Giáo án Vật lý 11 tiết 58: Thấu kính mỏng (tiếp)

Ngày dạy Lớp Sĩ số, tên HS vắng 31/3/2018 11B5 Tiết 58: THẤU KÍNH MỎNG (tiếp) I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức: - Nhận biết được: quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự, độ tụ của thấu kính phân kì. - Vẽ được ảnh tạo bởi thấu kính và nêu được đặc điểm ảnh (tính chất, chiều, độ lớn). - Viết và vận dụng được các công thức về thấu kính. - Nêu được một số công dụng quan trọng của thấu kính. 2. Kĩ năng: - Dựng được ảnh tạo bởi thấu kính và nhận xét được đặc điểm ảnh trong từng trường hợp cụ thể. - Giải được các bài tập đơn giản về thấu kính. 3. Thái độ: Nghiêm túc, tích cực trong học tập, quan tâm đến ứng dụng vật lí trong đời sống và kĩ thuật. 4. Phát triển năng lực: - Năng lực chung: tự học, tư duy, so sánh, tổng hợp vấn đề, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. - Năng lực riêng: năng lực tính toán, năng lực trình bày kiến thức, vận dụng kiến thức vật lí vào tình huống thực tiễn. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài soạn, máy tính bảng phụ, phiếu học tập giao nhiệm vụ về nhà 2. Học sinh: Ôn tập các khái niệm về thấu kính hội tụ, đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính; kiến thức toán học về tam giác đồng dạng. III. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Kiểm tra bài cũ: Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức cũ, đặt tình huống có vấn đề, tạo hứng thú cho học sinh Nội dung: GV: Trên màn hình là TKHT (Chiếu hình ảnh TKHT): Hãy nhắc lại khái niệm quang tâm O, tiêu điểm ảnh chính và tiêu điểm vật chính của TKHT HS: 1 hs trả lời: Quang tâm O là điểm chính giữa thấu kính, tia tới đi qua quang tâm thì tia ló truyền thẳng; Tiêu điểm ảnh chính nằm trên trục chính, tia tới song song với trục chính, tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính; Tiêu điểm vật chính nằm trên trục chính đối xứng với tiêu điểm ảnh chính qua quang tâm O, tia tới đi qua tiêu điểm vật chính, tia ló song song với trục chính ( GV bấm máy theo HS) GV: Hãy nhắc lại khái niệm tiêu diện ảnh và tiêu diện vật HS: Là mặt phẳng vuông góc với trục chính và đi qua tiêu điểm ảnh chính. Tiêu diện vật là mặt phẳng vuông góc với trục chính và đi qua tiêu điểm vật chính GV: Tiêu cự và độ tụ của TKHT được xác định ntn? HS: ; ; GV: Vậy đối với TKPK thì các khái niệm: quang tâm, tiêu điểm ảnh chính, tiêu điểm vật chính, tiêu diện ảnh và tiêu diện vật giống và khác ntn so với TKHT, chúng ta học tiếp mục III. Khảo sát TKPK 2. Nội dung bài học: 2.1. Hình thành kiến thức a. Mục tiêu: Tìm hiểu về: - Thấu kính phân kì - Sự tạo ảnh bởi thấu kính. - Các công thức về thấu kính. - Một vài công dụng của thấu kính b. Nội dung: Hoạt động 1: Tìm hiểu thấu kính phân kì Hoạt động của GV và HS Nội dung GV: Nhìn màn hình các em có nhận xét gì về quang tâm của TKPK so với quang tâm của TKHT? HS: Giống nhau. Tia sáng đi qua quang tâm đều truyền thẳng f F’ F Fn’ Fn (Δ) (Δn) O TKHT GV: (Chiếu tiêu điểm ảnh chính). Các em có nhận xét gì về tiêu điểm ảnh chính của 2 TK HS: Khác nhau. Tiêu điểm ảnh chính của TKHT thì nằm phía sau TK, tia tới song song trục chính thì tia ló đi qua điểm ảnh chính, nó hứng đc trên màn ( nó là thật). Tiêu điểm ảnh chính của TKPK nằm phía trước TK, tia tới song song trục chính, tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm ảnh chính, không hứng đc ( nó là ảo) GV: Tiêu điểm vật chính đều được xác định giống nhau: là điểm nằm trên trục chính đối xứng với tiêu điểm ảnh chính qua quang tâm GV: Tiêu diện ảnh và tiêu diện vật của TKPK được xác định giống như TKHT GV: (chiếu tiêu cự): Có nhận xét gì về tiêu cự và độ tụ của 2 TK trên HS: Đều có cùng công thức tính độ lớn nhưng tiêu cự và độ tụ của TKHT dương còn TKPK âm III. KHẢO SÁT THẤU KÍNH PHÂN KÌ TKPK f F’ F Fn’ Fn (Δ) (Δn) O + Quang tâm giống TKHT + Các tiêu điểm, tiêu diện được xđ giống TKHT + Khác là chúng đều ảo (được tạo bởi đường kéo dài của các tia sáng) + Công thức tiêu cự và độ tụ ; ; Chuyển ý: Các em quan sát, thầy có 1 TKHT, một vật có dạng hình số 1. Các em quan sát trên màn chắn khi thầy chiếu sáng vào vật hình số 1 này. ( chỉ trên màn). Đây là ảnh của vật được tạo bởi thấu kình hội tụ, ảnh này hứng được trên màn, nó là ảnh thật. Chúng ta cùng tìm hiểu sự tạo ảnh bởi thấu kính Hoạt động 2: Tìm hiểu sự tạo ảnh bởi thấu kính. Hoạt động của GV và HS Nội dung GV: 1. Khái niệm ảnh và vật trong quang học GV: ( Chiếu hình ảnh vật điểm). S là vật điểm, vậy vật điểm là gì? HS: Vật điểm là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng GV: ( chiếu hình vật thật và vật ảo). Hãy phân biệt vật điểm thật và vật điểm ảo? HS: Vật thật nếu chùm tia tới là chùm phân kì. Vật ảo nếu chùm tia tới là chùm hội tụ GV: ( Chiếu hình ảnh ảnh điểm). S’ là ảnh điểm, vậy ảnh điểm là gì? HS: Ảnh điểm là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng GV: ( chiếu hình ảnh thật và ảnh ảo). Hãy phân biệt ảnh điểm thật và ảnh điểm ảo? HS: + Ảnh điểm là thật nếu chùm tia ló là chùm hội tụ ( hứng được trên màn) + ảnh điểm là ảo nếu chùm tia ló là chùm phân kì. ( không hứng được trên màn) IV. SỰ TẠO ẢNH BỞI THẤU KÍNH 1. Khái niệm ảnh và vật trong quang học * Vật điểm: là điểm đồng quy của chùm tia tới hay đường kéo dài của chúng. Một vật điểm là: + thật nếu chùm tia tới là chùm phân kì + ảo nếu chùm tia tới là chùm hội tụ * Ảnh điểm: là điểm đồng quy của chùm tia ló hay đường kéo dài của chúng. Một ảnh điểm là: + thật nếu chùm tia ló là chùm hội tụ, + ảo nếu chùm tia ló là chùm phân kì. Chuyển ý: Để vẽ đc ảnh điểm S’ của vật sáng S qua TK ta phải sử dụng đường truyền của các tia sáng qua TK. Ta cùng tìm hiểu cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính GV: Để dựng ảnh tạo bởi TK đơn giản nhất, ta chỉ cần vẽ 2 trong 3 tia đặc biệt. Hãy trình bày các tia đặc biệt các em đã được học HS: - Tia tới qua quang tâm, tia ló đi thẳng. - Tia tới song song với trục chính, tia ló (hay đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’. - Tia tới (hay đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló song song với trục chính. GV: ( vẽ hình ) GV: Trong một số trường hợp có thể sử dụng tia bất kì theo 2 cách sau: GV: ( chiếu và nói) Cách 1: tia tới song song với trục phụ thì tia ló ( hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm ảnh phụ F’1 của trục phụ đó. Cách 2: tia tới ( hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật phụ F1 thì tia ló song song với trục phụ đó. GV: Hãy sử dụng đường truyền của các tia đó để dựng ảnh của 1 vật điểm B thông qua hoạt động nhóm 5 phút Nhóm 1: Hình 1. Điểm S trên trục chính Nhóm 2: Hình 2. Điểm Nhóm 3: Hình 3 Nhóm 4: Hình 4 HS: Dựng ảnh GV: Gọi HS nhận xét và GV chốt GV: Vậy để dựng ảnh của vật AB ta làm như sau: Bước 1: Dựng ảnh B' của điểm B. Bước 2: Từ B' hạ vuông góc xuống trục chính ta được ảnh A'B' của vật AB. GV: Nhấn mạnh: nếu vật điểm nằm trên trục chính thì ảnh điểm sẽ nằm trên trục chính. GV: Giới thiệu: Trong thực tế các vật đều có kích thước, và để có ảnh rõ thì vật phải có dạng phẳng, nhỏ, đặt vuông góc với trục chính, thường biểu diễn bởi một mũi tên AB liền nét. ảnh thật ta vẽ mũi tên liền nét, ảnh ảo nứt nét 2. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính a. Các tia đặc biệt - Tia tới qua quang tâm, tia ló đi thẳng. - Tia tới song song với trục chính, tia ló (hay đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’. - Tia tới (hay đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló song song với trục chính. b. Tia bất kì: B F F' F1’ B' F1 O Hoạt động nhóm: dựng ảnh B’ của B * Dựng ảnh của vật AB vuông góc với trục chính. Bước 1: Dựng ảnh B' của điểm B. Bước 2: Từ B' hạ vuông góc xuống trục chính ta được ảnh A'B' của vật AB. A B B’ A’ F F’ O B O F F’ A’ B’ A GV: Về nhà vẽ các trường hợp còn lại và nhận xét tính chất, độ lơn và chiều của ảnh, rồi hoàn thiện vào bảng tóm tắt SGK HS: nhận nhiệm vụ về nhà làm. 3. Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính (Bảng tóm tắt SGK-tr 186) Chuyển ý: Khi khoảng cách của vật so với TK thay đổi thì ta thấy vị trí của ảnh, tính chất và độ lớn của nó cũng thay đổi. Vậy công thức nào thể hiện mối liên quan giữa các đại lượng đó, các em cùng tìm hiểu mục V. Các công thức về TK Hoạt động 3: Tìm hiểu các công thức về thấu kính. Hoạt động của GV và HS Nội dung GV: Đưa ra hình vẽ A B B’ A’ F F’ O d d' GV: Gọi d là k/c từ vật đến TK + d >0 : vật thật. d <0: vật ảo (không xét) Gọi d’ là k/c từ ảnh đến TK + d’ >0: ảnh thật; d’ < 0 : ảnh ảo Gọi k là số phóng đại ảnh *Ta có: + Số phóng đại ảnh: k = + k > 0: ảnh và vật cùng chiều ; + k < 0: ảnh và vật ngược chiều. 1. Công thức xác định vị trí ảnh (1) 2. Công thức xác định số phóng đại ảnh (2) HS: Ghi nhớ các qui ước và các công thức về thấu kính. V. CÁC CÔNG THỨC VỀ THẤU KÍNH Gọi d là k/c từ vật đến TK + d >0 : vật thật. d <0: vật ảo (không xét) Gọi d’ là k/c từ ảnh đến TK + d’ >0: ảnh thật; d’ < 0 : ảnh ảo Gọi k là số phóng đại ảnh *Ta có: + Số phóng đại ảnh: k = + k > 0: ảnh và vật cùng chiều ; + k < 0: ảnh và vật ngược chiều. 1. Công thức xác định vị trí ảnh (1) 2. Công thức xác định số phóng đại ảnh (2) GV: Hãy vận dụng các công thức về TK để giải bài tập ví dụ sau: ( đọc đề) Hướng dẫn: Để xác định vị trí của ảnh, phải tìm d’; xét dấu của d’ để biết ảnh thật hay ảo; tính số phóng đại HS: phân tích đề bài, tóm tắt, giải bài tập vào vở. 1 hs lên tóm tắt và giải, nhận xét đặc điểm ảnh. ( HS dưới lớp làm vào vở) GV: nhận xét và đối chiếu với các hs khác. * Ví dụ: Cho vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm, vật cách thấu kính 15 cm. Xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh, số phóng đại ảnh ? Hướng dẫn Thấu kính hội tụ: f= 10cm; d= 15cm + vị trí ảnh: + Ảnh thật vì d’>0 + Số phóng đại: . Chuyển ý: Vận dụng sự tạo ảnh bởi thấu kính và các công thức của thấu kính, con người đã có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghệ, chúng ta cùng tìm hiểu công dụng của TK qua đoạn video sau ( GV viết mục IV rồi bật video) Hoạt động 4: Tìm hiểu công dụng của thấu kính. Hoạt động của GV và HS Nội dung GV: Chiếu video giới thiệu công dụng của thấu kính trong một số dụng cụ quang. Nhấn mạnh tùy vào mục đích sử dụng, mỗi loại dụng cụ quang có thể sử dụng 1 hoặc nhiều thấu kính, có tiêu cự (độ tụ) khác nhau. Sự tạo ảnh qua các dụng cụ quang sẽ được tìm hiểu ở các bài học sau. HS: Tiếp thu và ghi nhớ. VI. CÔNG DỤNG CỦA THẤU KÍNH - Thấu kính có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống và trong khoa học. Thấu kính được dùng làm: + Kính khắc phục tật của mắt (kính cận, viễn, lão) + Kính lúp; kính hiển vi; kính thiên văn, ống nhòm + Máy ảnh, máy ghi hình. + Đèn chiếu. + Máy quang phổ. 2.3. Củng cố, luyện tập a. Mục tiêu: Tóm tắt kiến thức trọng tâm, vận dụng để giải bài tập đơn giản về thấu kính. b. Nội dung: Hoạt động của GV và HS Nội dung GV: Chiếu những nội dung kiến thức cần ghi nhớ, chốt lại trọng tâm bài học HS: Tiếp thu, ghi nhớ KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Các tiêu điểm, tiêu diện của thấu kính phân kì 2. Khái niệm ảnh và vật trong quang học 3. Cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính 4. Các công thức về thấu kính: 5. Công dụng của thấu kính 3. Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: - Học bài: so sánh các tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì; khái niệm ảnh và vật trong quang học; cách dựng ảnh tạo bởi thấu kính; các công thức về thấu kính. - Làm bài tập: 4,5,6,8,9, 10, 11, 12 trong SGK trang 189, 190 - Thực hiện các yêu cầu trong phiếu học tập vào vở bài tập. Giờ sau chữa bài tập. -----------********----------