Luận văn Phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh trong dạy học chương "mắt và các dụng cụ quang học" lớp 12 THPT

iện hành, chương “Mắt và các cụng cụ quang học” được phân phối 7 tiết, trong đó có 4 tiết nghiên cứu tài liệu bổ sung cho kiến thức mới, 3 tiết bài tập. Nội dung của 4 tiết nghiên cứu tài liệu như sau: * Mắt và máy ảnh. * Các tật của mắt và cách sửa. * Kính lúp. * Kính hiển vi và kính thiên văn. 51 Các dụng cụ quang học kết thúc phần quang hình học lớp 12 THPT. Đề tài này sử dụng tổng hợp các kiến thức nghiên cứu ở chương trước, đó là tác dụng biến đổi chùm tia cũng như sự tạo ảnh của các phần tử quang học (gương, thấu kính) trong các dụng cụ. Nhìn chung ở chương này, các quang cụ khác nhan đều có cấu tạo dựa trên nguyên tắc xác định ảnh qua một hệ thống thấu kính, có những dụng cụ cho ảnh thật của vật trên màn hay phim ảnh như máy ảnh, có những dụng cụ cho ảnh ảo (kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn). Cuối cùng mắt người nhìn ảnh này qua quang hệ của mắt cho một ảnh thật của vật trên võng mạc. Muốn hiểu đầy đủ nguyên tắc và tác dụng của các dụng cụ quang học cần biết cấu tạo và hoạt động của mắt là giác quan sử dụng các quang cụ đó. 2.2.2. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG “MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC” Kiến thức trọng tâm học sInh cần nắm vững ở chương này cụ thể như sau: 2.2.2.1. ĐỀ TÀI MẮT VÀ MÁY ẢNH: * Máy ảnh: Cấu tạo và cách điều chỉnh máy. * Mắt: Cấu tạo sơ lược theo quan điểm quang hình học: Thủy tỉnh thể của mắt được xem như một thấu kính hai mặt lồi và độ cong hai mặt lồi có thể thay đổi được, do đó độ tụ, tiêu cự của thay đổi được, Ngoài những vấn đề trên, về hoạt động của mắt ta cần thống nhất quan điểm là: Dù quang hệ cho ảnh ảo hay ảnh thật nếu có sự tham gia của mắt thì trên võng mạc của mắt luôn luôn có ảnh thật. Để HS hiểu cụ thể hơn sự điều tiết của mắt ta dùng công thức: 1 𝑑 + 1 𝑑` = 1𝑓 để phân tích. Khoảng cách từ d từ vật đến mắt có thể thay đổi được mà khoảng cách d` từ ảnh (võng mạc ) đến thủy tinh thể không đổi. Vì vậy muốn có ảnh của vật luôn luôn hiện trên võng mạc thì f phải thay đổi, nghĩa là sự điều tiết của mắt: sau đó dùng công thức: 52 𝐷 = 1 𝑓 = (𝑛 − 1)( 1 𝑅1 + 1 𝑅2 ) giải thích vì sao khi mắt điều tiết bằng cách thay đổi độ cong của thủy tinh thể. Hiểu các khái niệm điểm cực cận (C0), điểm cực viễn (Cv), giới hạn nhìn rõ của mắt, năng suất phân ly. Từ đó đưa ra điều kiện nhìn rõ một vật của mắt là: - Vật (hoặc ảnh của vật) phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt - Góc trông phải lớn hơn hoặc bằng năng suất phân ly (𝛼 ≥ 𝛼𝑀𝐼𝑁) 2.2.2.2. CÁC TẬT CỦA MẮT: Học sinh phải nắm vững những đặc điểm cơ bản sau: - Những đặc điểm của mắt không tật. - Những đặc điểm của mắt cận thị. - Những đặc điểm của mắt viễn thị. - Cách sửa các tật của mắt: Để sửa các tật của mắt, học sinh đã biết nếu xét về phương diện quang hình học, thủy tinh thể của mắt được xem như một thấu kính hội tụ. Đối với mắt cận thị fMAX < OV ngược lại đối với mắt viễn thị fMAX > OV. Do đặc điểm tật của mỗi mắt, bằng sự suy luận tương tự ghép sát hai thấu kính (TKHT và TKHT, TKHT và TKPK) lựa chọn loại thấu kính cho thích hợp với mỗi tật của mắt * Về kỹ năng: - Giải thích cách thử kính mà người ta thường dùng ở bệnh viện. - Phân biệt được mắt lão và mắt viễn thị. - Giải một số bài tập về định tính cũng như định lượng về các tật của mắt 2.2.2.3. NGHIÊN CỨU KÍNH LÚP: Học sinh cần nắm vững: - Khái niệm về kính lúp, tác dụng của kính lúp. - Tại sao kính lúp phải là TKHT có tiêu cự ngắn ? - Cách sử dụng kính lúp, cách ngắm chừng (vô cực, cực viễn, cực cận). 53 - Khái niệm về độ bội giác và độ phóng đại, áp dụng tính độ bội giác của kính lúp. * Về kỹ năng: - Giải thích được sự tạo ảnh của một vật qua kính lúp bằng cách vẽ đường đi của tia sáng. - Cách sử dụng kính lúp và chú ý đến vị trí đặt mắt để trông thấy ảnh của vật (mở rộng thêm đối đặt mắt ở vị trí nào thì độ bội giác không thay đổi) theo tài liệu và cách sử dụng kính lúp trong thực tế. 2.2.2.4. VỀ ĐỀ TÀI KÍNH HIỂN VI, KÍNH THIÊN VĂN: Kiến thức trọng tâm bao gồm: - Khái niệm, tác dụng của kính hiển vi và kính thiên văn - Cấu tạo và tác dụng của từng phần tử quang học (từng bộ phận) trong từng loại kính. - Cách ngắm chừng, cách điều chỉnh. - Độ bội giác. * Về kỹ năng: - Giải thích sự tạo ảnh qua từng loại kính bằng cách vẽ đường đi của tia sáng - Cách điều chỉnh kính. 2.3. TÌM HIỂU TÌNH HÌNH DẠY VÀ HỌC CHƯƠNG “MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANQ HỌC” Ở TRƯỜNG THPT Để chuẩn bị cho việc soạn thảo tiến trình dạy học nhằm mục đích phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS, giúp HS tự lực giải quyết vấn đề bằng cách vận động khả năng, trí tuệ, trên cơ sở kiến thức đã có của chính HS để chiếm lĩnh kiến thức mới. Chúng tôi tiến hành tìm hiểu tình hình dạy và học phần quang hình học nói chung và chuẩn bị cho chương "Mắt và các dụng cụ quang học" ở 3 trường THPT 54 - Trường THPT Ba Vát huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre. - Trường THPT Châu Thành A, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre. - Trường THPT bán công Phước Mỹ Trung, huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre. Với mục đích tìm ra ưu, nhược điểm trong dạy học phần kiến thức trong phần chúng tôi tìm hiểu. 2.3.1. NỘI DUNG TÌM HIỂU: Chúng tôi tiến hành tìm hiểu - Cơ sở vật chất ở nhà trường đặc biệt trang thiết bị của phòng thí nghiệm phục vụ bộ môn vật lý. - Tình hình giảng dạy của GV: Tìm hiểu các phương pháp chủ yếu mà GV sử dụng có kết hợp với phương tiện trong giảng dạy, đặc biệt chương "Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng" và các chương có ứng dụng kỹ thuật trong vật lý - Tình hình học tập của HS: Tìm hiểu những khó khăn của HS trong quá trình học tập ở trường, ở nhà, cách tổ chức học tổ, học nhóm, cách giúp nhau trong học tập và đặc điểm tâm lý khi làm bài kiểm tra. 2.3.2. PHƯƠNG PHÁP TÌM HIỂU: Gặp gỡ lãnh đạo trường xin phép tham quan phòng thiết bị, phòng thí nghiệm bộ môn vật lý của trường. Dự giờ, gặp gỡ và trao đổi với tổ trưởng bộ môn vật lý cùng với các giáo viên trong tổ, xem một số sổ soạn bài của GV ở chương "Mắt và các dụng cụ quang học" đặc biệt chú ý mục đích yêu cầu, tiến trình lên lớp của từng bài học và đọc một số bài tập định tính cũng như định lượng ở chương này. Gặp gỡ, trao đổi với HS lớp 12, quan sát thái độ của HS khi được học vật lý trên lớp có và không có thí nghiệm thực hành hay biểu diễn 2.3.3. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA TÌM HIỂU: 2.3.3.1. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG THÍ NGHIỆM: Trường THPT Châu Thành A là một trường ven thị xã có truyền thống là một trường có thành tích dạy tốt học tốt, đội ngũ GV có nhiều kinh nghiệm, cơ 55 sở của trường vừa được đầu tư và được xây dựng lại với qui mô rất lớn. Tất cả các phòng bộ môn được trang bị đầy đủ, bộ đồ dùng cho thí nghiệm phần quang học khá đầy đủ có thể đáp ứng cho các bài ở phần quang hình học. Trường THPT Ba Vát: Trường ở một xã vùng sâu được thành lập năm 1986, đồ dùng dạy học lâu ngày bị hư hỏng, mất mát nhiều mặc dù đã có trang bị mới bổ sung hàng năm nhưng chưa đáp ứng được nhu cầu của bộ môn vật lý, mặt khác do bảo quản không tốt (trường không có phòng thí nghiệm bộ môn), phòng thiết bị như một kho chứa hàng nên các phương tiện dạy không được sắp xếp thứ tự, ngăn nắp. Tuy nhiên bộ đồ cho thí nghiệm phần quang hình học còn khá đầy đủ. Trường THPT Bán Công Phước Mỹ Trung: Thành lập năm 1995, vì là một trường bán công nên thiết bị dùng cho dạy học còn nghèo nàn không đáp ứng được yêu cầu giảng dạy cho bộ môn vật lý, một số đồ dạy học do GV tự làm chủ yếu là các mô hình như SGK 2.3.3.2. HOẠT ĐỘNG DẠY CỦA GV: Phương pháp giảng dạy của GV ở 3 trường trên chủ yếu là thuyết trình, trình bày theo trình tự như SGK có giải thích. Các câu hỏi mà GV nêu ra chỉ mang tính đơn thuần là tái hiện kiến thức cũ có liên quan đến đề tài đang học. HS chỉ là người nghe, ghi chép một cách thụ động, học thuộc và trả bài ở tiết sau Dạy - học nói chung, đặc biệt là bộ môn vật lý phải đảm bảo cho HS nắm vững kiến thức và phát triển tư duy một cách thật sự, như trong lý luận và thực tiễn của các nước có nền Giáo Dục tiên tiến khẳng định phải làm cho HS thật sự tích cực, tự lực tham gia vào quá trình xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức và phát huy khả năng sáng tạo. Việc giảng dạy nhất là phần quang hình học có nhiều thí nghiệm cần phải làm và việc chuẩn bị cho thí nghiệm không khó, không đòi hỏi mất nhiều thời gian. Tuy nhiêu, khi giảng dạy phần này GV chưa quan tâm thật sự đến thí nghiệm thậm chí cũng không có thí nghiệm minh họa do GV thực hiện: Như quan sát định tính sự tạo ảnh của một vật sáng qua các dụng cụ quang 56 học như gương, thấu kính... Đa số GV của 3 trường chỉ chú ý đến những bài tập có tính định lượng như xác định vị trí của vật và ảnh, độ phóng đại, độ lớn của ảnh.... Khi trao đổi với GV, để tìm hiểu tại sao không cho HS tiến hành thí nghiệm hoặc tại sao GV không làm thí nghiệm biểu diễn trên lớp, thì lý do duy nhất đa số GV trả lời phải dành thời gian cho HS rèn luyện bài tập một cách thuần thục mới đáp ứng được cho kỳ thi tốt nghiệp THPT cuối năm. GV làm như vậy cũng có cái lý của họ, vì hiện nay do nội dung thi (TNTHPT hay tuyển sinh vào các trường chuyên nghiệp) ở nước ta vẫn nặng về kiểm tra lý thuyết và giải bài tập, mặc dù vài năm gần đây có cải tiến nhưng nội dung phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS chỉ chiếm một tỉ lệ rất khiêm tốn từ 5 - 7 % nội dung toàn bài. Mặt khác khi xem xét sổ soạn bài của một số GV trong chương "Mắt và các dụng cụ quang học" GV cũng chỉ trình bày các hình vẽ trong SGK, nội dung bài giảng cô đọng ở định nghĩa, cấu tạo, tính độ bội giác sau cùng củng cố bằng bài tập áp dụng. Một số GV tâm huyết đều nhận thức được rằng việc sử dụng thí nghiệm có tác dụng rất lớn trong quá trình giảng dạy, tạo được hứng thú cho HS, phát huy năng lực của từng cá nhân, từng nhóm HS, HS thật sự chiếm lĩnh được kiến thức, nhưng để sử dụng một cách chu đáo và có hiệu quả trong giờ học đòi hỏi phải tốn nhiều công sức và thời gian vì: - Đối tượng dạy của GV là HS, phần lớn từ bé đã quen với cách học thụ động, ít chịu tự lực suy nghĩ. Cách thức tổ chức lớp học không thích hợp cho việc tiến hành thí nghiệm theo nhóm. - Do nội dung SGK quá tải và phân phối chương trình hiện nay thì thời gian luyện tập cho HS không nhiều. Do đó GV dành phần lớn thời gian lèn luyện cho HS giải những bài tập áp dụng một cách máy móc đơn giản. - Chính sách ưu đãi của ngành, của trường cho các GV có tâm huyết, say sưa với hoạt động dạy và học theo hướng phát huy tính tích cực của HS chưa thỏa đáng. 57 2.3.3.3. HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH: Qua trao đổi với một số HS, dự giờ một số tiết và kiểm tra miệng một số kiến thức cơ bản cho thấy rằng: - Trong giờ học: HS chủ yếu là người nghe thầy cô giảng giải và trả lời các câu hỏi của GV có nội dung là tái tạo lại kiến thức đã học. Việc vận dụng kiến thức, vốn kinh nghiệm đã có để xây dựng bài học hầu như rất hiếm. Khi được kiểm tra phần đông các em đều thuộc lòng những kiến thức được GV cho ghi chép vào tập. - HS không được tham gia vào hoạt động thực hành thí nghiệm và rất ít lần được quan sát thí nghiệm biểu diễn do GV tiến hành. Kết quả là các em lúng túng khi phát biểu ý kiến của mình biểu hiện ở chỗ dùng từ ngữ không chính xác, câu trình bày không đúng ngữ pháp. Đặc biệt trong phần quang hình học, HS hay nhầm lẫn các khái niệm cơ bản như vật thật vật ảo, ảnh thật ảnh ảo, không xác định được vị trí nào đặt mắt để quan sát ảnh qua một dụng cụ quang học. 2.4. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC TỪNG BÀI CỤ THỂ 2.4.1. Ý ĐỒ SOẠN THẢO CHUNG CHO CẢ CHƯƠNG "MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC" Dựa vào lý luận dạy học giải quyết vấn đề và các PPDH khác (phương pháp mô hình, phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự) và những kết luận điều tra, tìm hiểu tình hình dạy và học cụ thể ở 3 trường nêu trên. Chúng tôi thấy, muốn cho HS nắm vững kiến thức, phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS cần phải: * Đưa HS vào chủ thể của HĐNT, tự chiếm lĩnh kiến thức bằng cách giải quyết những vấn đề đặt ra thông qua sự hướng dẫn của GV. Trên cơ sở kiến thức đã học, HS biết lựa chọn dụng cụ, tự thiết kế mô hình của các quang cụ (các mô hình quang cụ được xây dựng trên mô hình tia sáng) phân biệt đặc điểm 58 của từng mô hình (lý thuyết và thực tế) bằng thực nghiệm để đáp ứng yêu cầu nội dung cụ thể của từng bài học trong chương "Mắt và các dụng cụ quang học". * Phát huy tối đa tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS trong hoạt động học, HS được thể hiện chính mình và hợp tác với bạn bằng cách thảo luận từng cá nhân trong sinh hoạt nhóm và trong cả lớp, thảo luận về việc lựa chọn quang cụ, thiết kế mô hình theo mục đích sử dụng. Đó là cơ sở đáng tin cậy để HS tự kiểm tra đánh giá và tự hoàn chỉnh. Chính vì những lý do như vậy, 4 nội đung trong chương này, chúng tôi biên soạn tiến trình dạy học từng bài cụ thể trên cơ sở: - Vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có và trình độ tư duy của HS. - Tình hình trang thiết bị hiện có ở trường PT và một số đồ dùng dạy học tự làm. - Mục đích sư phạm cần đạt được sau khi dạy học. Như đã phân tích ở phần trên, chúng tôi biên soạn tiến trình dạy học theo hướng: Phối hợp hài hòa nhiều PPDH kết hợp với hình thức tổ chức dạy học thích hợp sẽ phát huy được tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS. 59 2.4.2. BÀI: MẮT VÀ MÁY ẢNH I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Ngoài những kiến thức trọng tâm đã nêu trong phần 2.2.2. HS cần phải biết: - Vận dụng kiến thức đã học ở phần trước, đặc biệt là phương pháp vẽ ảnh qua gương cầu, thấu kính...để tự mình lựa chọn mô hình cấu tạo máy ảnh và phân tích nguyên nhân. - Rèn luyện thao tác tư duy bằng cách phân tích cấu tạo của mắt và so sánh nó với máy ảnh về phương diện quang hình học - Rèn luyện kỹ năng thực hành: sử dụng máy ảnh. II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Trên cơ sở học sinh đã nắm chắc phương pháp vẽ ảnh qua một gương cầu, một thấu kính. GV để cho HS tham gia vào bài giảng một cách tích cực. Đây là bài học không khó đối với khả năng nhận thức của HS, nhưng tạo được sự hấp dẫn lý thú đối với HS để các em tích cực tìm hiểu cấu tạo của máy ảnh và cách điều chỉnh máy và từ cơ sở đó GV giới thiệu cho HS về cấu tạo và đặc điểm của mắt về phương diện quang hình học, HS so sánh giữa mắt và máy ảnh là điều cần thiết. Vì vậy, chúng tôi thiết kế bài học này bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp với phương pháp mô hình, bằng cách thiết kế hoặc lựa chọn mô hình trong số các mô hình do GV đưa ra, sau đó GV hướng dẫn HS nhận xét tính ưu khuyết của từng mô hình đã được thực nghiệm đưa đến sự cấu tạo nội dung như SGK trình bày , giúp HS trong việc nhận xét và lựa chọn từng mô hình đã trình bày bằng cách giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực tự lực của HS. 60 III. CHUẨN BỊ CHO BÀI HỌC: Đối với GV: - 6 TKHT, 6 Gương cầu lõm, giá, đèn làm thí nghiệm (tất cả các dụng cụ thí nghiệm trên GV cho HS nhận ở phòng thiết bị trước giờ học) - Một máy ảnh tiêu cự trung bình - Một cuộn đã được sử dụng đã tráng phim và có hình ảnh - Mô hình cấu tạo của mắt về phương diện quang hình học - Mô hình của máy ảnh (SGK và mô hình của máy ảnh thường dùng). Tất cả các mô hình đều được chuẩn bị bằng phim trong dùng cho máy đèn chiếu Đối với HS: Mỗi nhóm từ 6-7 em (đã chia trước) chuẩn bị - Mô hình ảnh của 1 vật cho bởi gương cầu lõm với d > 2f - Mô hình ảnh của 1 vật cho bởi thấu kính hội tụ với d > 2f IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: 1. MÁY ẢNH Để gây hứng thú cho học sinh GV nêu vấn đề: Máy ảnh là thiết bị sử dụng rộng rãi trong đời sống, việc lưu lại những hình ảnh của con người của đời sống xã hội là rất cần thiết. Chúng ta đều biết kỹ thuật chụp ảnh các vật (ví dụ con người, cây cao, núi non) cho ảnh thật nhỏ hơn vật trên phim. Vậy những dụng cụ các em đã học ở chương trước (gương cầu và thấu kính) thì những dụng cụ nào có tác dụng như vậy? HS: Gương cầu lõm và thấu kính hội tụ với điều kiện vật ở cách gương hoặc thấu kính một khoảng d > 2f GV: Cho HS lên bảng biểu diễn vẽ ảnh của vật với d > 2f sau đó dùng mô hình có sẵn để hiệu chỉnh (nếu có sai sót) 61 h.2.9: G là gương cầu lõm h.2.10: L là thấu kính hội tụ Sau khi HS biểu diễn sơ đồ ảnh (h2.9, h2.10) GV phát phiếu cho học sinh thảo luận và làm thí nghiệm theo nhóm theo nhóm GV phân tích một số yêu cầu của kỹ thuật chụp ảnh - Ảnh thật nhỏ hơn vật rất nhiều lần (cho HS xem cuộn phim hiện nay đang sử dụng thịnh hành giới thiệu độ cao của phim chừng 2cm) - Ảnh phải rõ nêu độ tương phản cao, phim có tác dụng mạnh với ánh sáng, nếu phim bị lộ sáng ảnh hưởng đến chất lượng ảnh - Một ảnh có chất lượng tốt là ảnh có thể phân biệt được các chi tiết trên phim muốn vậy vật phải được chiếu sáng tốt Về nguyên tắc có thể dùng hai quang cụ trên để tạo ra máy ảnh, Tuy nhiên với những yêu cầu thực tế trên ta thấy bộ phận chính của máy ảnh là gương cầu lõm hay thấu kính hội tụ HS: Thấu kính hội tụ GV: Tại sao không dùng gương cầu lõm? HS: Khi vật ở gần gương cho ảnh không rõ nét, vật và ảnh nằm cùng phía nên việc che chắn cho phim không bị ánh sáng tác dụng rất khó khăn, nếu phim 62 được che chắn tốt thì giá đặt phim cũng cản trở bớt một phần ánh sáng từ vật đến gương - Kết quả là phim bị chiếu sáng. GV: Mặc dù có sự tương tự cho ảnh của một vật qua gương cầu lõm và thấu kính hội tụ nhưng theo phân tích ở trên thì bộ phận chính của máy ảnh là TKHT. HS: Khi dùng thấu kính hội tụ thì ảnh của vật ở gần cũng không rõ nét như thí nghiệm vừa thực hiện. GV: Nhược điểm này được khắc phục dễ dàng nếu ta thay TKHT bằng một hệ thấu kính phù hợp. GV: Giới thiệu máy ảnh thật - Vật kính là một TKHT (1) hay một hệ thấu kính tương đương như một TKHT (có thể tháo rời) - Mở mặt sau của buồng tối giới thiệu nơi đặt phim ảnh (3) (AB O → A'B') - Màn chắn có lỗ tròn đường kính có thể thay đổi (2) khi bấm máy tốc độ B. - Giới thiệu sơ qua về bộ chỉnh tốc độ. Tháo rời vật kính giới thiệu cửa sập (M) để che chắn không cho ánh sáng lọt vào phim. GV giới thiệu sơ đồ máy ảnh của SGK và sơ đồ máy ảnh đang sử dụng để giảng dạy Lưu ý: Máy ảnh đang sử dụng cửa sập M là gương phẳng, (4) là lăng kính phản xạ toàn phần 63 GV: Chỉ cách sử dụng (điều chỉnh máy) bằng một số câu hỏi gợi ý Chúng ta thường thấy người thợ chụp ảnh thực hiện động tác chụp thường đứng lên ngồi xuống, đến gần hoặc lùi xa, đồng thời luôn điều chỉnh máy (xoay ống kính). Những động tác đó có ý nghĩa như thế nào? HS: Vì tiêu cự của vật kính không đổi, muốn ảnh chụp được rõ nét trên phim thì người chụp phải điều chỉnh khoảng cách (d) từ vật cần chụp và khoảng cách (d') từ phim đến vật kính thỏa mãn công thức: 1 𝑑 + 1 𝑑` = 1𝑓 - Động tác đứng lên ngồi xuống, đến gần ra xa là điều chỉnh khoảng cách d - Động tác xoay ống kính là điều chỉnh khoảng cách d' GV: Ngoài ra để nhận biết ảnh rõ nét trên phim hay chưa người ta dùng một kính ngắm (gắn sẵn trên máy), tùy theo ánh sáng mạnh hay yếu người ta chọn tốc độ chụp và độ mở của lỗ tròn (diapham) 2. MẮT GV: Thông báo - Về phương diện quang hình học: Mắt giống như 1 máy ảnh + Về chức năng: Tạo ra ảnh thật, nhỏ hơn vật trên lớp tế bào nhạy sáng, để từ đó tạo những tín hiệu thần kinh đều lên não + Cấu tạo: GV cho HS xem sơ đồ (h.6.2 SGK) 1- Giác mạc 2- Thủy dịch 3- Mống mắt 4- Con ngươi 5- Thủy tinh thể 6- Dịch thủy tinh (n=1,33) 7- Võng mạc (V: điểm vàng, M: điểm mù) 64 Bộ phận chính của mắt đóng vai trò như một TKHT, trong suốt, mềm gọi là thủy tinh thể (5), độ cong của thủy tinh thể có thể thay đổi được nhờ sự co dãn của cơ vòng đỡ nó. GV kết hợp với SGK giới thiệu từng chức năng của điểm vàng V, điểm mù M. Đặc biệt chú ý đến những đặc điểm sau: - Đường kính con ngươi có thể thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng chiếu vào - Độ cong của thủy tinh thể có thể thay đổi được, trong khi khoảng cách từ quang tâm của thủy tinh thể đến võng mạc (d’ = OV) lại luôn luôn không thay đổi (d’ = 2,2cm) 3. SỰ ĐIỀU TIẾT CỦA MẮT – ĐIỂM CỰC CẬN: CỰC VIỄN GV: Trong máy ảnh muốn cho ảnh của vật được rõ nét trên phim người ta xê dịch vật kính, nhưng ở mắt muốn có ảnh của một vật hiện rõ trên võng mạc thì mắt phải như thế nào? Chú ý rằng thủy tinh thể có thể thay đổi độ cong HS: Thủy tinh thể của mắt không thể dịch chuyển như vật kính của máy ảnh, nên độ cong của nó phải thay đổi để cho ảnh rõ nét trên võng mạc. GV: Dựa vào hai công thức sau 1 𝑑 + 1 𝑑` = 1𝑓 và 1𝑓 = (𝑛 − 1)( 1𝑅1 + 1𝑅2) Ta chú ý các dữ kiện sau d’ là hằng số, n là hằng số, như vậy d thay đổi (khoảng cách từ vật đến mắt thay đổi) thì những đại lượng nào trong hai công thức trên phải thay đổi ? HS: Vì d' = 2,2cm, nhưng vật ở gần xa khác nhau (d thay đổi) cho nên f thay đổi, muốn f thay đổi thì R1, R2 phải thay đổi GV kết luận: Sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (và do đó thay đổi độ tụ hay tiêu cự của nó) để làm cho ảnh của một vật cần quan sát hiện rõ nét trên võng mạc. Gọi là sự điều tiết GV: Khi nào độ tụ của mắt nhỏ nhất? (trạng thái không điều tiết), mắt nhìn rõ những vật ở khoảng cách nào? 65 HS: f lớn nhất vì vậy R lớn nhất, khỉ đó d lớn nhất, như vậy mắt nhìn thấy nhưng vật ở khoảng cách rất xa (vô cùng) GV: Đưa ra định nghĩa điểm cực viễn (CV) + Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó, mắt có thể nhìn rõ gọi là điểm cực viễn Tiêu cự cực đại của thủy tinh thể fMAX = OV GV tiếp tục đưa câu hỏi: Ngược lại khi nào độ tụ của mắt lớn nhất? HS: f nhỏ nhất (R nhỏ nhất thủy tinh thể phồng lên tối đa) khi đó d nhỏ nhất GV: Đưa ra định nghĩa điểm cực cận (CC) và cho HS xem sơ đồ CCCV: Giới hạn nhìn rõ của mắt OCC = D: Khoảng nhìn rõ ngắn nhất, đối với mắt bình thường (không tật) D vào khoảng 25cm Kết luận: Mắt không tật là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trên võng mạc 4. GÓC TRÔNG - NĂNG SUẤT PHÂN LY CỦA MẮT 5. SỰ LƯU ẢNH TRÊN VÕNG MẠC Phần 4 và 5 GV hướng dẫn HS tham khảo SGK bằng các câu hỏi sau: Trình bày khái niệm góc trông và năng suất phân ly của mắt? Thế nào là sự lưu ảnh trên võng mạc? 66 2.4.3. BÀI: CÁC TẬT CỦA MẮT VÀ CÁCH SỬA I. NHỮNG BÀI TẬP CHƯƠNG TRƯỚC CÓ LIÊN QUAN BÀI TẬP 1: Chứng minh rằng khi hai thấu kính L1 và L2 được ghép sát lại với nhau, người ta nhận được một quang hệ tướng đương với một thấu kinh L duy nhất có độ tụ bằng tổng của các thấu kính ghép lại D1 + D2 = D Hướng dẫn: Gọi O là quang tâm của thấu kính tương đương -----O1-----------------------------------L1 -----O2-----------------------------------L2 Ta xem O ≡ O1 ≡ O2 Ta có sơ đồ ảnh AB L1 → A1B1 L2 → A2B2 d d’1d2 d’2 1 𝑑1 + 1 𝑑1′ = 1 𝑓1 = 𝐷1 1 𝑑2 + 1 𝑑2′ = 1 𝑓2 = 𝐷2 ⇒ 1 𝑑1 + 1 𝑑1′ + 1 𝑑2 + 1 𝑑2′ = 1 𝑓1 + 1 𝑓2 = 𝐷1 + 𝐷2 Ta có |𝑑′1| = |𝑑2| Trường hợp: A1B1 là ảnh thật đối với L1 nhưng là vật ảo đối với L2 d’1>0, d2<0 Trường hợp: A1B1 là ảnh ảo đối với L1 nhưng là vật thật đối với L2 d’1<0, d2>0 Do đó: 1 𝑑`1 + 1𝑑2 = 0 1 𝑑1 + 1 𝑑`2 = 1𝑓1 + 1𝑓2 = 1𝑓 = 𝐷 67 Có thể giải thích bằng cách vẽ hình Dựng ảnh A1B1 qua L1 là dễ dàng, tìm ảnh A2B2 của A1B1 cho bởi thấu kính L2. Tia BO2 không bị lệch, B2 nằm trên đườg thẳng tương ứng Tia song song với trục chính qua B1 sẽ lệch về phía F’2 gặp tia BO2 tại B2, Tia IB2 cắt trục chính tại F’, OF’ là tiêu cự tương đương của hai thấu kính Với bài tập trên ta cho HS tiến hành nhận xét: GV: Nếu ghép sát hai thấu kính hội tụ thì tiêu cự của quang hệ tăng hay giảm? HS: Giảm - Ngược lại nếu ghép sát 1 thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ tiêu cự của quang hệ tăng hay giảm? Hướng dẫn: Ta có: 𝑓 = 𝑓1.𝑓2 𝑓1+𝑓2 f1: TKHT muốn f > 0 Vì f1.f2 < 0 |𝑓1| < |𝑓2| f1: TKHT muốn f |𝑓2| Áp dụng 1: TKHT có tiêu cự f1 = 2,5cm ghép sát với một thấu kính L2 có tiêu cự f2, Muốn có tiêu cự của quang hệ còn 2,2cm thi L2 là thấu kính gì ? tính tiêu cự? Ta có: 𝑓2 = 𝑓.𝑓1𝑓1−𝑓 = 2,5.2,22,5−2,2 =18,33cm Vậy thấu kính L2 phải là TKHT 68 Áp dụng 2: Một TKHT có tiêu cự f1 = 2cm, ghép sát với một thấu kính L2. Muốn tiêu cự của quang hệ tăng lên 2,2cm thì L2 là thấu kính gì? Tính tiêu cự? Ta có: 𝑓2 = 𝑓.𝑓1𝑓1−𝑓 = 2,0.2,22,0−2,2 = -22cm Thấu kính L2 phải là TKPK BÀI TẬP 2: Dùng một gương cầu lõm tạo một ảnh thật của vật ở rất xa. Chỉ rõ vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh, khi hứng ảnh trên màn và khi không có màn? Trong thực tế có thực hiện được cách dưng ảnh này không? Hướng dẫn: Vẽ hình Trên hình vẽ là phương án xây dựng trên lý thuyết việc thu ảnh trên màn là rất khó thực hiện vì vật ở xa và nếu là vật phản xạ ánh sáng thì ảnh thu được rất mờ, trên thực tế không thể thu được những ảnh của những vật như vật BÀI TẬP 3: Dùng một gương cầu lồi tạo ảnh của một vật ở xa. Hãy nói rõ vị trí đặt mắt để thấy ảnh của vật trong gương? Hãy nêu những bất lợi của việc nhìn ảnh qua phương pháp này và hãy trình bày cách cải tạo để việc nhìn ảnh đượ