Luận văn Định hướng cho học sinh tự lực học tập trong dạy học chương Quang hình học-Vật lý 11 trung học phổ thông ở nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

hum sáng phần kì gồm vô số tia sáng đi ra từ một điểm. b) Các định luật cơ bản của quan hình học: b.1 Định luật về sự truyền thẳng của ánh sáng. phát biểu: Trong mội trường trong suốt, đồng chất và đẳng hướng ánh sáng truyền theo một đường thẳng. sự tạo thánh bong tối hình học trên tường khi dung nến buổi tối, hiện tượng nhật thực, nguyệt thực… là những hiện tượng có thể giải thích bằng định luật này. Tuy nhiên, định luật này chỉ đùng trong điều kiện xác định gọi là giới hạn nhiễu xạ. Đến nay ta đã biết ánh sáng có bản chất sóng điện từ. khi các vật cản có kích thước lớn hơn nhiều so với bước sóng ánh sáng gần đúng xem là truyền thẳng theo những tia sáng. Một vật cản ngăn các tia sáng sẽ tạo ra hình bong rõ nét của chính vật cản đó. Điều kiện lý tưởng của quang hình học là ánh sáng truyền thẳng trong môi trường đồng chất và có bước song tiến đến 0. Thực tế, khi ánh sáng truyền qua một khe hẹp hoặc lỗ nhỏ, hiện tượng nhiễu xạ sẽ xảy ra và nguyên lý truyền thẳng của ánh sáng sẽ bị phá vỡ. b.2 Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng. b.2.1 Định luật phản xạ ánh sáng. S N R i 'i 1n 2n I r R’ Định luật phản xạ ánh sáng được viết ra đầu tiên bởi Euclid có nội dung như sau:  Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới ( mặt phẳng tới là mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp truyến của mặt phân cách IN ).  Góc phản xạ bằng góc tới 'ii  b.2.2 Định luật khúc xạ ánh sáng (Định luật Snell). Định luật khúc xạ ánh sáng dưới đây do Snell đầu tiên viết ra tại đại học Leyden và ngay sau đó là nhà toán học người Pháp Descartes. Nội dung như bau:  Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới  Tỷ số giữa Sin góc tới và Sin góc khúc xạ là một số không đổi. 1 2 n n Sinr Sini  Nếu tăng dần góc tới i khi góc khúc xạ r sẽ tăng. Với một giá trị xác định 0ii  nào đó góc r sẽ đạt 90 trước góc i . 1 2 0201 sin90sinsin n n inin   , 0i gọi là góc giới hạn. Nếu góc tới 0ii  sẽ không còn tia khúc xạ, ánh sáng phản xạ hoàn toàn và chỉ tuân theo định luật phản xạ 'ii  . Hiện tượng trên gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. C. Một số dụng cụ quang học. c.1 Kính lúp. Kính lúp là một dụng cụ quang học đã được dùng từ rất lâu. Vào năm 1885, người ta đã khai quật và tìm thấy trong di tích lâu đài của vua Sennache rib người Assyria (705- 681Công nguyên) một khính lúp làm bằng thạch anh, tiêu cụ 10cm. Muốn nhìn rõ những vật nhỏ người ta thường phải đưa vật lại gần mắt để góc trông tăng lên. Tuy nhiên, không thể đưa vật lại gần hơn vị trí điểm cực cận vì khi đó ảnh trên võng mạc sẽ bị nhòe. Khoảng cách từ điểm cực cận đến mắt gọi là khoảng thấy rõ ngắn nhất của mắt D. Đối với mắt không tật D vào khỏang 20 dến 25cm. khính lúp là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt dung làm tăng góc trông các vật nhỏ bằng cách tạo ra một ảnh ảo cùng chiều, lớn hơn vật nằm trong khoảng thấy rõ của mắt. Trường hợp đơn giản, đó là một thấu khính hội tụ tiêu cụ ngắn. Vật quan sát được đạt ở khoảng cách d ngắn hơn tiêu cụ f của thấu kính. Khoảng cách này có thể điều mắt. Cách dùng này gọi là ngắm chừng ở cực cận. c.2 Kính hiển vi. Kính hiển vi là dụng cụ quang học làm tăng góc trông các vật nhỏ với độ bôi giác lớn hơn 30. Cấu tạo của kính hiển vi trong sơ đồ đơn giản gồm hai thấu kính hội tụ tiêu cụ ngắn đạt đồng trục. vật sáng nhỏ AB cần quan sàt được đạt ở ngoài và rất gần tiêu điểm vật của vật kính(thấu kính gần vật hơn gọi là vật kính). Vật kính này sẽ tạo ra một ảnh thật A1B1 ngược chiều, lớn hơn vật. thấu kính hội tụ thứ hai (gọi là thị kính) đóng vai trò như một kính lúp dùng để quan sát ảnh A1B1. Cũng tương tự như khi dùng kính lúp, sẽ có cách ngắm chừng ở cực cận và ngắm chừng ở vô cực. Trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực, khoảng cách từ vật AB đến vật kính được điều chỉnh để ảnh A1B1 cửa AB nằm trên tiêu diện của thị kính. Khi đó ảnh A2B2 tạo bởi thị kính sẽ nằm ở xa vô cựa. Độ bội giác cửa kính dễ dàng tính được như sau: 2 11 00 tan; tan tan f BA G       ; D AB 0tan Suy ra 212 11 0 . . . tan tan ff D f D AB BA G     trong đó  là khoảng cách giữa tiêu điểm ảnh cửa vật kính L1 và tiêu điểm vật của thị kính L2 được gọi là độ dài quang học cửa kính hiển vi, 21, ff là tiêu cự của vật kính và thị kính tương ứng. D là khoảng thấy rõ ngắn nhất cửa mắt. c.3. Kính thiên văn (Telescope). Người ta không khẳng định được ai là ngươi đầu tiên phát minh ra kính telescope nhưng nhiều khả năng là nhà quang học Hà Lan Zacharias Jenssen. Telescope là dụng cụ quang học giúp mắt nhìn được những vật tuy lớn nhưng ở xa nên góc trông nhỏ hơn giới hạn phân ly của mắt. Telescope sử dụng trong thiên văn học để quan sát các thiên thể được gọi là kính thiên văn. 2.1.3. Cấu trúc và các cách hình thành kiến thức. Cấu trúc và cách hình thành các đơn vị kiến thức của chương quang hình học ánh sáng có thể được tóm tắt qua sơ đồ sau đây. 2.2. Xây dựng tiến trình dạy học chương quang hình học ánh sáng. 2.2.1 Tiết 5: Khái niệm ánh sáng A. Mục tiêu bài học. a. Kiến thức:  Phân biệt được nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng mà người tạo lập.  Hiểu được về các chùm sáng. Khái niệm ánh sáng Định luật truyền thẳng của ánh sáng Kính thiên văn Mắt Kính lúp Kính thiên vi Đ ịn h lu ật p hả n x ạ G ư ơ ng p hẳ ng G ư ơ ng c ầu B ản m ặn g so ng s o n g L ư ỡ ng c hậ t ph ẳn g L ăn g kí nh T hâ u kí nh Sự phản xạ của ánh sáng Sự khúc xạ áng sáng Định luật khúc xạ Các dụng cụ quan học b. kỹ năng:  Vẽ được ba chùm sáng (chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ, chùm sáng phân kì).  Nắm vững các định luật truyền thẳng ánh sáng. c. Hành động tự lực: vận dụng được các khái niệm về nguồn ánh sáng. B. Chuẩn bị của GV và HS. a. Giáo viên: hình vẽ 16-2, 16-3, 16-4 và các phiếu học tập Phiếu học tập số 1 Hãy thức hiện các NV sau đây ở nhà để chuẩn bị cho tiết học bài 16 trong SGK. NV1: Đọc SGK và ghi lại các khái niệm sau: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ, chùm sáng phân kì. NV2: hãy ví dụ về nguồn sáng. b. Học sinh: hoàn thành phiếu học tập. C. Nhận xét về nội dung và hướng giảng dạy. Trong bài 16 (tiết 5) các nguồn sáng mà sinh ra từ tự nhiên và nguồn sáng mà người tạo ra. Chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ và chùm sáng phân kì rất quan trọng, vậy GV cần chú ý hướng dẫn HS tự lực học tập. D. Tiến trình tiết học. 1. Ổn định lớp, kiểm tra sỹ số (2’) 2. Bài mới. Hoạt động 1:  Giáo viên định hướng tái tạo theo mẫu cho học sinh thực hiện ở nhà bằng cách giao các NV  Giáo viên chia nhóm về các HS giúp nhau hoàn thành. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuẩn bị phiếu học tập và giao NV cho HS (tiết trước) Tự mỗi cá nhân HS thực hiện các NV được giao trong phiếu học tập (ở nhà). 10’ Yêu cầu HS trao đối trong nhóm để kiểm tra lại két quả thực hiện ở nhà và giúp nhau hoàn thành các NV. Kiểm tra việc thực hiện các NV Trao đối với các bạn trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập. Nhóm trưởng thống kê kết quả thực hiện NV của các bạn trong nhóm và nộp cho GV. trong phiếu học tập qua phiếu thống kê. Hoạt động 2: thông báo kết quả NV1 Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS 30’ 1. Nguồn sáng:nguồn sáng là những vật tự phát ra ánh sáng. Các vật sáng bao gồm các nguồn sáng và các vật được chiếu sáng. 2. Sự nhìn thấy: 3. Tia sáng: tia sáng là đường truyền của ánh sáng. Biểu diễn: Một đường thẳng trên đó có một mũi tên chỉ chiều truyền của ánh sáng. 4. Chùm sáng: Một tập hợp của vô số tia sáng được gọi là chùm sáng hay chùm tia sáng. Đặt câu hỏi: Trong các mệnh đề sau đây, mệnh đề nào đúng: a. hình(1) mô tả chùm tia sáng song song. b. Hình (2) mô tả chùm tia sáng hội tụ. c. Hình (3) mô tả chùm tia sáng phân kì. d. Trong một môi trường trong suốt, Kiểm tra kết quả của mình và kết quả thầy cung cấp. Chỉnh sửa và ghi lại những phần chưa thực hiện được. Trả lời: câu (a) 3. Giao nhiệm vụ (8’)  Nói lại về chùm tia sáng, đọc trước phần 1và 2 của bài 17 để chuẩn bị tiết sau.  Đọc bài và hoàn thành phiếu học tập để chuẩn bị cho tiết sau 2.2.2 .Tiết 6: Định luật chuyền động thắng của ánh sáng. A. Mục tiêu: a. Kiến thức: hiểu được định luật chuyển động thẳng của ánh sáng. b. Kỹ năng:  Quan sát và theo dõi thí nghiệm, từ đó rút ra định luật.  Vận dụng được định luật để giải thích các hiện tượng thực tế và giải bài toán liên quan. c. Thái độ:  Tích cực, tự giác và hợp tác trong học tập.  Có thái độ khác quan, kiên nhẫu, khi theo dõi và tiên hành thí nghiệm. d. Hành động tự lực: tiến hành thí nghiệm. ánh sáng truyền theo đường thẳng. Hình (1) Hình (2) Hình (3) Yêu cầu HS hãy ví dụ về nguồn sáng cụ thể, Hình (1) Ví dụ: Nguồn sáng trong tự nhiên: mặt trời. Nguồn sáng do con người tạo ra: bóng đèn, ngọn nến…. B. Chuẩn bị của GV và HS: a. GV: dụng cụ thí nghiệm như hình 17-1; các phiếu học tập. Phiếu học tập số 2 Hãy thực hiện các NV sau đây ở nhà để chuẩn bị cho tiết học bài 17 trong SGK. NV3: đọc SGK và ghi lại các khái niệm sau: vận tốc ánh sáng, bóng tối và bóng nữa tối. NV4: thực hiện các tính toán sau: Một người cao 1,5m đứng gần một cột đèn thấy bóng mình dài 1m. Người này đi xa cột đèn thêm 3m nữa thấy bóng của mình dài 2m . Tính chiều cao của cột đèn. b. HS: hoàn thành phiếu học tập, ôn các kiến thức trong bài học 16 (tiết 5). C. Kiến thức cơ bản: Trong một môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng. D. Tiến trình tiết học: 1. Ổn định lớp và kiểm tra sỹ số.(2’) 2. Bài mới. Hoạt động 1:làm thí nghiệm về sự truyền thẳng ánh sáng. GV định hướng theo mẫu đầy đủ cho cả lớp thông qua các dụng cụ thí nghiệm và yêu cầu mỗi nhóm tiến hành. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS 15’ Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm. Giấy hai tờ, một bóng đèn. Tiến hành thí nghiệm: Dùng hai tờ giấy đục thành lỗ nhỏ, lấy tờ giấy thứ nhất soi giữa bóng điện đến khi nghìn thấy bóng điện, trong lúc này giấy, bóng điện nằm thẳng đường ngang với lỗ giấy nhỏ thứ nhất, sau khi đó lấy tờ giấy thứ hai đến soi thêm qua tờ giấy thứ nhất đến khi nhìn thấy bóng điện vì vậy giấy bóng điện, lỗ nhỏ tờ giấy thứ nhất và lỗ nhỏ giấy thứ hai cùng nằm một đường thẳng ngang. Theo dõi GV giới thiệu thí nghiệm và cách tiến hành. Một HS tiến hành, các HS khác trong nhóm quan sát và góp ý cho bạn. Kết quả: Bóng đén, lỗ nhỏ tờ giấy thứ nhất, thứ hai cùng nằm một đường thẳng ngang. Tổng kết: Qua rất nhiều thí nghiệm của nhà khoa học, đều thu được những kết quả tương tự như chúng ta đã làm. Chiếu nội dung định luật: Trong một môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng. Ghi nhận định luật. Hoạt động 2: Bóng tối, bóng nửa tối. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS 14’ Tiến hành thí nghiệm bằng cách hình vẽ. Cho một vật M chắn sáng được đặt giữa một nguồn sáng điểm S và một màn ảnh E. Yêu cầu HS nhận xét hình ảnh hiện trên màn. Nếu thay S1 và S2 bằng một nguồn sáng có kích thước lớn, ta cũng được bóng nửa tối và bóng tối trên màn E tương tự hiện tượng trên. Vân tốc ánh sáng: Trên màn xuất hiện một vùng tối, do ánh sáng phát ra từ S đã bị vật M cản lại. Vùng không gian (a) giữa vật chắn sáng M và màn E được gọi là vùng bóng tối. Theo thí nghiệm của nhiều nhà khoa học người ta được xác định vận tốc ánh sáng như sau: Môi trường sáng. Vận tốc của ánh sáng (m/s) Không khí. Nước. Thủy tinh. 2,99 x 108 2,25 x 108 (1,75 - 2) x 108 Trên màn E vùng (1) chỉ nhận được ánh sáng từ S1 , vùng (2) chỉ nhận được ánh sáng từ S2 vùng (3) không nhận được ánh sáng của cả S1 và S2. các vùng (1) và (2) trên màn E là các bóng mờ, được gọi là bóng nửa tối. vùng (3) được gọi là bóng tối. Giữa vật M và màn E, các vùng không gian (b),(c) được gọi là các vùng bóng nửa tối, vùng (a) được gọi là vùng bóng tối. Ghi nhận. Hoạt động 3, làm bài tập.(NV 4) 16’ Một người cao 1,5m đứng gần một cột đèn thấy bóng mình dài 1m. người này đi xa cột đèn thêm 3m nữa thấy bóng của mình dài 2m . tính chiều cao của cột đèn. Thầy hướng dẫn giải: ở vị trí thứ nhất ký hiệu người là AB và bóng của người là AB’. Ta có: AB = 1,5m; AB’ = 1m. Tự vận dụng: H I B D O A B’ C D’ Theo hình vẽ ta thấy tam giác OHB’ và tam giác ABB’ đồng dạng với nhau. ở vị trí thứ hai ký hiệu người là CD và bóng của người là CD’. Ta có: CD=1,5m ; CD’ = 2m. Ta có:       . ' ' ' ' ' . ' 1,5. 1 ..... 1 OH AB ABOB OH OB AB AB OA AB AB OH AB OH OA          Mặt khác ta thấy tam giác OHD’ và tam giác CDD’ đồng dạng với nhau. Ta có:       . ' ' ' ' ' . ' 1,5. 5 ..... 2 2 OH CD CDOD OH OD CD CD OA AC CD CD OH CD OA OH           Từ (1) và (2) ta có:    1,5. 5 1,5. 1 2 3. 3 1,5. 7,5 1,5. 4,5 3 OA OA OA OA OA OA m            Từ (1) ta suy ra:  1,5. 3 1 6 OH OH m     Vậy, chiều cao của cột đèn là 6m. 3. Giao nhiệm vụ (5)  Đọc và hướng dẫn giải bài tập trang 111 trong SGK.  Đọc bài và hoàn thành phiếu học tập để chuẩn bị cho tiết sau. 2.2.3 . Tiết 9: Sự phản xạ ánh sáng A. Mục tiêu. a. Kiến thức; 1. Nắm vững các định luật phản xạ ánh sáng. 2. Hiểu rõ về sự phản xạ trên gương phẳng và sự tạo ảnh trên gương phẳng, tính chất thật của vật và ảnh. b. Kỹ năng:  Vận dụng được các định luật phản xạ ánh sáng để vẽ các đường đi của tia sáng và xác định ảnh của một vật cho bởi hiện tượng phản xạ ánh sáng.  Nhận ra các hiện phản xạ ánh sáng trong đời sống hàng ngày.  Biết cách vận dụng các công thức về gương phẳng để giải quyết các bài toán về gương phẳng. B. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh. a. Giáo viên: hình vẽ và phiếu học tập. Phiếu học tập số 3 Thực hiện các NV sau đây ở nhà để chuẩn bị cho tiết học bài 18. NV5: Đọc SGK và ghi lại các khái niệm sau: điểm tới, tia tới, pháp tuyến vuông góc với mặt phản xạ, góc tới, góc phản xạ và định luật phản xạ ánh sáng. NV6: Tìm hiểu gương phẳng và tính chất thật, ảo của vật và ảnh. b. Học sinh; C. Kiến thức cơ bản. 1. Định luật phản xạ ánh sáng:  Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới.  Góc phản xạ bằng góc tới. 2. Ảnh cho bởi gương phẳng.  điểm vật và điểm ảnh đối xứng với nhau qua gương phẳng.  vật thật cho ảnh ảo, ngược lại vật ảo cho ảnh thật. 3. Nhận xét về nội dung và hướng giảng dạy. Trong bài 18, các khái niệm gương phẳng, điểm tới, tia tới, pháp tuyến vuông góc, tia phản xạ, góc tới, góc phản xạ. Điều này rất thuận lợi cho HS trong việc tự học. Do đó GV cần có định hướng cho HS tự mình ôn lại các khái niệm và vân dụng làm trước một số bài tập cụ thể ở nhà. GV kiểm tra nhận xét kết quả làm việc của HS trên lớp 4. Tiến trình tiết học. 1. Ổn định lớp, kiểm tra sỹ số. (5’)  yêu cầu lớp trưởng báo cáo sỹ số.  đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ. a. Trình bày nội dung về định luật truyền động thẳng của ánh sáng. b. Chùm tia sáng có bao nhiêu loại? hãy vẽ hình.? 2. Bài mới. Hoạt động 1: Tìm hiếu các khái niệm cơ bản và tính chất của gương . GV định hướng tái tạo theo mẫu cho các HS thực hiện ở nhà bằng cách giao các nhiệm vụ tìm hiểu và vân dụng lại một số khiến thức vật lý đã học ở bài 17 và kiến thức toán học cụ thể qua phiếu học tập trên cho HS chuẩn bị trước. GV chia nhóm để các em giúp nhau hoàn thành phiếu học tập trên lớp, kiểm tra trực tiếp kết quả thực hiện bằng cách yêu cầu HS trình bày một số nhiệm vụ. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuẩn bị phiếu học tập và giao nhiệm vụ cho HS (tiết trước) Tự mỗi cá nhân HS thực hiện các nhiệm vụ được giao trong phiếu học tập ở nhà 8’ Yêu cầu HS trao đổi trong nhóm để kiểm tra lại kết quả thực hiện ở nhà và giúp nhau hoàn thành các nhiệm vụ. Kiểm tra việc thực hiện các nhiệm vụ trong phiếu học tập . Trao đổi với các bạn trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập. Hoạt động 2:thống báo kết quả NV5 Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS 17’ Hiện tượng phản xạ ánh sáng là hiện tượng khi một chùm sáng chiếu tới một mặt nhẵn bóng, các tia sáng sẽ bị hắt trở lại theo các phương nhất định. 1. sự phản xạ ánh sáng trên một mặt phẳng. Ta gọi:  I: Điểm tới.  SI: Tia tới.  IN: pháp tuyến vuông góc với mặt phản xạ.  IR: Tia phản xạ.  i : góc tới là góc hợp bởi tia tới SI và pháp tuyến IN.  i’: góc phản xạ là góc hợp bởi tia phản xạ IR và pháp tuyến IN. 2. Định luật phản xạ ánh sáng.  Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới.  Góc phản xạ bằng góc tới 'i i Hoạt đông 3: tìm hiểu các tính chất của vật và ảnh. (NV 6) Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS 15’ Hướng dẫn HS vẽ hình đường đi các tia sáng dựa vào định luật phản xạ ánh sáng và nêu các khái niệm về tính chất thật, ảo của vật và ảnh. Xét một điểm sáng S ở trước gương (ví dụ một điểm bất kì trên khuôn mặt người soi gương). Ánh sáng từ S chiếu tới gương cho chùm tia sáng phản xạ. Nếu kéo dài các tia phản xạ thì các đương kéo dài này Gương phẳng:là một phần mặt phẳng phản xạ tốt ánh ang. Có kí hiệu như hình vẽ Tính chất thật, ảo của vật và ảnh 1.Vật  Điểm vật: Giao điểm của gặp nhau tại S’. Đặt mắt sao cho ang tia phản xạ đi tới mắt, ta sẽ có cảm giác như các tia phản xạ này dương như xuất phát từ S’. Ảnh cho bởi gương phẳng: Cho HS nêu nhận xét về tính chất của vật và ảnh các tia ang tới gương phẳng.  Điểm vật thật: Các tia ang tới xuất phát từ một điểm trước gương phẳng.  Vật thật: Tập hợp của các điểm vật thật.  Điểm vật ảo: Các tia ang tới hội tụ sau gương phẳng.  Vật ảo: Tập hợp của các điểm vật ảo. 3. Ảnh  Điểm ảnh: Giao điểm của các tia ang phản xạ từ gương phẳng.  Điểm ảnh thật: Các tia ang phản xạ giao nhau tại một điểm trước gương phẳng(Hứng được trên màn).  Ảnh thật:Tập hợp của các điểm ảnh thật (Hứng được trên màn).  Điểm ảnh ảo: Các tia ang phản xạ giao nhau tại một điểm sau gương phẳng (không hứng được trên màn). Từ định luật phản xạ ánh ang, qua gương phẳng. Ta quan sát được ảnh ảo bằng mắt nhưng không thể hứng trên màn; ngược lại ảnh thật có thể hứng được trên màn. ta nhận thấy điểm vật và điểm ảnh đối xứng với nhau qua gương phẳng. Vật thật cho ảnh ảo; ngược lại vật ảo cho ảnh thật. 4. Củng cố .(5’) Trả lời một số câu hỏi do HS đặt ra trong phiếu học tập. Hướng dẫn làm bài tập trong SGK Laos(trang 121 câu 4 – 7) Đọc bài 19 và hoàn thành phiếu học tập để chuẩn bị bài mới. 2.2.4. Tiết 13: Gương cầu A. Mục tiêu: a. Kiến thức: hiểu hiện tượng phản xạ ánh sáng trên một mặt cong, cụ thể là một mặt cầu. b. Kỹ năng:  Phân biệt được hai loại gương cầu.  Hiểu rõ tính chất của tiêu điểm, tiêu cự và tiêu diện.  Nắm vũng cách vẽ đường đi tia sáng trên gương cầu và sự tạo ảnh bởi một gương cầu.  Phân biệt đươc các trường hợp vật thật, vật ảo, ảnh thật, ảnh ảo.  Hiểu các công thức về vị trí của vật và ảnh về độ phóng đại cùng qui ước về dấu của các công thức này. B. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh. a. Giáo viên:  Hình vẽ 19.1, 19.2, 19.3, 19.4  Phiếu học tập.  Bài giảng điện tử. Phiếu học tập số 4 Hãy thực hiện các NV sau đây ở nhà để chuẩn bị cho bài 19. NV 1 : Đọc SGK và ghi lại các khái niệm sau: Trục chính, trục phụ, tâm gương, bán kính mặt cầu, đỉnh gương, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu diện và khoảng cách từ vật và ảnh tới gương. NV 2: Xác định vị trí của ảnh bằng cách vẽ đường đi của ánh sáng. NV 3: Vận dụng các NV1, NV2 trên tìm công thức liên hệ giữa các đại lượng sau: Tìm các khoảng cách từ vật và hình ảnh tới gương và tìm bán kinh, tiêu cự, độ phóng đại của gương NV 4: Thực hiện các tính toán sau: 1. Cho một gương lõm có tiêu cự 10cm, vật sáng AB cho ảnh A B  cao gấp 2 lần vật. Định vị trí vật và ảnh. 2. Một gương cầu lồi có bán kính 20cm vật thật AB cho ảnh A B  bằng nửa vật. Định vị trí của vật. NV 5: Đọc phần 19.8 trong SGK (trang 135) và trình bày ngắn gọn. NV 6: Đặt câu hỏi về những thắc mắc của em trong quà trình đọc bài và thực hiện các NV trên b. Học sinh: - Hoàn thành phiếu học tập. - Ôn các kiến thức về định luật Talette và Pytago. c. Kiến thức cơ bản: 1. Cấu tạo: Một chỏm cầu phản xạ tốt ánh sáng được gọi là gương cầu 2.) Phân loại: có hai loại - Gương cầu lõm có mặt phản xạ là mặt lõm. - Gương cầu lồi có mặt phản xạ là mặt lồi. 3.) Ký hiệu: F C C F 4.) Tiêu điểm: Khi chiếu một chum sáng song song với trục chính tới một gương cầu, các tia sáng phản xạ (hoặc đường kéo dài của chúng) cắt nhau tại một điểm trên trục chính gọi là tiêu điểm. kí hiệu: F 5.) Tiêu cự : là một độ dài đại số, kí hiệu là f , có chiều đăc bằng khoảng cách từ đỉnh gương tới tiêu điểm F ( f OF ). 6.) Tiêu diện: - Tiệu diện (hay mặt phẳng tiêu): Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm F - Tiêu điểm phụ: Giao điểm của trục phụ với tiêu diện. 7.) Đương đi của ánh sáng: - Tia tới (1)song song với trục chính cho tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của tia phản xạ) qua tiểm F. - Tia tới (2) (hoặc đương kéo dài) qua tiêu điểm F cho tiêu phản xạ song song với trục chính. - Tia tới (3) (hoặc đường kéo dài) qua tâm C cho tiêu phản xạ cho phương trùng với phương tia tới. - Tia tới (4) đến đỉnh O cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính. 8.) Ảnh cho bởi gương cầu: 8.1 Gương cầu lõm: - Ngoài tiêu điểm F: có ảnh trên màn (ảnh thật). - Trong khoảng tiêu tụ: không có ảnh trên màn (ảnh ảo). 8.2 Gương cầu lồi: cho ta ảnh ảo và nhỏ hơn vật. 9.) Công thức gương cầu: 9.1 Công thức: Gọi d và d  là các khoảng cách từ vật và ảnh tới gương, ta có công thức lien hệ giữa vị trí của vật và ảnh là: 1 1 1 ; 2R f f d d     9.2 Quy ước về dấu các đại lượng như sau: - 0d  vật thật; 0d  vật ảo. - 0d   ảnh thật; 0d   ảnh ảo. - f o gương lõm; 0f  gương lồi. Độ phóng đại của gương. A B K AB    do đó: d K d    D./ Nhận xét về nội dung và hướng giảng dạy: Trong bài 19, các khái niệm gương cầu lõm và lồi, tiêu điểm, tiêu cụ, bán kính điều này rất thuận lợi cho HS trong việc tự học. Do đó GV cần có định hướng cho HS tự mình ôn lại các khái niệm và vân dụng làm trước một số bài tập cụ thế ở nhà. GV kiểm tra nhận xét kết quả làm việc của HS trên lớp. E./ Tiến trình tiết học. 1. Ổn định lớp, kiểm tra sỹ số (2 phút). 2. Bài mới: Hoạt động 1: Tìm hiểu các khái niệm cơ bản và tính chất của gương cầu. GV định hướng tái tạo theo mẫu cho các HS thực hiện ở nhà bằng cách giao các nhiệm vụ tìm hiểu và vân dụng lại một số kiến thức vật lý đã học ở bài 18 và kiến thức toán học cụ thể qua phiếu học tập trên cho HS chuẩn bị trước. GV chia nhóm để các em giúp nhau hoàn thành phiếu học tập trên lớp, kiểm tra trực tiếp kết quả thực hiện bằng cách yêu cầu HS trình bày một số nhiệm vụ. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuẩn bị phiếu học tập và giao nhiệm vụ cho HS (tiết trước) Tự mỗi cá nhân HS thực hiện các nhiệm vụ được giao trong phiếu học tập ở nhà 5’ Yêu cầu HS trao đổi trong nhóm để kiểm tra lại kết quả thực hiện ở nhà và giúp nhau hoàn thành các nhiệm vụ. Kiểm tra việc thực hiện các nhiệm vụ trong phiếu học tập . Trao đổi với các bạn trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập. Hoạt động 2: Thông báo kết quả nhiệm vụ 1. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS 20’ ।. Gương cầu: 1. Cấu tạo: Một chỏm cầu phản xạ tốt ánh sáng được gọi là gương cầu. - kiểm tra kết quả của mình và kết quả thầy cung cấp. - chỉnh sửa và ghi lại những phần chưa thực hiện được. 2. Ký hiệu: C Gương cầu lõm. C Gương cầu lồi. ॥. Tiêu điểm, tiêu cụ 1. Tiêu điểm: Khi chiếu một chùm sáng song song với trục chính tới một gương cầu, các tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của chúng) cắt nhau tại một điểm trên trục chính gọi là tiêu điểm. 2. ký hiệu (F). 3. Tiêu cự : tiêu cự là một độ dài đại số, kí hiệu là f, có chiều dài bằng khoảng cách từ đỉnh gương tới tiêu điểm F ( f OF ) 4. Tiêu diện: - Tiêu diện (hay mặt phẳng tiêu): mặt phẳng vuông gọc với trục chính tại tiêu điểm F. - Tiêu điểm phụ: Giao diểm của trục phụ với tiêu diện. 5. Đường đi của ánh sáng: Xét đường đi của bốn tia sáng đặt biệt: - Tia tới (1)song song với trục chính cho tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của tia phản xạ) qua tiểm F. - Tia tới (2) (hoặc đương kéo dài) qua tiêu điểm F cho tiêu phản xạ song song với trục chính. - Tia tới (3) (hoặc đường kéo dài) qua tâm C cho tiêu phản xạ cho phương trùng với phương tia tới. - Tia tới (4) đến đỉnh O cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính. Hoạt động 3: kiểm tra kết quả NV 2. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS 15’ - yêu cầu các HS trình bày NV2. - Yêu cầu các HS khác trình bày ý kiến bổ sung nếu có. - Hướng dẫn HS sử