Một số biện pháp khắc phục sai lầm thường gặp của học sinh khi dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính (môn vật lý 9)

1. Mở đầu
1.1. Lí do chọn đề tài
Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật quan trọng. Sự phát triển của
khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ
của khoa học kĩ thuật. Vì vậy những hiểu biết và nhận thức Vật lí có giá trị to
lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công cuộc Công nghiệp hoá - Hiện
đại hoá đất nước.
Hội nghị lần thứ 2 BCH Trung ương Đảng khoá VIII đã khẳng định: “phát
triển giáo dục là sự nghiệp của toàn xã hội, của nhà nước và mỗi cộng đồng, của
từng gia đình và mỗi công dân…”
Trong việc giảng dạy vật lí thì việc tìm ra những phương pháp dạy học và
giải bài tập vật lí ở mức độ định tính và định lượng đòi hỏi người giáo viên phải
chọn lọc hệ thống bài tập, sử dụng đúng và linh hoạt phương pháp dạy học là
công việc quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển tư duy của học
sinh. Đồng thời qua việc học vật lí học sinh cần được bồi dưỡng, rèn luyện về
phẩm chất đạo đức, tính cẩn thận, tỉ mỉ và kĩ năng giải một bài tập vật lí mà
phương pháp dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với trục chính của thấu
kính là ví dụ cụ thể.
Khi dạy phần này, giáo viên thường không lưu ý đến kĩ năng dựng hình
(phần hình học) của học sinh, việc phân chia tỉ lệ từ các tiêu cự của thấu kính
không bằng nhau, vẽ đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính không
chính xác như yêu cầu,... dẫn đến khi bằng thực nghiệm để đo chiều cao của ảnh
và chiều cao khi tính toán có những sai số nhất định.
Học sinh thường không coi trọng cách dựng hình như: Vật đặt trước thấu kính
không vuông góc với trục chính, không điền đầy đủ những thông tin cần thiết
trên hình vẽ, thậm chí vẽ tràn sang cả trang giấy bên kia ... dẫn đến kết quả sai
lệch so với yêu cầu của đề bài.
Vì vậy, trong những năm giảng dạy thực tế ở trường trung học cơ sở tôi thấy học
sinh thường gặp khó khăn khi dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính, nên tôi
chọn đề tài này để nghiên cứu.
1.2. Mục đích của đề tài

Đề tài này nhằm giúp học sinh dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với
trục chính của thấu kính được chính xác. Gây được hứng thú cho học sinh khi
học tập, cũng như vận dụng kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng vật
lí trong đời sống. Rèn luyện kĩ năng tư duy logic, tư duy sáng tạo cho học sinh,
tính kiên trì, cẩn thận, chính xác, trung thực và tránh được những sai sót thường
gặp trong quá trình giải một bài tập vật lí.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Hướng dẫn khắc phục một số lỗi thường gặp của học sinh khi dựng ảnh
của một vật tạo bởi thấu kính.
1


1.4. Phương pháp nghiên cứu
Quá trình thực hiện đề tài, bản thân đã sử dụng các phương pháp sau:
+ Phương pháp nghiên cứu lí luận.
+ Phương pháp quan sát.
+ Phương pháp tổng kết kinh nghiệm giáo dục.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1. Cơ sở lí luận
Khi nghiên cứu về thấu kính, ta hình dung rằng thấu kính chia không gian
thành hai vùng. Vùng không gian có vật sáng và các tia tới đi từ vật sáng đến thấu
kính được gọi là phía trước của thấu kính, vùng không gian có các tia ló đi ra từ
thấu kính gọi là phía sau của thấu kính. Song thực tế thì trong các hình vẽ ta
thường gặp, phía trước thấu kính thường là phía bên trái của hình vẽ, phía sau là
phía bên phải. Ở một số trường hợp khác phức tạp hơn, phía trước thấu kính có
thể là bên phải hoặc bên dưới, bên trên hình vẽ, tuỳ theo vị trí của vật sáng so với
thấu kính. Do vậy nếu gặp phải trường hợp vật sáng đặt phía sau thấu kính học
sinh sẽ gặp lúng túng khi dựng ảnh của nó, cho nên trong bài giảng của mình giáo
viên nên nói rõ điều này để học sinh thấy được các quan niệm trên mang tính
tương đối, giúp tư duy của học sinh logic hơn trong nhận thức về thấu kính.

Việc đầu tiên, giáo viên phải củng cố lại những nội dung kiến thức cơ bản,
hệ thống về đặc điểm đường truyền của ba tia sáng đặc biệt tới thấu kính; các
đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì và thấu kính hội tụ; việc
xác định các vị trí quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự, trục chính, các kí hiệu của hai
loại thấu kính trên; cách dựng ảnh.
2.1.1. Các khái niệm
2.1.1.1. Trục chính
Trong các tia tới vuông góc với mặt thấu kính, có một tia cho tia ló truyền
thẳng không đổi hướng. Tia này trùng với một đường thẳng được gọi là trục
chính của thấu kính, ký hiệu là ∆.
2.1.1.2. Quang tâm
Trục chính của thấu kính, cắt thấu kính tại điểm O. Điểm O là quang tâm
của thấu kính.
2.1.1.3. Tiêu điểm
Chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ
(hoặc có đường kéo dài cắt nhau) tại điểm F nằm trên trục chính. Đó là tiêu điểm
của thấu kính.
2.1.1.4. Tiêu cự
Khoảng cách từ quang tâm tới mỗi tiêu điểm OF = OF’ = f gọi là tiêu cự
của thấu kính.
2.1.2. Đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính
2.1.2.1. Đối với thấu kính hội tụ
2


2.1.2.1.1. Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính hội tụ cho ảnh thật,
ngược chiều với vật
+ Vật đặt trong khoảng: d > 2f thì ảnh là ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật.
+ Vật đặt trong khoảng: d = 2f thì ảnh là ảnh thật, ngược chiều, bằng vật.
+ Vật đặt trong khoảng: f < d < 2f thì ảnh là ảnh thật, ngược chiều, lớn

hơn vật.
+ Vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật, ở tiêu điểm và rất nhỏ.
2.1.2.1.2. Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, cùng chiều với vật,
ảnh bao giờ cũng lớn hơn vật
2.1.2.2. Đối với thấu kính phân kì
+ Vật sáng đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo, cùng
chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
+ Vật đặt ở rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một
khoảng bằng tiêu cự.
2.1.3. Đường truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính
2.1.3.1. Đối với thấu kính hội tụ
+ Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia
tới.
+ Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm.
+ Tia tới qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
2.1.3.2. Đối với thấu kính phân kì
+ Tia tới song song với trục chính thì tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.
+ Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia
tới.
+ Tia tới có đường kéo dài đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục
chính.
* Chú ý: Trong sách giáo khoa không trình bày tia sáng đặc biệt này qua
thấu kính phân kì, tuy nhiên đối với lớp học sinh khá, giỏi, giáo viên vẫn có thể
đề cập tới.
2.1.4. Cách dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với trục chính
của thấu kính
2.1.4.1. Dựng ảnh của điểm sáng S tạo bởi thấu kính hội tụ
Muốn dựng ảnh của một điểm sáng S nằm ngoài trục chính của thấu kính,
ta vẽ đường đi của hai trong số ba tia sáng đặc biệt xuất phát từ S. Giao điểm
của hai tia ló là ảnh S’ của điểm sáng S.

2.1.4.2. Dựng ảnh của một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của
thấu kính hội tụ
Muốn dựng ảnh của một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của
thấu kính (Điểm A trên trục chính, B ngoài trục chính), chỉ cần dựng ảnh B’ của
B, từ B’ hạ đường vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A’ được ảnh của
A. Khi đó A’B’ là ảnh của AB tạo bởi thấu kính.
3


* Lưu ý: Đối với trường hợp tạo ảnh ảo của thấu kính, khi dựng ảnh phải
dùng nét đứt để biểu diễn, tránh nhầm lẫn với ảnh thật.
2.2. Thực trạng
Sách giáo khoa Vật lí hiện hành chỉ yêu cầu học sinh quan sát đường
truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì và
dùng chúng để dựng ảnh thật, ảnh ảo của một vật qua thấu kính hội tụ, ảnh ảo
của một vật qua thấu kính phâp kì. So sánh ảnh ảo của một vật qua thấu kính hội
tụ và qua thấu kính phân kì. Không trình bày các công thức thấu kính, do các bài
tập ở phần này là tương đối ít dẫn tới học sinh không chú ý nhiều để rèn luyện kĩ
năng dựng ảnh của vật qua thấu kính.
Nếu kĩ năng đó không được chú ý, quan tâm một cách đầy đủ dễ dẫn tới
việc cẩu thả, qua loa trong cách trình bày, lâu dần, nó sẽ thành “nếp tư duy”
khiến học sinh không đạt tới những yêu cầu như mong muốn. Mặt khác, vì các
đồ dùng và thiết bị thí nghiệm tương đối đầy đủ được trang bị tới các trường phổ
thông như hiện nay, sẽ giúp cho học sinh chủ động trong lĩnh hội kiến thức, tạo
cho các em yêu thích, hứng thú học tập bộ môn hơn. Song những kĩ năng đó
không được nuôi dưỡng đúng sẽ dẫn đến kết quả thậm chí phản tác dụng. Các
em chỉ có thói quen quan sát thí nghiệm mà “ xem” là chủ yếu, không tạo được
tư duy khoa học vật lí cho mình. Có những học sinh khi đã được làm thí nghiệm,
quan sát thí nghiệm nhưng không biết báo cáo kết quả thí nghiệm đó. Đó là do
năng lực tư duy chưa đầy đủ, không lôgic, không nắm được những yêu cầu của

sách giáo khoa và đặc biệt là không nghiên cứu trước tài liệu mà chỉ thích được
làm thí nghiệm nhưng không biết phải làm như thế nào? Mục đích của thí
nghiệm đó là gì. Đây quả là vấn đề khó khăn cho công tác giảng dạy bộ môn
này. Một số học sinh khác lại có vẻ như đã hiểu được tất cả những kiến thức
trong các bài học, nhưng khi thực tế tự mình phải làm những bài tập đó lại lúng
túng không biết phải làm như thế nào! Đặc biệt với dạng bài tập đòi hỏi phải có
kĩ năng dựng hình thành thạo như dạng bài tập này thật không phải là điều dễ.
Ngoài tư duy Vật lí học, nó còn gắn với lối tư duy toán học chặt chẽ, súc tích
của hình học nên rất nhiều học sinh gặp khó khăn trong quá trình làm bài tập.
Trong quá trình giảng dạy tôi đã khảo sát 110 học sinh Khối 9 của trường THCS
Quảng Ngọc, năm học 2014 - 2015 về dạng bài tập này, kết quả như sau:
Vẽ chính
hình chính
xác

Vẽ hình cân
Nhầm lẫn
đối trong một giữa hai loại
trang giấy
thấu kính

Đặt vật hoặc
Xác định sai
thấu kính
Xác định
tiêu điểm,
hoặc cả hai
không chính
quang tâm, vị
không vuông

xác tiêu cự
trí đặt thấu
góc với trục
kính
chính

SL
12

%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
10.91 13 11.82 9
8.18 41 37.27 18 16.36 17 15.45
(Hình thức khảo sát là yêu cầu học sinh làm bài kiểm tra rèn luyện kĩ năng
dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính).
4


Từ kết quả trên, tôi xây dựng cho mình kế hoạch sửa chữa những sai sót
không đáng có của học sinh, giúp các em dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông
góc với trục chính của thấu kính được chính xác, góp phần vực lại niềm tin và

lòng yêu thích, óc tìm tòi, sáng tạo khi học tập bộ môn.
2.3. Những giải pháp
Trong quá trình học tập vật lí, học sinh luôn luôn phải thực hiện các thao
tác chân tay (như làm thí nghiệm, bố trí phép đo, sử dụng các dụng cụ đo...) và
các thao tác tư duy (như phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng
hoá, cụ thể hoá...). Để hoạt động nhận thức vật lí đạt kết quả và thực hiện ngày
càng nhanh thì giáo viên cần có ý thức rèn luyện cho học sinh kĩ năng, kĩ xảo
thực hiện những thao tác tư duy đó. Việc rèn luyện này phải được thực hiện
thường xuyên và liên tục.
Môn Vật lí có mối quan hệ gắn bó chặt chẽ qua lại với các môn học khác.
Nhiều kiến thức và kĩ năng đạt được qua môn học này là cơ sở đối với việc học
tập nhiều bộ môn, đặc biệt các môn Sinh học, Hoá học và Công nghệ. Mặt khác,
vì Vật lí học là một khoa học thực nghiệm đã được toán học hoá ở mức độ cao
nên nhiều kiến thức và kĩ năng toán học được sử dụng rộng rãi trong việc học
tập vật lí. Việc giảng dạy vật lí có những khả năng to lớn góp phần hình thành và
rèn luyện học sinh cách thức tư duy và làm việc khoa học, cũng như góp phần
giáo dục học sinh ý thức, thái độ, trách nhiệm đối với cuộc sống, gia đình, xã hội
và môi trường. Ngoài ra, môn vật lí có nhiệm vụ thực hiện mục tiêu chung của
giáo dục THCS, giúp học sinh củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục
Tiểu học, có trình độ học vấn phổ thông cơ sở và những hiểu biết ban đầu về kĩ
thuật và hướng nghiệp.
Đối với dạng bài tập dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với trục
chính của thấu kính, giáo viên nên hướng học sinh tự đề xuất phương án thí
nghiệm và tự bố trí được thí nghiệm kiểm tra phương án đó, ghi chép kết quả
cẩn thận, đối chiếu, so sánh để rút ra phương án đúng. Biết sử dụng kết quả thí
nghiệm để có cơ sở dựng hình chính xác theo yêu cầu.
Một việc không thể thiếu, đó là học sinh phải biết vận dụng linh hoạt kiến
thức hình học đã học ở các lớp dưới vào việc dựng ảnh của vật qua thấu kính.
Giáo viên cần phân tích đúng, sai trong quá trình dựng ảnh của học sinh, hướng
dẫn cách sửa chữa. Qua đó học sinh rút ra cho mình những bài học cần có và thấy

được mối liên hệ mang tính chất công cụ đắc lực giữa Toán học và Vật lí học.
Trong mọi khâu của quá trình học tập vật lí, có nhiều cơ hội để học sinh
thực hiện những thao tác đó trong việc thực hiện tư duy lôgic mang tính biện
chứng khoa học giữa các môn học. Rõ ràng là không phù hợp và lãng phí thời
gian, thậm chí để cho học sinh mang cảm giác “học vẹt” nếu chúng ta “để cho
học sinh thực hiện hàng trăm hàng ngàn lần những suy luận đó một cách mò
mẫm tuỳ tiện, không có quy tắc nào...” Như vậy, việc chuẩn bị lí thuyết rành
mạch, chu đáo khi giải một bài tập hoặc giải thích một hiện tượng thực tế giúp
5


phát triển tư duy logic và kĩ năng cho học sinh tốt hơn nhiều so với hàng trăm
bài luyện tập mà các em bế tắc trong phương pháp. Việc sửa chữa những sai sót
đó cho học sinh thường phải làm liên tục, thường xuyên, công phu, tỉ mỉ. Giáo
viên cần ôn tập, bổ sung những kiến thức cần có; các quá trình (các bước) dựng
ảnh, những điều cần chú ý..., có như vậy mới giúp học sinh thấy được những sai
sót thường gặp trong khi làm bài tập không chỉ riêng mình môn học nào.
Trước hết, để có thể sửa chữa những lỗi của học sinh thường mắc phải khi
vẽ ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, ta phải tìm
nguyên nhân gây ra những lỗi đó và hướng dẫn học sinh cách khắc phục. Một số
lỗi của học sinh khi dựng ảnh của một vật sáng đặt vuông góc với trục chính của
thấu kính và cách sửa.
2.3.1. Lỗi đặt vị trí thấu kính trên trang giấy trước khi dựng ảnh của
một vật tạo bởi thấu kính khi chưa định hình được vị trí của ảnh
- Để đảm bảo hình vẽ được cân đối, rõ ràng, chính xác và mĩ quan đặc
biệt là những bài tập yêu cầu dựng hình theo đúng tỉ lệ cần lưu ý học sinh một số
vấn đề trước khi dựng ảnh nhằm giúp các em định hướng được hình vẽ ở vị trí
nào trên trang giấy, vì nhiều trường hợp do không được định hướng trước nên
khi vẽ, học sinh có thể tự “bẻ cong” đường truyền của tia sáng hoặc vẽ sang cả
mặt giấy của trang bên dẫn đến hình vẽ không chính xác.

Vẽ sang cả trang bên:
Trang 1

Trang 2
B’

B
F1 A

A’

O

∆

F1’

Học sinh tự “Bẻ cong” đường truyền của tia sáng tại điểm I để ảnh không
bị tràn qua trang 1 (Sai cách vẽ):
Trang 1

Trang 2

B’
B

A’

F1 A

I

O

F1’

∆

6


Như vậy, không nhất thiết phải vẽ thấu kính nằm chính giữa trang giấy vì
trong trường hợp thấu kính hội tụ cho ảnh ảo thì ảnh luôn nằm về một bên của
thấu kính, cùng phía với vật, nên vẽ thấu kính dịch sang phải (nếu vật đặt bên
trái thấu kính) hoặc sang trái (nếu vật đặt bên phải thấu kính) so với giữa trang
giấy tùy từng bài tập cụ thể.
- Trong trường hợp vật cách thấu kính một khoảng f < d < 2f thì nên vẽ
thấu kính dịch sang trái (nếu vật đặt bên trái thấu kính), dịch sang phải (nếu vật
đặt bên phải thấu kính) so với giữa trang giấy vì ảnh của vật nằm ở phía bên kia
thấu kính so với vật và thường cách thấu kính một khoảng lớn hơn khoảng cách
từ vật tới thấu kính.
Trang 2

Trang 1
B
A’

F’
A

O

F

∆

B’

Vẽ hình chưa hợp lí
(thấu kính đặt giữa trang giấy).

Trang
1
Trang 1

Trang
2
Trang 2

B
F’
A

F

A’

O

∆

B’

Vẽ hình hợp lí (thấu kính đặt sang trái
trang giấy).

- Đối với thấu kính phân kì thì nếu vật đặt bên trái thấu kính thì nên vẽ
thấu kính dịch về bên phải, nếu vật đặt bên phải thấu kính thì nên vẽ thấu kính
dịch về bên trái so với giữa trang giấy, vì ảnh ảo tạo bởi thấu kính phân kì luôn
7


nằm trong khoảng tiêu cự và cùng phía với vật.
Một vài lưu ý trên đây có thể nói là “rất nhỏ” song lại có ý nghĩa “rất lớn”
đối với học sinh, đặc biệt về mặt kiến thức và cách vận dụng vào để giải quyết
các bài tập dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính. Mặt khác nó còn có tác dụng
ôn tập, củng cố kiến thức của các em về đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi
các thấu kính trong chương trình sách giáo khoa hiện hành.
2.3.2. Nhầm lẫn giữa hai loại thấu kính
Bài tập 1: Một vật phẳng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính
phân kì. Bằng kiến thức đã học hãy dựng ảnh của AB qua thấu kính và nêu đặc
điểm của ảnh trong hai trường hợp:
a) Vật đặt trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
b) Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính.
B’
- Dựng ảnh:
a) (Hình 1a)
- Đặc điểm ảnh:
+ Ảnh ảo, cùng chiều, lớn
B

hơn vật!
Cách sửa:
+ Giáo viên yêu cầu học
sinh ôn tập lại kiến thức về cách
dựng ảnh của vật tạo bởi thấu
kính phân kì.
+ Hình vẽ đúng là (Hình 1b).

A’

∆

O

F’

Hình 1a
B
B’

F A

b) (Hình 2a)
B
- Đặc điểm ảnh:
+ Ảnh thật, ngược chiều, lớn
A
F
hơn vật.
Cách sửa:

+ Tương tự giáo viên yêu
cầu học sinh ôn tập lại kiến thức
về cách dựng ảnh của vật tạo bởi thấu kính
phân kì.
+ Hình vẽ đúng là (Hình 2b).
Trong trường hợp ở bài tập này, học sinh
không hề để ý tới vai trò của thấu kính phân
kì luôn cho ảnh ảo, nhỏ hơn vật, dù vật đặt ở
bất kì vị trí nào trước thấu kính.

A

F

A’

O

F’

∆

Hình 1b
F’

A’

O

∆

B’

Hình 2a

B
B’

A

F A’ O

Hình 2b

F’

∆

8


2.3.3. Xác định tiêu cự (OF = OF’) không chính xác
Bài tập 2: Dựng ảnh A’B’ của vật sáng AB qua thấu kính hội tụ. Biết vật
đặt trong khoảng f < d < 2f. Nêu tính chất
B
của ảnh?
F’ A’
- Dựng ảnh: (Hình 3)
∆
O

A
F
- Tính chất của ảnh:
B’
+ Ảnh thật
+ Ngược chiều
+ Nhỏ hơn vật.
Hình 3
Ở bài tập trên do học sinh xác định
khoảng cách từ OF ≠ OF’ tức là f ≠ f’ nên dựng ảnh không đúng. Dẫn đến kết
luận sai về đặc điểm của ảnh.
Cách sửa:
+ Giáo viên yêu cầu học sinh xác định đúng khoảng cách OF = OF’.
+ Yêu cầu học sinh xem lại đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính kính hội tụ
trong trường hợp này để có cơ sở kết luận đúng. Hình vẽ đúng là (Hình 4).
- Đặc điểm của ảnh:
B
+ Ảnh thật
+ Ngược chiều.
F’
A’
∆
+ Lớn hơn vật.
O
A
F
B’

Hình 4

Bài tập 3: Dựng ảnh A’B’
của vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ khi khoảng
cách từ vật đến thấu kính OA = 2f. Nêu đặc điểm của ảnh.
Bài tập này, học sinh có thể mắc lỗi sau:
*Trường hợp 1:
B
- Dựng ảnh. (Hình 5a)
F’ A’
- Đặc điểm của ảnh: Ảnh thật,
∆
O
A
F
ngược chiều, nhỏ hơn vật.
B’
*Trường hợp 2:
- Dựng ảnh (Hình 5b)
Hình 5a
- Đặc điểm của ảnh: Ảnh thật,
ngược chiều, lớn hơn vật.
* Ở trường hợp 1: Học
B
sinh đã lấy OF > OF’ dẫn đến
F’
A’
A’B’ nhỏ hơn AB.
∆
A
Cách sửa :
F O

- Xác định OF = OF’
Hình 5b

B’

9


- Xem lại kiến thức về đặc điểm của ảnh. Hình đúng là (Hình 6).
* Ở trường hợp 2: Học sinh đã lấy
B
OF < OF’ dẫn đến A’B’ lớn hơn AB.
F’
A’
Cách sửa: Tương tự trường hợp 1
∆
O
A
F
* Có thể mở rộng bài tập 3 nêu
trên bằng câu hỏi: Qua phép vẽ em hãy
B’
đo khoảng cách từ thấu kính đến ảnh
Hình 6
A’B’. Từ đó tính tiêu cự của thấu kính
hội tụ nói trên?
Với câu hỏi này, chỉ có thể vẽ đúng hình như hình 6. Học sinh có thể tính

d + d'
. Thật vậy: Gọi khoảng cách từ vật

4
đến thấu kính là: OA = d , khoảng cách từ thấu kính đến ảnh là OA ' = d ' . Do
OA = d = 2f (đề bài); và OA ' = d ' = 2f ' (theo phép vẽ) nên khoảng cách từ vật
d + d'
đến ảnh là d’ + d = 4f. Từ đó suy ra: f =
.
4
tiêu cự thấu kính bằng biểu thức: f =

Phương pháp đo tiêu cự của thấu kính nói trên gọi là phương pháp Dinbec-man (Silbermann). Đây là một trong những phương pháp đo tiêu cự thấu
kính hội tụ tương đối chính xác và khá đơn giản. Ngoài một chuẩn chủ quan là
ảnh rõ nét (hứng trên màn ảnh), còn có hai chuẩn khách quan khác là:“Khoảng
cách từ vật và từ ảnh đến thấu kính là bằng nhau và “ảnh cao bằng vật”. Với
ba chuẩn này, sai số trong việc xác định vị trí của ảnh và vật chỉ vào khoảng
2mm và sai số tỉ đối của phép đo có thể đạt tới 1%.
Với câu hỏi mở rộng ở ví dụ này, không những giáo viên phát hiện ra
những sai lầm thường gặp của học sinh, mà còn cung cấp cho các em thêm sự
hiểu biết về đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ. Ngoài ra, còn giúp học
sinh học tốt ở bài thực hành: “Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ” ngay sau đó.
Ở hai trường hợp dựng ảnh của học sinh (hình 5a,b) vẫn có thể đo được
tiêu cự của thấu kính dựa vào khoảng cách từ vật đến thấu kính (d) và khoảng
cách từ ảnh đến thấu kính (d’) cũng như sử dụng biểu thức:

1 1 1
= +
không
f d d'

phải là một phương pháp đo chính xác. Lí do là để thoả mãn điều kiện tương
điểm, các chùm tia từ vật đến thấu kính cũng như từ thấu kính đến ảnh đều phải

có góc mở rất nhỏ, điều đó làm cho sự xác định vị trí của ảnh không được chính
xác. Sai số tỉ đối về d’ lên đến vài phần % và sai số tỉ đối về f có thể tới 10%,
vượt quá mức độ chính xác được chấp nhận với một phép đo vật lí!
Ngoài ra phương pháp này không phải là yêu cầu của đề bài, mặt khác, để
có được biểu thức:

1 1 1
= + , phải áp dụng các trường hợp đồng dạng của tam
f d d'
10


giác tương đối phức tạp, dễ mắc sai lầm. Do vậy, việc nắm vững những kiến
thức cơ bản về cách dựng ảnh qua thấu kính của một vật làm cho bài toán trở
nên đơn giản hơn tránh được những sai lầm đáng tiếc.
2.3.4. Đặt vật hoặc thấu kính hoặc cả hai không vuông góc với trục
chính (∆ ).
Bài tập 4: Một vật sáng AB có dạng một mũi tên, đặt vuông góc với trục
chính của một thấu kính hội tụ, tiêu cự f. Hãy dựng ảnh A’B’ qua thấu kính, từ
đó nêu đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính nói trên?
Học sinh có thể mắc một số sai lầm sau:
* Trường hợp vật đặt không vuông
B
góc với trục chính của thấu kính:
- Dựng ảnh: (Hình 7a)
F’ A’
∆
- Đặc điểm của ảnh:
O
A

F
+ Ảnh thật
B’
+ Ngược chiều
+ Nhỏ hơn vật.
Hình 7a
* Trường hợp vẽ thấu kính không
vuông góc với trục chính.
- Dựng ảnh: (Hình 7b)
B
- Đặc điểm của ảnh:
F’
A’
+ Ảnh thật
∆
O
+ Ngược chiều
A
F
+ Nhỏ hơn vật.
B’
* Trường hợp vẽ thấu kính và vật
Hình 7b
không cùng vuông góc với trục chính.
- Dựng ảnh: (Hình 7c)
B
- Đặc điểm của ảnh:
F’
A’
+ Ảnh thật

∆
O
A
F
+ Ngược chiều
+ Lớn hơn vật.
B’
Hình 7c
Trong ba trường hợp trên, học sinh
đều mắc những sai sót do cẩu thả trong cách dựng hình. Giáo viên uốn nắn
những sai sót đó. Chương trình không yêu cầu dựng ảnh của vật đặt không
vuông góc với thấu kính, mà chỉ nghiên cứu sự tạo ảnh đối với vật đặt vuông
góc với thấu kính mà thôi.
2.3.5. Xác định tiêu điểm, quang tâm, vị trí đặt thấu kính, loại thấu kính.
Với loại bài tập này, học sinh phải nắm vững cách dựng ảnh của vật qua
thấu kính và đặc điểm của ảnh tạo bởi hai loại thấu kính đã học.
Bài tập 5: Hình 8a, b cho biết AB là vật sáng, A’B’ là ảnh của AB qua các
thấu kính. (∆1) và (∆2) là trục chính của các thấu kính. Các thấu kính đó thuộc
11


loại thấu kính gì? Bằng phép vẽ, hãy xác định vị trí của thấu kính và tiêu điểm
của nó.
B’

B
B’

B

A’

∆1

A

a)

A’

A

b)

Hình 8

Với dạng bài tập này, học sinh rất dễ nhầm lẫn hai loại thấu kính với nhau,
do đó phép vẽ sẽ dẫn đến kết quả không như mong đợi. Nguyên nhân chủ yếu là
do các em không để ý rằng chỉ cần nối AA’ cắt trục chính tại đâu đó là vị trí đặt
thấu kính (tia đi qua quang tâm O). Thứ hai là học sinh chưa xác định rõ ràng
khi A’B’ > AB (cụ thể như hình 8a) thì đó là đặc điểm của ảnh tạo bởi thấu kính
nào. Do vậy sẽ lúng túng khi dựng ảnh. Trường hợp hình 8b tương tự.
Giáo viên nên hướng dẫn học sinh một cách tỉ mỉ và phải nêu được các
bước vẽ đó có căn cứ đúng đắn. Ở hình 8a.
- Ta nhận thấy A’B’ là ảnh của AB cùng chiều và A’B’ > AB nên thấu kính
phải là thấu kính hội tụ.
- Nối B với B’ cắt (∆1) tại O, dựng Ox ⊥ với (∆1) đó là vị trí đặt thấu kính.
- Từ B vẽ tia song song
B’
x

với (∆1) gặp thấu kính tại I,
tia ló kéo dài tới B’, cắt (∆1)
B
I
tại đâu đó là tiêu điểm của thấu
kính (F là tiêu điểm của thấu
∆1
A’
A
O
F
F
’
kính) sau đó lấy đối xứng qua
1
1
O ta được F’ (Hình 8a1).
Tương tự, ở hình 8b ta
dễ dàng xác định được thấu
kính, vị trí, tiêu điểm của nó.
- A’B’ cùng chiều với AB mà A’B’
< AB nên thấu kính là thấu kính phân kì.
Nối B’ với B cắt (∆2) tại O, dựng Oy ⊥
(∆2), tia ló qua B’ cắt (∆2) tại F2 là tiêu
điểm của thấu kính phân kì.
(Hình 8b1).

Hình 8a1

y

B
B’
F2’

O

A’

Hình 8b1

A

12


2.3.6. Bài toán xác định sự di chuyển của ảnh khi di chuyển một vật
trên trục chính của thấu kính hội tụ, từ khoảng cách rất xa tới sát thấu kính.
Giải đáp được bài toán này, chúng ta sẽ có một sự hiểu biết tổng quát về
sự tạo ảnh của một vật qua thấu kính hội tụ. Đây là một dạng toán mới và khó.
Học sinh chưa quen tư duy tổng quát về hiện tượng này, do vậy giáo viên cần
nêu những điều cần thiết về cách giải dạng toán nêu trên.
- Khi vật ở rất xa, ảnh là ảnh thật ở tiêu điểm và có kích thước rất nhỏ.
- Khi vật di chuyển lại gần thấu kính, ảnh là ảnh thật, di chuyển từ tiêu
điểm ra xa và nhỏ hơn vật.
- Khi vật cách thấu kính một khoảng bằng hai lần tiêu cự, ảnh là ảnh thật,
ở cách thấu kính một khoảng bằng hai lần tiêu cự, có kích thước bằng vật.
- Khi vật di chuyển từ khoảng cách bằng hai lần tiêu cự tới tiêu điểm, ảnh
là ảnh thật, di chuyển từ khoảng cách bằng hai lần tiêu cự ra xa, và có kích
thước lớn hơn vật.
- Khi vật nằm ở tiêu điểm, có thể nói rằng ảnh là ảnh thật, rất lớn, nằm ở

vô cực sau thấu kính, cũng có thể nói rằng ảnh là ảnh ảo, rất lớn, nằm ở vô cực
trước thấu kính.
- Khi vật di chuyển từ tiêu điểm đến sát thấu kính, ảnh là ảnh ảo, di
chuyển từ vô cực trước thấu kính tới sát thấu kính, có kích thước lớn hơn vật.
Sau đây là ví dụ minh hoạ:
Trên hình 9, cho các vị trí của một vật sáng từ xa lại gần một thấu kính
hội tụ có tiêu cự f, vật luôn luôn vuông góc với trục chính của thấu kính. Hãy
dựng các ảnh tương ứng của vật tại mỗi vị trí. Có nhận xét gì về các ảnh đó?
B1

B2

B3

A1

A2

A3

B4

F

A4

O

F’

∆

Hình 9

Bài tập này đòi hỏi học sinh phải có khả năng tư duy tổng hợp tốt về đặc
điểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ. Bằng phép vẽ có thể nêu lên nhận xét về
các ảnh đó. Giáo viên nên bổ sung lại kiến thức cho học sinh, chú ý đến kĩ năng
dựng hình qua phép vẽ, óc phán đoán, quan sát, khái quát, tổng hợp kiến thức để
tránh những sai lầm không đáng có.
- Giáo viên lần lượt yêu cầu học sinh dùng hai trong số ba tia sáng đặc
biệt dựng ảnh của các điểm B. Các tia BI song song với trục chính và các BO đi
qua quang tâm.
13


- Ta nhận thấy rằng các điểm ảnh B’ tương ứng sẽ là giao điểm của tia khúc
xạ IF’ cố định và tia BO kéo dài, quay quanh O.
Kết quả ta có ảnh: (Hình 9.1)
+ A’1B’1: ảnh thật, ngược chiều với vật, nhỏ hơn vật: A’ 1B’1 < AB, khi đó
ảnh nằm trong khoảng f < OA’1 < 2f.
+ A’2B’2: ảnh thật, ngược chiều với vật, lớn bằng vật: A’ 2B’2 = AB, khi đó
ảnh cách thấu kính một khoảng OA’2 = 2f.
B’4

+

Chiều dịch chuyển của vật

B1

B2

B3

B4

I
F’

A1

A2

A3 A’ F
4

A4

A’1 A’2

A’3

O

∆

B’2

Chiều dịch chuyển của ảnh

B’3

Hình 9.1

A’3B’3: ảnh thật, ngược chiều với vật, lớn hơn vật: A’ 3B’3 > AB, khi đó ảnh cách
thấu kính một khoảng OA’3 > 2f.
+ A’4B’4: ảnh ảo, cùng chiều với vật, lớn hơn vật: A’ 4B’4 > AB, khi đó ảnh
cách thấu kính một khoảng OA’4 > OA4.
Nhận xét:
Có thể thấy rằng, ảnh thật cũng như ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ dịch
chuyển cùng chiều với vật.
(Các mũi tên trên hình 9.1 chỉ chiều dịch chuyển của vật và ảnh).
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Sau những trăn trở tìm mọi biện pháp khắc phục những lỗi thường gặp
của học sinh trong khi dựng ảnh của một vật tạo bởi thấu kính, tôi nhận ra rằng:
sự kiên trì, nhiệt tình, tâm huyết của bản thân, sự kết hợp với đồng nghiệp và
học sinh đã mang lại kết quả khả quan đáng khích lệ. Dưới đây là kết quả đạt
được sau khi tôi tiến hành khảo sát 98 học sinh lớp 9 của trường THCS Quảng
Ngọc năm học 2015 - 2016.
Bảng kết quả sau khi nghiên cứu:
Vẽ chính
hình chính
xác

Vẽ hình cân
Nhầm lẫn
đối trong một giữa hai loại
trang giấy
thấu kính

Đặt vật hoặc
Xác định sai
thấu kính
Xác định
tiêu điểm,
hoặc cả hai
không chính
quang tâm, vị
không vuông
xác tiêu cự
trí đặt thấu
góc với trục
kính
chính
14


SL
78

%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL

%
79.59 94 95.92 2
2.04
5
5.10
6
6.12
7
7.14
3. Kết luận, kiến nghị
3.1. Kết luận
Qua nghiên cứu và áp dụng đề tài này, tôi nhận thấy hiệu quả đạt được
cao hơn so với cách làm trước đây. Đa số học sinh có kĩ năng dựng ảnh của một
vật sáng đặt vuông góc với trục chính của thấu kính chính xác hơn, có hứng thú
học tập bộ môn tốt hơn. Ngoài ra, có thể giúp họ rèn luyện tư duy lôgic về môn
học và vận dụng kiến thức đã học để giải thích được một số hiện tượng vật lí
thường gặp trong thực tế.
3.2. Kiến nghị
Qua nghiên cứu đề tài này tôi có một số đề xuất, kiến nghị như sau:
- Với những đề tài xuất sắc, có khả năng áp dụng có hiệu quả trong thực tế
trong điều kiện cụ thể của huyện nhà, Phòng Giáo dục nên cho phổ biến tới các
trường, để chúng tôi học tập, phục vụ tốt hơn cho công tác giảng dạy.
- Là môn học đặc thù, nên có một phòng học bộ môn và có phụ tá thí
nghiệm cũng như các tài liệu hỗ trợ giảng dạy là điều nên làm. Nên chăng ngành
chúng ta làm tham mưu, phối hợp với các lực lượng giáo dục trong xã hội xây
dựng cho mỗi trường một phòng học bộ môn và một phụ tá thí nghiệm, thì
chúng tôi - những người trực tiếp giảng dạy đỡ đi một phần vất vả, học sinh sẽ
hứng thú học tập, yêu thích bộ môn hơn.
Do khuôn khổ của bài viết có hạn, đề tài tương đối rộng chắc chắn sẽ
không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của độc giả

để đề tài trở nên hoàn thiện hơn.
XÁC NHẬN
Thanh Hóa, ngày 18 tháng 04 năm 2016
CỦA HIỆU TRƯỞNG
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.

Lê Văn Điệp

15


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa Vật lí 9 – NXB giáo dục, 2005.
2. Vật lí 9 – Sách Giáo viên – NXB Giáo dục, 2005.
3. Tổng ôn tập và đề kiểm tra Vật lí 9 thi vào lớp 10 – Nguyễn Đình Đoàn
NXB Thanh Hoá, 2006.
4. Bài tập cơ bản và nâng cao Vật lí 9 – Nguyễn Đức Hiệp – Lê Cao Phan
NXB Giáo dục, 2005.
5. Bài tập nâng cao Vật lí 9 THCS – Nguyễn Thanh Hải – NXB Đại học
Sư phạm, 2005.
6. Bồi dưỡng Vật lí 9 - Đào Văn Phúc NXB Giáo dục, 2005.
7. 450 câu hỏi trắc nghiệm và 350 bài tập Vật lí chọn lọc 9 – Vũ Thanh
Khiết – NXB Hà Nội, 2005.

16