn chung không đủ dạng và mới dừng lại ở mức độ luyện tập Hơnnữa chúng đợc viết một cách cha có hệ thống, cha có phơng pháp giải cụ thể Vìvậy chúng cha đủ để giúp học sinh chuẩn bị tốt để thi tốt nghiệp THPT, thi vào

Đại học, Cao đẳng và Trung học chuyên nghiệp

Vì các lý do trên nên việc dạy và học của các thầy và trò phần này ở các tr ờng THPT không khỏi gặp lúng túng Đặc biệt các sách luyện thi, các bộ đềtuyển sinh xuất bản hàng năm vẫn mắc một số sai sót mà không phải ai cũngnhận ra

Khi học chơng Mắt và các dụng cụ quang học, học sinh gặp nhiều khó khăntrong việc tiếp thu các kiến thức Các bài tập cần giải đòi hỏi học sinh phải tduy trừu tợng cao, nắm vững các kiến thức về toán học và một số đại lợng vật lýmới nh góc trông, độ bội giác v.v Nếu không có những bài tập điển hình vàtần số lặp lại của các bài tập là quá bé thì học sinh sẽ gặp nhiều trở ngại trongviệc chuyển tải kiến thức, giải quyết các bài tập của kỹ thuật và đời sống đặt ra Qua kết quả thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh đại học trong những năm gần

đây ở địa bàn huyện Đức thọ, thị xã Hồng lĩnh - Tỉnh Hà tĩnh có thể thấy rõ họcsinh gặp nhiều khó khăn khi giải bài tập, thậm chí một số học sinh còn ngại giảikhi gặp bài tập phần này Thờng chỉ có một số ít học sinh giải quyết trọn vẹncác bài tập phần này

Từ những thực tế trên chúng tôi thấy việc biên soạn một hệ thống bài tậpMắt và các dụng cụ quang học, bổ sung cho phần bài tập hiện có của sách bàitập vật lý 12, giúp thầy trò có thêm tài liệu tham khảo, luyện tập nâng cao làcần thiết, bổ ích để chuẩn bị thi tốt nghiệp THPT, thi vào Đại học, Cao đẳng vàTHCN đạt kết quả tốt hơn

11

Chơng 2: Hệ thống các bài tập Mắt và các dụng cụ

có thể giải bằng các phơng pháp khác nhau Về mức độ kiến thức các bài toáncũng phải bao gồm các câu hỏi từ đơn giản đến phức tạp

Qua nghiên cứu, đánh giá chúng tôi phân loại và và lựa chọn một hệ thốngbài tập dựa vào cả ba tiêu chí: Nội dung kiến thức, phơng pháp giải và mức độkhó dễ, tuy nhiên theo các u tiên khác nhau

Ưu tiên 1: Phân theo nội dung: Máy ảnh, các tật của mắt, kính lúp

Ưu tiên 2: Phân theo phơng thức giải: Bài tập bằng lời, bài tập tính toán Ưu tiên 3: Phân theo mức độ khó dễ: Trong một dạng bài tập và trong toàn

hệ thống bài tập đợc sắp xếp theo mức độ khó dần Từ bài toán rèn luyện kiếnthức cơ bản đến các bài toán tổng hợp cần tính toán suy luận nhiều, phức tạp

2.2 Hệ thống các bài tập Mắt và các dụng cụ quang học và

ph-ơng pháp giải.

Một hệ thống bài tập phải đợc chọn lọc chính xác, có nội dung phong phú,

đa dạng, phù hợp với SGK, đáp ứng đợc việc chuẩn bị thi tốt nghiệp THPT, thivào Đại học, Cao đẳng và THCN vì vậy nó phải thõa mãn những yêu cầu sau:

- Hệ thống bài tập phải đợc phân thành các dạng, giúp học sinh thấy rõ đợccác dạng bài tập và phơng pháp giải chúng.

- Bài tập phải đợc sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, từ trựcquan sinh động đến t duy trừu tợng, từng bớc giúp học sinh hiểu đợc kiến thứcmột cách vững chắc và có kỹ năng kỹ xảo vận dụng các kiến thức đó

- Mỗi bài tập, mỗi dạng bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống các bàitập, nhờ vậy giúp họ hoàn chỉnh các kiến thức cần thiết, tìm đợc mối liên hệgiữa các đại lợng vật lý, giữa các phần khác nhau, đặc biệt tìm các nét mới mà

lý thuyết cha đề cập đến hoặc cha rõ ràng

Các đề thi tuyển sinh đai học có nội dung rất đa dạng và sâu sắc, hệ thốngbài tập của SGK là cha thể đáp ứng đợc, nên cần phải đợc bổ sung đầy đủ hơngiúp họ nâng cao hiểu biết, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo, trên cơ sở đó chúng tôinghiên cứu xây dựng, lựa chọn một hệ thống bài tập đợc phân loại theo 6 dạng(6 nội dung)

2.2.1 Đặc điểm và phơng pháp giải chung các bài tập Mắt và các dụng

cụ quang học.

Chơng mắt và các dụng cụ quang học là chơng ứng dụng các định luậtquang hình học Bài tập phần này thờng là bài tập một thấu kính (nh bài tập vềmáy ảnh, các tật của mắt ) hoặc hệ thấu kính (nh bài tập về kính hiển vi, kínhthiên văn ).Do đó khi giải bài tập phần này trớc hết thờng viết sơ đồ tạo ảnh

Lu ý: ảnh qua quang cụ thờng quan sát bằng mắt nên ảnh cuối cùng thờng

là ảnh ảo và nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt

- Nếu tìm độ phóng đại ảnh: Ta áp dụng công thức:

- Nếu tìm độ bội giác: Ta áp dụng công thức tổng quát:

d AB

B A

n-1

B

n-1

2 2

2 2 2

'

f d

f d d





1 1

1 1 1

'

f d

f d d





Tùy từng quang cụ cụ thể và tùy vào cách ngắm chừng ta có thể áp dụngtừng trờng hợp cụ thể để tính độ bội giác.

Ví dụ: Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực:

2.2.2 Các dạng bài tập Mắt và các dụng cụ quang học.

Dạng 1: Bài tập về máy ảnh.

Phơng pháp giải: + Tùy theo yêu cầu của đề bài, bài toán máy ảnh là bài

toán một thấu kính hội tụ, hoặc bài toán hệ thấu kính có tác dụng nh một thấukính hội tụ Chỉ cần chú ý rằng ảnh cuối cùng phải là ảnh thật hiện rõ trên phim.Vì vậy khi giải trớc hết viết sơ đồ tạo ảnh:

Sau đó áp dụng công thức thấu kính cho vật kính:

và chú ý d’ > 0

+ Khi chụp ảnh của một vật ở xa d >>f có thể coi d’ f

+ Khi chụp ảnh vật di động muốn đợc rõ nét, nghĩa là vết nhoè của ảnh củamột điểm sáng trên phim có kích thớc rất nhỏ, thì thời gian mở cửa sập phảinhỏ

Bài tập 1:

Để cho ảnh của vật cần chụp hiện rõ nét trên phim ngời ta làm thế nào?

A Giữ phim đứng yên, điều chỉnh độ tụ của vật kính

B Giữ phim đứng yên, thay đổi vị trí vật kính

C Giữ vật kính đứng yên, thay đổi vị trí phim

D Giữ vật kính và phim đứng yên, điều chỉnh độ tụ của vật kính

B A

k  ' '   ''

1 1 1

d d

a Vật kính của máy ảnh dùng để chụp là một thấu kính hội tụ Tìm tiêu cựcủa vật kính và vị trí đặt phim.

b Để phim không phải đặt quá xa vật kính, ngời ta thay thấu kính nói trênbằng một hệ hai thấu kính: Một thấu kính hội tụ tiêu cự f

1 = 10 cm và một thấukính phân kỳ có tiêu cự f

2 = -1,2 cm Hỏi phải đặt hai thấu kính cách nhau baonhiêu và tìm vị trí đặt phim

Bài tập 4: ( Tuyển sinh Đại học Đà nẵng 2001)

Vật kính của một máy ảnh có cấu tạo gồm một thấu kính hội tụ L

1 có tiêu cựf

1 = 10 cm, đặt trớc và đồng trục với một thấu kính phân kì L

2 có tiêu cự f

2

= -10 cm Hai thấu kính đặt cách nhau 7 cm Dùng máy để chụp ảnh một vật

AB đang chuyển động thẳng trên mặt phẳng nằm ngang Trục chính của máynằm theo đờng thẳng đứng qua vật Vật kính cách mặt phẳng ngang một đoạn60cm

a Tính khoảng cách từ thấu kính phân kì tới phim Vẽ hình

b Vật AB chuyển động với vận tốc v = 2 cm/s Tính thời gian tối đa mở mànchắn (cửa sập) của máy ảnh để độ nhòe của ảnh trên phim không quá 0,05mm

Bài tập 5:

Vật kính của một máy ảnh có tiêu cự 10 cm

a Dùng máy để chụp ảnh một ngời cao 1,6m, đứng cách xa máy 3m Hỏiphải điều chỉnh vật kính cách phim một khoảng bao nhiêu để thu đợc ảnh rõnét? Tìm chiều cao ảnh?

15

b Hớng máy ảnh đã đợc điều chỉnh này thẳng đứng xuống mặt nớc để chụp

ảnh của một con cá dới mặt nớc 1,2m Hỏi phải đặt máy cách mặt nớc baonhiêu? Biết chiết suất của nớc bằng 4/3

c Máy ảnh này chỉ có thể chụp đợc những vật gần nhất cách máy 1m Muốnchụp đợc những vật cách máy 50 cm ngời ta áp thêm vào vật kính một thấu kínhnữa Hỏi phải dùng thấu kính loại nào và có tiêu cự bằng bao nhiêu?

d Dùng máy ảnh trên để chụp ảnh một ngời đang đi xe đạp ngang qua máyvới vận tốc 12 km/h và cách máy 3m Tìm thời gian mở cửa sập để vệt nhòe của

rõ của mắt, thế nào là mắt thờng, mắt cận thị, viễn thị và cách sửa

2 Để giải bài toán về mắt và các tật của mắt trớc hết viết sơ đồ tạo ảnh:

sau đó áp dụng công thức thấu kính:

với d, d’ là khoảng cách từ vật và ảnh đến kính nếu kính không sát mắt và d, d’

là khoảng cách từ vật và ảnh đến mắt nếu kính đeo sát mắt

3 Tuỳ theo câu hỏi của đề bài có thể phân ra các vấn đề nh sau:

a) Xác định độ tụ (số) của kính cần đeo: Muốn vậy cần dựa vào dữ kiện của

đề bài để có d, d’ (chú ý d’< 0) Cụ thể là: cần quan sát vật đặt ở đâu (d) trong

điều kiện ảnh ảo của nó (d’) phải nằm ở đâu (ở điểm cực cận hay ở điểm cựcviễn, mắt nhìn không mỏi hay mắt điều tiết tối đa ) Sau đó áp dụng công thức

để tính f hay tính ngay D với:

Nếu tính f rồi suy ra D thì cần chú ý tính f ra mét

b) Xác định khoảng thấy rõ ngắn nhất, hoặc khoảng thấy rõ dài nhất khi đeokính: Muốn vậy cần dựa vào dữ kiện của đề bài để có f và d’ Với f thì đề bài

'

1 1 1

d d

f  

'

1 1 1

d d

có thể cho cụ thể hoặc thông qua D Còn d’: khi tìm khoảng thấy rõ ngắn nhấtthì d’ ứng với điểm cực cận của mắt, còn khi tìm khoảng thấy rõ dài nhất thì d’ứng với điểm cực viễn của mắt Lu ý giá trị tìm đợc của d phải dơng và d’ thì

âm

c) Xác định điểm cực cận, điểm cực viễn của mắt có tật

Muốn vậy cần dựa vào dữ kiện của đề bài để có f và d Khi tìm điểm cực cậnthì d là khoảng thấy rõ ngắn nhất khi đeo kính; còn khi tìm điểm cực viễn thì d

là khoảng thấy rõ dài nhất khi đeo kính Biết f và d tìm đợc d’ Vị trí điểm cựccận, điểm cực viễn ứng với d’

Thờng một bài toán có thể đề cập đến nhiều vấn đề thuộc loại nói trên Điềucơ bản là hình dung cho đợc tình huống cụ thể của bài toán (có thể vẽ trên giấynháp trục nhìn trên đó có vị trí của mắt, của kính, của điểm cực viễn, cực cận),

từ đó hình dung đợc cần phải xác định cái gì?

Loại 1: Sửa tật cho mắt cận thị.

Bài tập 6:

Một ngời cận thị thử kính và nhìn rõ vật ở vô cùng đã quyết định mua kính

đó:

a Ngời đó đã chọn kính phân kỳ hay hội tụ? Vì sao biết?

b Có thể khẳng định cách chọn kính nh trên là chuẩn xác hay không vì sao?

Bài tập 7:

Điều nào sau đây là đúng khi nói về kính sửa tật cận thị

A Mắt cận thị đeo kính phân kỳ để nhìn rõ vật xa vô cực nh mắt không cótật

B Mắt cận thị đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật xa vô cực nh mắt không có tật

a Nếu ngời ấy muốn nhìn rõ một vật ở xa vô cực mà không phải điều tiết thìphải đeo sát mắt một thấu kính có độ tụ là bao nhiêu? Khi đeo kính ngời ấynhìn rõ điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu?

b Nếu ngời ấy muốn cho điểm nhìn rõ gần nhất cách mắt 20cm thì phải đeosát mắt một thấu kính có độ tụ bao nhiêu? Khi đó thì điểm xa nhất mà ng ời ấy

có thể nhìn rõ đợc cách mắt bao nhiêu?

Bài tập 9:

Một ngời cận thị có điểm cực cận cách mắt 10cm và điểm cực viễn cách mắt1m

a Tính độ tụ của kính phải đeo

b Khi đeo kính đó thì ngời ấy sẽ nhìn đợc vật gần nhất cách mắt bao nhiêu?Kính đeo sát mắt

c Muốn đọc sách rõ nhất nh mắt tốt phải thay kính có độ tụ bằng bao nhiêu?Nếu không muốn thay kính thì ngời ấy phải dán thêm vào phần dới kính cũ mộtthấu kính loại nào và có tiêu cự bằng bao nhiêu? Kính đeo sát mắt

Loại 2: Sửa tật cho mắt viễn thị.

Bài tập 10:

Một mắt có tiêu cự của thuỷ tinh thể là 18mm khi không điều tiết

a Khoảng cách từ quang tâm mắt đến võng mạc là 15cm Mắt bị tật gì?

b Xác định tiêu cự và độ tụ của thấu kính phải đeo để mắt thấy vật ở vô cực

mà không phải điều tiết ( kính đeo sát mắt )

Bài tập 11:

Điều nào sau đây là đúng khi nói về kính sửa tật viễn thị:

A Mắt viễn thị đeo thấu kính phân kỳ để nhìn rõ vật ở xa vô cực nh mắtkhông có tật

B Mắt viễn thị đeo thấu kính hội tụ để nhìn rõ vật ở xa vô cực nh mắt không

có tật

C Mắt viễn thị đeo thấu kính phân kỳ để nhìn rõ vật ở gần nh mắt không cótật

D Mắt viễn thị đeo thấu kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần nh mắt không cótật.

E B và D.

Bài tập 12:

Một ngời viễn thị nhìn rõ đợc những vật gần nhất cách mắt 40cm

a Tính độ tụ của kính phải đeo để có thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt25cm Kính đeo sát mắt

b Nếu ngời ấy đeo sát mắt một kính có độ tụ +1 điốp thì sẽ nhìn đợc vậtgần nhất cách mắt bao nhiêu?

Bài tập 13:

Một ngời viễn thị có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 1,2m, muốn đọc mộtquyển sách đặt cách mắt 30cm

a Tính độ tụ của kính phải đeo (mắt sát kính)

b Nếu ngời đó chỉ có kính mà tiêu cự bằng 36cm thì phải đặt kính cách mắtbao nhiêu để thấy đợc rõ nhất? Quyển sách vẫn đặt cách mắt 30cm

Loại 3: Biến thiên độ tụ của mắt.

Một mắt cận thị có khoảng nhìn rõ xa nhất là 12cm

a Khi mắt không điều tiết thì độ tụ của mắt là 62,5 điốp Hãy tính khoảngcách từ quang tâm của mắt đến võng mạc của mắt

b Biết rằng khi mắt điều tiết tối đa thì độ tụ của nó là 67,5 điốp Hãy xác

định khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt

Bài tập 16:

19

Thuỷ tinh thể ở cách võng mạc một khoảng a = 1,52mm và có tiêu cựf

1 = 1,50cm khi không điều tiết và có tiêu cự f

2 = 1,415cm khi điều tiết tối đa

a Tìm giới hạn nhìn rõ của mắt

b Mắt này phải sử dụng kính có độ tụ bao nhiêu để nhìn rõ vật ở vô cực màkhông phải điều tiết

c Tìm khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt khi đeo kính đó

a Nếu đa kính vào sát mắt thì ngời ấy sẽ nhìn rõ những vật nằm trongkhoảng nào trớc mắt

b Kính vẫn đợc đeo cách mắt 2cm Tính độ bội giác ảnh khi ngời ấy nhìnvật ở gần mắt nhất và khi ngời ấy nhìn vật ở xa mắt nhất

Bài tập 19:

Một ngời cận thị về già chỉ còn nhìn rõ những vật nằm trong khoảng cáchmắt từ 0,4m đến 1m

a Để nhìn rõ vật ở rất xa mà mắt không phải điều tiết, ngời đó phải đeo kính

có độ tụ bằng bao nhiêu? Khi đeo kính này thì điểm cực cận mới cách mắt baonhiêu?

b Để nhìn rõ vật ở gần nhất cách mắt 25cm mà mắt không phải điều tiết,

ng-ời đó phải đeo kính có độ tụ bằng bao nhiêu? Khi đeo kính này thì điểm cựcviễn mới cách mắt bao nhiêu?

c Để tránh tình trạng phải thay kính ngời ta làm kính có hai tròng, tròng trêndùng để nhìn xa nh câu a, tròng dới dùng để nhìn gần nh câu b Tròng nhìn gần

đợc cấu tạo gồm một kính nhỏ dán thêm vào phần dới của tròng nhìn xa Tính

độ tụ của kính dùng để dán thêm vào đó Coi kính đeo sát mắt

1 có độ tụ bằng bao nhiêu (kính đeo sát mắt)? Xác định giới hạn nhìn

rõ của mắt ngời đó khi đeo kính L

1

b Để nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 25cm, ngời đó dán thêm vào L

1 mộtkính L

c c c

d f

f f

d f d

d k G

v

d l k G

Chú ý: Nếu mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính lúp thì:

Trong mỗi trờng hợp trên, hãy xét:

a Khi mắt không điều tiết

b Khi ảnh quan sát ở khoảng nhìn rõ ngắn nhất

c Khi vật cách kính lúp 8cm

Bài tập 23:

Một ngời có khoảng thấy rõ ngắn nhất là 25cm, quan sát một vật AB = 2mm

đặt trớc một kính lúp có tiêu cự 10cm và cách kính 6cm, mắt ngời đó đặt saukính và cách kính 1cm

a Hãy tính độ phóng đại của ảnh và độ bội giác của kính

b Một ngời thứ hai bị cận thị có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 15cm, cũngquan sát vật AB bằng kính lúp trên và trong cùng các điều kiện nh với ngời thứnhất Hãy tính độ bội giác của kính lúp ứng với ngời thứ hai

Loại 2: Bài tập về mắt quan sát kính lúp.

kính đợc xác định dựa vào vị trí của điểm cực cận và điểm cực viễn của mắt.Nếu mắt có tật thì việc giải bài tập có phần phức tạp hơn, về cơ bản vẫn giải nhbình thờng nhng chú ý là ảnh qua kính lúp là ảnh ảo và nằm trong giới hạn nhìn

rõ của mắt

Bài tập 24:

Một ngời 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 lúp

b Phạm vi ngắm chừng của kính lúp Biết phạm vi thấy rõ của mắt cận cáchmắt từ 12cm đến 36cm Mắt đặt sát kính

c Độ bội giác của kính lúp khi vật ở trớc kính 3,5cm và mắt sau kính 2cm

Bài tập 25: TSĐH Giao thông vận tải 1997.

Một ngời cận thị có điểm cực cận cách mắt 12cm, điểm cực viễn cách mắt

80cm Ngời đó dùng một kính lúp có độ tụ 10 điốp để quan sát một vật nhỏ,mắt đặt sát kính

1 Phải đặt vật trong khoảng nào trớc kính lúp? Vẻ ảnh?

2 Tính độ bội giác của kính khi nhìn ảnh ở điểm cực cận và điểm cực viễn

Bài tập 26:

Một ngời thợ chữa đồng hồ bị cận thị, có giới hạn nhìn rõ từ 15cm đến50cm Ngời ấy dùng một kính lúp có độ tụ 20 điốp để quan sát chiếc đồng hồ.Mắt đặt ở tiêu điểm ảnh của kính

1 Phải đặt chiếc đồng hồ trong khoảng nào trớc kính?

2 Tính G và k của ảnh trong hai trờng hợp:

a Ngời ấy ngắm chừng ở điểm cực cận

b Ngời ấy ngắm chừng ở điểm cực viễn

3 So sánh G của ảnh khi ngời thợ ngắm chừng ở điểm cực viễn với G của

ảnh trong trờng hợp một ngời khác mắt không có tật và có khoảng nhìn rõ ngắnnhất là 25cm, quan sát ảnh của chiếc đồng hồ trong trạng thái ngắm chừng ở vôcực Giải thích sự sai lệch của hai kết quả

Bài tập 27:

23

Một ngời cận thị khi về già nhìn rõ các vật cách mắt từ 30cm đến 50cm.Quan sát ảnh của một vật qua một kính lúp mà mắt đặt tại tiêu điểm ảnh củakính lúp.

1 Tính tiêu cự của kính biết khoảng ngắm chừng là 0,4mm

2 Bây giờ mắt cách kính 1cm quan sát vật AB trớc kính

a Tính độ bội giác của kính lúp, biết mắt quan sát ảnh mà không điều tiết

b Tính độ cao tối thiểu của vật AB mà mắt có thể phân biệt đợc qua kínhlúp Biết năng suất phân li của mắt là 3.10-4rad

Dạng 4: Bài tập về kính hiển vi.

Loại 1: Bài tập về độ bội giác.

Phơng pháp giải: - Để tìm độ bội giác ta áp dụng công thức tổng quát:

L k

k o

G k d OO k k d OO

k OA AB

B A tg

tg

2 2

1 2 2

2 2

1 2

1 2

d

d d

d k

k k AB

B A

v

f

d f G k G

1

1 1 1



Đ.



Vật kính của một kính hiển vi có f

1 = 0,4 cm, thị kính có f

2 = 2 cm Hai kínhcách nhau một khoảng a = 18 cm Ngời quan sát có mắt bình thờng đặt tại tiêu

điểm ảnh của thị kính Biết điểm cực cận cách mắt 25 cm Hãy xác định:

a Vị trí đặt vật và tính độ bội giác khi ngắm chừng ở điểm cực cận của mắt

b Vị trí đặt vật và tính độ bội giác khi ngắm chừng ở điểm cực viễn của mắt

Bài tập 30:

Một ngời mắt bình thờng, có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 25 cm, quan sátmột vật nhỏ bằng một kính hiển vi gồm vật kính có tiêu cự f

1 = 7,25 mm và thịkính có tiêu cự f

2 = 2 cm Hai kính cách nhau 187,25 mm Hỏi độ bội giác củakính biến thiên trong khoảng nào?

Bài toán về kính hiển vi là bài toán quang hệ gồm hai thấu kính trở lên, do

đó để giải bài toán nói chung nên viết sơ đồ tạo ảnh

Tuỳ theo yêu cầu của đề bài, ảnh cuối cùng tạo bởi kính có thể là ảnh ảo (khiquan sát bằng mắt) hoặc ảnh thật (khi chiếu lên màn hoặc chụp ảnh) Khi quansát bằng mắt ảnh cuối cùng luôn là ảnh ảo nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt.Nếu ảnh ở vô cực thì mắt không phải điều tiết (đỡ mỏi mắt khi quan sát), nếu

ảnh ở điểm cực cận thì khi quan sát mắt phải điều tiết tối đa (chóng mỏi mắt) Đề bài cũng có thể yêu cầu xác định các đại lợng khác của kính: Khoảngcách giữa vật kính và thị kính,  và cả f

ngắm chừng ở vô cực, ở điểm cực cận, độ bội giác của kính khi ngắm chừng ởvô cực ) Tơng tự bài toán có thể yêu cầu xác định kích thớc của ảnh, củavật Khi đó, về nguyên tắc chỉ cần vận dụng phơng pháp giải bài toán quang hệgồm hai thấu kính.

Bài tập 32:

Điều nào sau đây là "Đúng" khi nói về cấu tạo của kính hiển vi:

A Kính hiển vi là hệ hai kính lúp có cùng trục chính

B Kính hiển vi có vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, thị kính làmột kính lúp

C Khoảng cách giữa vật kính và thị kính có thể thay đổi đợc khi ngắmchừng

a) Hỏi kính nào là vật kính, kính nào là thị kính? Tại sao?

b) Hỏi vật quan sát phải đặt trong khoảng nào trớc kính?

c) Độ bội giác của kính hiển vi biến thiên trong khoảng nào?

Bài tập 35: TSĐH Vinh 1997

Một kính hiển vi với vật kính có tiêu cự 0,5cm, thị kính có độ tụ 25 điốp đặtcách nhau một đoạn cố định 20,5cm Mắt quan sát viên đặt ở tiêu điểm ảnh củathị kính Mắt là thờng và có điểm cực cận cách mắt 25cm Hỏi:

1 Phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi?

2 Độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực và ở điểm cực cận?

3 Năng suất phân li của mắt là 3.10-4rad Mắt không điều tiết Khoảng cáchngắn nhất giữa hai điểm trên vật có thể quan sát qua kính hiển vi là bao nhiêu?

2 2 1

f

f OC

f f

d f OC

f k G

c c

c c

1 1 1

2 2

1

1 1 2

2 2

0 0

.

OA

f k OA

f B A

B A

f

B A OA

B A

f

B A

tg 

v

v v

v v v

OC

f f

OC f OC

f f

d f OC

f k

2

2 1 2

2 2 1

Bài tập 38:

Một ngời cận thị có điểm cực viễn cách mắt 50cm quan sát một chòm saotrong trạng thái không điều tiết Vật kính có tiêu cự 90cm, thị kính có tiêu cự2,5cm

Tính độ bội giác của ảnh cuối cùng

Loại 2: Bài tập về mắt quan sát kính thiên văn.

Phơng pháp giải:

+ Bài toán về kính thiên văn là bài toán quang hệ gồm hai thấu kính có dạng

đặt biệt Vật ở xa vô cùng và vật có kích thớc góc (góc trông hay đờng kínhgóc) Do đó để giải bài tập loại này trớc hết thờng viết sơ đồ tạo ảnh

+ Tuỳ theo yêu cầu của đề bài, ảnh cuối cùng tạo bởi kính có thể là ảnh ảo(quan sát bằng mắt) hoặc ảnh thật (khi chiếu lên màn hoặc chụp ảnh) Thờngkhi quan sát bằng mắt chỉ xét trờng hợp ngắm chừng ở vô cực, khi đó có thể ápdụng ngay công thức tính G

+ Trong trờng hợp mắt ngời quan sát có tật, thì yêu cầu ảnh cuối cùng tạobởi kính phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt ngời đó (nghĩa là d’

2 phải cógiá trị xác định, theo yêu cầu của đề) Biết d’

2 và biết một số đại lợng khác, sẽsuy ra các đại lợng cần tìm

Bài tập 40:

Một kính thiên văn có tiêu cự của vật kính, thị kính lần lợt là f

1, f

2 Điều nàosau đây là sai khi nói về ngắm chừng vô cực của kính:

Biết khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là: d = 384000 km và lấy gần

đúng 1’= 3.10-4rad

Bài tập 42:

Vật kính và thị kính của một kính thiên văn có độ tụ lần lợt là D

1 = 1 điốp vàD

2 = 20 điốp, đờng kính của vành vật kính D = 10cm

a Xác định vị trí và đờng kính D’ của ảnh vật kính cho bởi thị kính (vòngtròn thị kính) khi ngắm chừng ở vô cực

b Hớng ống kính của kính thiên văn đó về một ngôi sao có góc trông bằng0,5’ Tính góc trông ngôi sao nhìn qua kính khi ngắm chừng ở vô cực

29

1

2

f f

G 

c Một ngời cận thị quan sát ngôi sao nói trên phải điều chỉnh lại thấu kính

để ngắm chừng Ngời đó thấy rõ ngôi sao qua kính khi khoảng cách giữa vậtkính và thị kính của kính thiên văn thay đổi từ 102,5cm đến 104,5cm Xác địnhcác khoảng nhìn rõ ngắn nhất và dài nhất của mắt ngời đó Biết mắt đặt sát thịkính

Bài tập 44:

a ống nhòm đợc coi nh là một kính thiên văn cở nhỏ Vật kính của ốngnhòm có độ tụ + 4 điốp, thị kính có độ tụ + 25 điốp Hai kính cách nhau mộtkhoảng 29cm Một ngời có điểm cực cận cách mắt 25cm và điểm cực viễn ở vôcực, đặt mắt sát sau thị kính thì có thể nhìn rõ ảnh của các vật nằm trongkhoảng nào trớc kính?

b Khi quan sát nh vậy thì độ bội giác của ảnh sẽ thay đổi trong phạm vi baonhiêu?

tỉ số G = ’/

c Có vị trí nào của vật để G = k không?

Kết luận nào sau đây là “SAI” khi so sánh mắt và máy ảnh:

A Thủy tinh thể có vai trò nh vật kính

B Con ngơi có vai trò giống nh lỗ tròn

C Giác mạc có vai trò giống nh phim

D ảnh thu đợc có tính chất giống nhau

E Khi hoạt động tiêu cự của thủy tinh thể thay đổi đợc còn tiêu cự của vậtkính thì không thay đổi đợc

b Khoảng thấy rõ ngắn nhất khi đeo kính O

1 và khoảng thấy rõ dài nhất khi

Bài tập 49:

Một ngời mắt có khoảng nhìn rõ là 84cm Ngời này muốn nhìn rõ mắt mìnhqua gơng cầu lồi có tiêu cự f = -15cm thì phải đặt gơng đó cách mắt mộtkhoảng gần nhất là 10cm

1 Hỏi ngời này muốn nhìn rõ những vật gần nhất cách mắt 20cm thì phải

đeo sát mắt một kính có độ tụ bao nhiêu?

2 Ngời này không đeo kính mà dùng một kính lúp có độ tụ D = 20 điốp đểquan sát một vật nhỏ Mắt đặt cách kính 2,5cm Hỏi phải đặt vật trong khoảngnào trớc kính Tính độ bội giác của ảnh khi vật ở gần kính nhất?

Bài tập 50: TSĐH Vinh 2001.

Một ngời cận thị chỉ nhìn rõ đợc những vật cách mắt từ 15cm đến 50cm

1 Hỏi ngời đó phải đeo kính gì và độ tụ của kính bằng bao nhiêu? Khi đeokính đó sát mắt ngời bị cận sẽ nhìn rõ đợc vật nằm trong khoảng cách nào trớcmắt?

2 Ngời này đặt mắt (đeo kính cận) sát thị kính của một kính hiển vi để quansát một vật nhỏ Biết tiêu cự vật kính là f

1 = 1cm, tiêu cự thị kính là f

2 = 4cm và

độ dài quang học của kính hiển vi là  = 16cm

a Tìm khoảng cách gần nhất từ vật quan sát đến vật kính mà ngời đó cònnhìn rõ đợc qua kính hiển vi

b Xác định phạm vi biến thiên độ bội giác của kính

c Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà ngời đó còn phânbiệt đợc khi quan sát qua kính hiển vi Biết rằng năng suất phân li của mắt



min

 1’ 1/3500 rad Khi quan sát mắt không phải điều tiết

Chơng 3: Một số phơng án dạy và học sử dụng hệ thống bài tập Mắt và các dụng cụ quang học

3.1 Một số phơng án dạy và học sử dụng hệ thống bài tập Mắt

và các dụng cụ quang học.

Nh ta đã biết bài tập vật lý là khâu không thể thiếu đợc trong dạy học vật lý.Hớng dẫn HS giải bài tập là công việc khó Ngời giáo viên phải hình dung đợc ởmỗi bài tập, mỗi dạng, phần kiến thức nào HS còn gặp khó khăn, các thao tácnào cần đợc tiến hành, thậm chí đợc lặp lại cho thuần thục Đặc biệt là các tìnhhuống bất ngờ, ngoài dự kiến Có những vấn đề tởng là hiển nhiên nhng cần đợcgiảng giải để HS chấp thuận, có những vấn đề rất khó, đặc biệt liên quan đếnthực tiễn mà HS nêu ra không phải bao giờ ta cũng giải quyết ngay đợc Để bàigiảng diễn ra đợc suôn sẻ, ngời GV phải chuẩn bị chu đáo, hết sức linh hoạt,phải luôn luôn tự điều chỉnh về mức độ kiến thức, về phân bố thời gian và tạo ra

sự hứng thú trong suốt tiết học

Việc tiến hành hớng dẫn giải bài tập là dựa trên một hệ thống câu hỏi dẫndắt Các câu hỏi đặt ra dựa vào nội dung từng bài toán cụ thể và yêu cầu kiểmtra, bổ sung kiến thức của GV Để chủ động ngời GV phải hình dung những v-ớng mắc sẽ gặp phải của HS và đề ra hớng giải quyết những vớng mắc này, cóthể chỉ dẫn trực tiếp cũng có thể trả lời bằng các câu hỏi dẫn dắt giúp HS tự pháthiện vấn đề Cuối cùng, sau mỗi bài toán, sau mỗi dạng ngời HS phải tự nhìnthấy những vấn đề gì mình đã vớng mắc và có thể giải quyết ra sao

Từ hệ thống bài tập Mắt và các dụng cụ quang học đã đợc chọn lọc, chúngtôi đã xây dựng các phơng án dạy học nhằm nâng cao hiệu quả việc lĩnh hộikiến thức cho HS ở trờng phổ thông Trong chơng này chúng tôi xin trình bàymột số giáo án mẫu và phơng pháp giải của một số dạng (kèm theo hệ thốngcâu hỏi dẫn dắt)

3.1.1 Giáo án vật lý tiết 57 phân phối chơng trình vật lý 12 THPT.

A Mục đích - yêu cầu:

- Củng cố kiến thức về máy ảnh, mắt và các tật của mắt Rèn luyện kỹ nănggiải bài tập về máy ảnh, mắt và các tật của mắt

- Bồi dỡng khả năng lập luận lôgic để giải bài tập

B Chuẩn bị: Cho HS các bài tập về nhà: Bài tập 3, 9, 13, 17, 18

C Nội dung bài học:

1 Kiểm tra việc giải bài tập ở nhà của HS

- Cho một HS lên bảng giải bài tập 3

33

- Vừa theo dõi HS giải trên bảng vừa kiểm tra bài giải của một số HS để nắmtình hình chung.

- Thảo luận tập thể lời giải của HS trên bảng

2 Giải quyết các vớng mắc của HS Dự kiến các khó khăn của HS, đề ra hệthống câu hỏi để dẫn dắt (mức độ khác nhau để cả lớp cùng tham gia)

a) Bài tập 3: Hệ thống câu hỏi dự kiến giải quyết vớng mắc của học sinh GV: Tóm tắt bài toán?

GV: Viết sơ đồ tạo ảnh?

GV: Vật ở rất xa qua vật kính cho ảnh ở đâu?

GV: Phim phải đặt ở đâu?

GV: Vật đặt cách vật kính 60cm cho ảnh ở đâu?

GV: Phim phải đặt ở đâu? Suy ra độ dịch chuyển phim?

GV: Để có ảnh trên phim cách vật kính 10cm thì vật đặt ở đâu?

GV: Để có ảnh trên phim cách vật kính 12,5cm thì vật đặt ở đâu?

GV: Máy ảnh chỉ chụp đợc những vật trong khoảng nào?

b) Bài tập 8: Hớng dẫn học sinh giải

GV: Đọc đề và tóm tắt bài toán?

HS : Giả thiết: OC

c = 15cm, OC

v = 50cm Kết luận: a D

HS : f

k = d' = - OC

v = - 50cm GV: Suy ra độ tụ của kính?

HS : D

k = 1/f

k = - 2điốp GV: Vật gần nhất qua kính cho ảnh ở đâu?

O

cm f

d

f d d

k c

k c

'

'

d

d d f

c c

c c

15 20

15 20 '

'

d

f d d

k v

k v

60 50

60 50 '

'

d

d d

f k

3

2 3

200 '

D

f

k

k  1  1  100

GV: Vật gần nhất qua kính cho ảnh ở đâu?

HS : Cho ảnh ở C

c: d' = - OC

c = - 40cm GV: Tìm d?

GV: Để sửa tật viễn thị ta làm thế nào?

Ngoài ra giáo viên cần nhấn mạnh: Khi làm bài tập về máy ảnh và mắt nên

vẽ sơ đồ tạo ảnh để mô hình hoá đợc quá trình lập luận

E Bài tập về nhà: Số 4, 6, 11, 16, 20

3.1.2 Giáo án vật lý tiết 60 phân phối chơng trình vật lý 12 THPT.

A Mục đích - yêu cầu:

- Củng cố kiến thức về kính hiển vi Khắc sâu thêm về cấu tạo của kính hiển

vi, cách ngắm chừng ở điểm cực cận, ở vô cực đồng thời biết tính độ bội giác t

-ơng ứng

- Bồi dỡng khả năng lập luận lôgic để giải bài tập

B Chuẩn bị: Cho HS các bài tập về nhà: Bài tập 30, 31, 32, 33, 34

C Nội dung bài học:

1 Kiểm tra việc giải bài tập ở nhà của HS

- Gọi một HS trung bình lên bảng giải bài tập 33

- Vừa theo dõi HS giải trên bảng vừa kiểm tra bài giải của một số HS để nắmtình hình chung

- Thảo luận tập thể lời giải của HS trên bảng

2 Giải quyết các vớng mắc của HS Dự kiến các khó khăn của HS, đề ra hệthống câu hỏi để dẫn dắt (mức độ khác nhau để cả lớp cùng tham gia)

Kết kuận: a Kính nào là vật kính, kính nào là thị kính?

b Vật quan sát phải đặt trong khoảng nào trớc kính?

c G biến thiên trong khoảng nào?

GV: Trong kính hiển vi vật kính và thị kính tiêu cự của kính nào lớn hơn?

cm f

d

f d d

k

100 40

100 40 '

(Nếu HS không xác định đúng kính nào là vật kính thì bài toán giải sẽ sai) GV: Để mắt ngời quan sát nhìn rõ ảnh của vật qua kính hiển vi thì ảnh phảinằm ở đâu?

GV: Viết sơ đồ tạo ảnh?

GV:Tìm vị trí vật khi ngắm chừng ở điểm cực cận và khi ngắm chừng ở vôcực?

GV: Độ bội giác đợc tính theo công thức nào?

GV: Khi ngắm chừng ở điểm cực cận và ở vô cực độ bội giác của kính bằngbao nhiêu?

Kết luận: a Phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi?

b Độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực và ở C

.

2 1







f f

1

O

2

O