Hướng dẫn giải bài tập về kính lúp đối với học sinh lớp 11 trường THCS và THPT nghi sơn

1 - ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1- Lí do chọn đề tài
Dạng bài tập về kính lúp là một trong những dạng bài tập quang hình học
quan trọng được sử dụng trong các đề thi đại học củng như được sử dụng trong
những kỳ thi học sinh giỏi trong những năm trước. Trong kết cấu chương trình
thời lượng giảng dạy lý thuyết về kính lúp là 1 tiết nhưng bài tập còn nhiều bí ẩn
do đó học sinh chưa thực sự hiểu rõ bản chất về hiện tượng vật lí và thường bế
tắc khi giải bài tập về kính lúp. Đặc biệt trong những năm học tới chương trình
thi THPT quốc gia, thi học sinh giỏi cấp tỉnh kiến thức môn vật lí đươc đưa
xuống chương trình lớp 10, 11. Để học sinh nắm chắc kiến thức, vận dụng thành
thạo vào giải các bài tập về kính lúp, có hứng thú khi làm bài tập. Qua thực tế
giảng dạy, ôn tập cho học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức đã học vận dụng kiến
thức đó vào thực tiễn. Đặc biệt trong việc giải bài tập tôi luôn suy nghĩ tìm ra
phương pháp để hướng dẫn giúp học sinh lớp 11 nhớ, hiểu về phần kiến thức về
thấu kính, kính lúp và mắt để vận dụng hiệu quả kiến thức đó vào giải bài tập về
kính lúp. Đồng thời qua đó tạo nền tảng vững chắc giúp các em học sinh giải các
dạng bài tập về kính hiển vi và thiên văn.
1.2- Mục đích nghiên cứu
Trong đề tài này, tôi xin phép được trình bày kinh nghiệm làm thế nào để
học sinh nắm chắc và hiểu sâu kiến thức về kính lúp và những kiến thức cơ bản
có liên quan. Đưa ra các dạng bài tập thường gặp và hướng dẫn học sinh cách
giải các dạng bài tập này. Đồng thời tôi cũng muốn đóng góp một chút kinh
nghiệm của mình trao đổi cùng đồng nghiệp nâng cao hiệu quả giảng dạy, hướng
dẫn các em học sinh giải những bài tập về kính lúp tại trường THCS và THPT
Nghi Sơn.
1.3- Đối tượng nghiên cứu
Như đã trình bày, đề tài tập trung hướng dẫn học sinh nhận biết các dạng
bài tập về kính lúp, phân tích nội dung đề bài từ đó vận dụng kiến thức, xây dựng
phương pháp và cách giải dạng bài tập này.
Các phương pháp giải, cách giải đó là một đặc trưng riêng của từng dạng
bài tập về kính lúp một cách có hiệu quả nhằm đạt tới yêu cầu tăng cường khả

năng tư duy, tạo hứng thú học tập cho các em học sinh.
1.4- Phương pháp nghiên cứu
Lựa chọn các ví dụ các bài tập cụ thể, phân tích nội dung của bài tập từ
đó hướng dẫn học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng vận dụng kiến thức
của học sinh để từ đó rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa
học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác, giúp học sinh nắm vững kiến
thức, rèn luyện kỹ năng suy luận làm bài tập một cách khoa học.

1


Phương pháp thực nghiệm sư phạm, điều tra, khảo sát thực tế : Học sinh
áp dụng các tính chất trên vào việc giải các bài toán cụ thể từ đó tổng quát hóa
thành phương pháp giải các dạng bài tập về kính lúp.
2. NỘI DUNG
2.1 - Cơ sở lí luận
Để học sinh có kỹ năng vận dụng kiến thức vào giải quyết tốt bài tập về
kính lúp, trước hết cần trang bị cho học sinh cơ sở lý thuyết và kiến thức cơ bản
về kính lúp và kiến thức có liên quan.
Chỉ ra nội dung kiến thức mà các bài toán thường đề cập từ đó chỉ ra phương
pháp giải từng nội dung mà bài toán yêu cầu.
2.11- Các kiến thức liên quan
a. Công thức thấu kính
1 1 1
d'.f
[1]
= +
⇒ d=
f d d'
d'− f

d' f − d'
[1]
k=− =
d
f
b. Mắt
- Điểm cực cận CC : Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại
đó mắt còn nhìn rõ được. [1]
- Điểm cực viễn CV : Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại
đó mắt còn nhìn rõ được. [1]
- Khoảng cách từ điểm cực cận CC đến điểm cực viễn CV gọi là giới hạn
nhìn rõ của mắt. [1]
- Góc trông vật : góc trông một vật AB có dạng là một đoạn thẳng đặt
vuông góc với trục chính của mắt, là góc tạo bởi hai tia sáng đi từ hai đầu A và B
B
của vật qua quang tâm O của mắt. [1]
AB
tanα =
l

A'

α
O
B'

l

A

- Năng suất phân ly của mắt là góc trông nhỏ nhất α min giữa hai điểm mà
mắt phân biệt được hai điểm đó. [1]
- Mắt nhìn vật tại điểm cực viễn không phải điều tiết, đối với mắt tốt điểm
cực viễn ở vô cực. [1]
2.12 – Lý thuyết về kính lúp
a. 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 ra một ảnh ảo lớn
hơn vật nó nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt. Cấu tạo kính lúp đơn giản là một
thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn. [1]
2


b. Cách ngắm chừng ở điểm cực cận và cách ngắm chừng ở cực viễn và ở vô
cùng.

B1
B
A2

O'

α
O

F'

F CC A1

A

CV

B2

d1

l

d'1

d2

d'2

Muốn quan sát vật nhỏ qua kính lúp ta phải đặt vật trong khoảng từ tiêu
điểm vật đến quang tâm của kính để tạo ra ảnh ảo. Đặt mắt sau kính quan sát ảnh
ảo đó phải điều chỉnh vị trí của vật hoặc kính để ảnh ảo này nằm từ C C đến CV
của mắt. [1]
- Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1 ở điểm cực cận của mắt gọi là cách ngắm
chừng ở cực cận. [1]
- Nếu điều chỉnh để ảnh A1B1 ở điểm cực viễn của mắt gọi là cách ngắm
chừng ở cực viễn, trường hợp mắt tốt điểm cực viễn ở vô cực gọi là cách ngắm
chừng ở vô cực. [1]
c. Số bội giác của kính lúp.
Tỷ số giữa góc trông ảnh qua dụng cụ quang ( α ) với góc trông trực tiếp
vật ( α 0 ) khi vật đặt ở điểm cực của mắt được gọi là số bội giác (G).
α
tanα
G=

α , α 0 nhỏ G =
;
Vì
α0
tanα 0 .
AB
tanα 0 =
; Đ = OCC. [1]
§
B
A'
B'

α0
O

A CC

3


A 1B1 A 1B1
Từ hình vẽ 1 và 2 ta có : tanα = d' + l = l − d' vì d'1 < 0.
1
1
G=

(
(

AB
Đ f − d1'
tan α
Đ
Đ
= 1 1.
=
K
.
=
1
tan α 0
AB l − d1'
l − d1'
f l − d1'

)

)

( Đây là công thức tổng quát )

- Khi ngắm chừng ở cực cận :, vì l − d = § ⇒ GC =
'
1C

f − d1'
=k
f

Đ

'
- Khi ngắm chừng ở vô cực: d1 = ∞ ⇒ G∞ = f

§
.
f
Vậy khi ngắm chừng ở vô cùng và mắt đặt cách khính khoảng l = f thì số bội
giác của kính bằng nhau.
Chú ý : - Các công thức trên Đ là khoảng thấy rõ ngắn nhất của mắt người quan
sát.
- G∞ ký hiệu trên vành kính, ví dụ X2.5; X8... người mắt bình thương
không có tật Đ = 0,25 (m).
- Trường hợp mắt đặt cách kính l = f, ta cũng có G =

0.25

0.25
= 0.1( m ) .
Ví dụ : X2.5 ⇒ G∞ = f = 2.5 ⇒ f =
2.5
2.2 – Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Trong quá trình giảng dạy môn vật lí tôi nhận thấy đối với học sinh trường
THCS và THPT Nghi Sơn, do đặc thù về điều kiện xã hội là học sinh các xã bãi
ngang ven biển ý thứ học tập chưa cao, khả năng tư duy sáng tạo chậm so với
những nơi khác. Việc vận dụng kiến thức đã học vào làm bài tập còn hạn chế,
cách tư duy, phân tích đề bài tìm ra cách giải thiếu tính khoa hoc. Chính vì lý do
đó để các em học sinh làm được bài tập giáo viên cần hướng dẫn cách làm từng
dạng bài tập cụ thể từ đó các em vận dụng làm các bài tập khác tương tự.

2.3 - Một số dạng bài tập về kính lúp
2.31 - Những điểm lưu ý khi giải bài tập về kính lúp
2.21. Từ hình vẽ 1 có sơ đồ tạo ảnh.
K
m¾
t
AB 
→ A 1B1 →
A 2B2

d1

d1' d2

(d'2 = OC)

a. Tìm vị trí đặt vật tức là tìm d1 ta xuất phát từ d2 → d1' → d1.
b. Tìm điểm cực cận hoặc cực viễn tức là phải tìm d2 xuất phát từ d1 → d1'
→ d2 = l − d1' .
c. d1, d1' , d2 chỉ có d1' < 0 còn d1, d2 > 0, d'2 = OV = hằng số.
§ .(f-d1' )
2.22- Tìm số bội giác dựa vào công thức tổng quát G =
.
f.(l -d1' )
4


2.3. Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật dựa vào G.
AB

AB

α

α .OC

C
Do α 0 = Đ = OC ; G = α = AB ⇒ AB =
C
0

α .OC C
α .OC C
⇒ ABMin = Min
[ 2]
G
G Max

2.32-Bài tập ví dụ:
Bài 1: Một người dùng kính lúp có tụ D = 10diop quan sát vật nhỏ, mắt đặt sát
kính.
a. Tính số bội giác của kinhskhi ngắm chừng ở vô cực.
b. Tính số bội giác của kính và số phóng đại của ảnh khi người quan sát ngắm
chừng ở điểm cực cận cho biết OCc = 25cm. [ 2]
Hướng dẫn
Tóm tắt
Cho

D = 10diop; l = 0cm; OCc = 25cm

Tìm

a. G∞ = ?
b. Gc = ?; k = ?
Giải

Sơ đồ tạo ảnh
K
m¾
t
AB 
→ A 1B1 →
A 2B2
d1' d2

d1

(vâng m¹c)

(d'2 = OV)

1
= 0,1m = 10cm
D

a. Tiêu cự: f =

Đ

Số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực: G∞ = f = 2,5

b. Khi ngắm chừng ở điểm cực cận.
d2 = OCC = 10cm → d1' = l – d2 = - 25cm.
Đ( f − d 1' )
= 3,5
Số bội giác khi ngắm chừng ở điểm cực cận: GC = k =
f l − d1'

(

)

Bài 2 : Một người có OCC = 10cm ; OCV = 50cm. Người này dùng kính lúp có
độ tụ 10diop để quan sát vật nhỏ. Biết rằng mắt đặt sát kính.
a. Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?
b. Tính số bội giác trong trạng thái mắt không phải điều tiết? [ 2]
Hướng dẫn
Tóm tắt
Cho

OCC = 10cm ; OCV = 50cm; Đ= 10diop; l = 0

a. d1 = ?
5


Tìm

b. Gv =?
Giải

Sơ đồ tạo ảnh :
K
m¾
t
AB 
→ A 1B1 →
A 2B2
d1

(d'2 = OV)

d1' d2

( Võng mạc )

1
= 0,1m = 10cm
D

a. Tiêu cự: f =

Khi ngắm chừng CC
d2 = OCC = 10cm → d1' = l – d2 = - 10cm.
d1' f
d1 = '
= 5cm
d1 − f

Khi ngắm chừng CV
d2 = OCV = 50cm → d1' = l – d2 = - 50cm.

d1' f
50
=
cm
'
6
d1 − f
50
( cm) .
⇒ 5( cm ) ≤ d1 ≤
6
d1 =

b. Khi quan sát trong trạng thái phông phải điều tiết:
d2 = OCV = 50cm → d1' = l – d2 = - 50cm.
Số bội giác: GV =

Đ( f − d1' )
= 1,2
f l − d1'

(

)

Bài 3: Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 15cm và giới hạn nhìn rõ của
mắt 35cm. Dùng kính lúp có tiêu cự 5cm để quan sát vật nhỏ AB. Mắt đặt cách
kính một khoảng 10cm.
a) Hỏi phải đặt vật trong khoảng nào trước kính?
b) Tính số bội giác trong trường hợp người đó ngắm chừng ở điểm cực cận và

ngắm chừng ở điểm cực viễn.
1
(rad). Hãy tính khoảng cách
3500
ngắn nhất giữa hai điểm trên vật để mắt phân biệt được. [ 3]

c) Biết rằng năng suất phân li của mắt là 1’ =

Hướng dẫn
Tóm tắt
Cho

OCc= 15cm, OCv= 35cm; f = 5cm ; l = 10cm và α min = 1' =

Tìm

a. d1 = ?
b. Gc = ?; Gv = ?
6

1
rad
3500


c. ABmin= ?Biết
d. G = ? Biết d1 = 3,5cm
Giải
Sơ đồ tạo ảnh
K

m¾
t
AB 
→ A 1B1 →
A 2B2

(vâng m¹c)

d1
d1' d2
(d'2 = OV)
a. Khi ngắm chừng CC
d2 = OCC = 15cm → d1' = l – d2 = - 5cm.
d1' f
d1 = '
= 2,5cm
d1 − f

Khi ngắm chừng CV
d2 = OCV = 35cm → d1' = l – d2 = - 40cm.
d1' f
40
=
cm
'
9
d1 − f
40
( cm ) . Vậy phải đặt vật trước kinh trong khoảng từ 2,5cm
⇒ 2,5( cm ) ≤ d1 ≤

9
40
đến
cm
9
d1 =

§ .(f-d1' )
b) Theo công thức: G =
f.(l -d1' )
Đ( f − d1' )
=2
Khi ngắm chừng ở điểm cực cận d = −5cm ; Số bội giác GC =
f l − d1'
'
1

(

)

Đ( f − d1' )
= 2,7
Khi ngắm chừng ở điểm cực viễn d = −40cm ; Số bội giác GV =
f l − d1'
'
1

c) α =

AB
α
; G=
l
α0

(

)


AB AB 
α .OCC
α .OCC
; α 0 =
=
→ AB =
.
÷; G =
§
OCC 
AB
G


ABmin ⇒ α min thì Gmax = GC = 3 ; ABmin =

α Min .OC C
1
=

cm
G Max
630

3.32-Bài tập vận dụng:
Bài 1: Một mắt bình thường có điểm cực cận cách mắt 25cm quan sát một vật
nhỏ qua kính lúp có tiêu cự f = 5cm. Tính khoảng cách giữa vật và kính trong
trường hợp:
a. Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh của kính.
b. Mắt đặt sát kính
c. Mắt đặt sau kính một khoảng l = 4cm [ 4]
ĐS: a. 4cm ≤ d1 ≤ 5cm
7


25
cm ≤ d1 ≤ 5cm
6
105
cm ≤ d1 ≤ 5cm
c.
26

b.

Bài 2: Một người 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.
b. Khoảng cách giữa vật và kính. Biết khoảng nhìn rõ của mắt từ 12cm đến
36cm, mắt đặt sát kính.

c. Số bội giác của kính lúp khi vật AB đặt trước kính 3,5cm và mắt đặt sau
kính 2cm. [ 4]
ĐS:

1
rad
40
b. 3cm ≤ d1 ≤ 3,6cm

a. α =

c. G = 3,2
Bài 3: Mắt cận khi về già có điểm cực cận cách mắt

1
m , điểm cực viễn cách
3

mắt 50cm. Mắt đặt cách kính lúp 1cm để quan sát vật AB trước kính.
a. Tính số bội giác của kính lúp khi quan sát vật ở trạng thái mắt không phải
điều tiết.
b. Tính độ cao tối thiểu của vật AB mà mắt có thể phân biệt được qua kính
lúp. Biết năng suất phân li của mắt là 3.10 −4 rad . [ 4]
ĐS: 1) f = 2cm
2) a. G = 17
b. AB ≈ 5,8.10 −4 cm
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.
Đề tài của tôi đã được kiểm nghiệm trong các năm học giảng dạy lớp 11,
được học sinh nhiệt tình trong học tập, nâng cao khả năng giải các bài toán về
kính lúp. Các em hứng thú học tập hơn, ở những lớp có hướng dẫn kỹ các em

học sinh với mức học trung bình trở lên đã có kỹ năng giải các bài tập. Cụ thể ở
lớp khối 11 trường THCS & THPT Nghi Sơn sau khi áp dụng sáng kiến này vào
giảng dạy thì số học sinh hiểu và có kỹ năng giải được cơ bản các dạng bài tập
nói trên.
Năm học 2016 - 2017 tôi được phân công dạy lớp 11A, 11C.
Kết quả kiểm tra khảo sát như sau :
Lớp Sĩ số Điểm trên 8 %

Điểm 5 đến 8 %

Điểm dưới 5 %

11A 40

24

60

16

0

11C 39

18

46.2 20

40

51,3 1
8

0
2.5


3 – KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1- Kết luận
Bài tập về kính lúp là một hiện tượng vật lý khẳng định có tính ứng dụng
của dụng cụ quang học. Bài tập về kính lúp giúp học sinh hiểu rõ bản chất sự tạo
ảnh và ứng dụng có hứng thú khi nghiên cứu tìm hiểu về ứng dụng của kính lúp.
Qua thực tế giảng dạy, nắm vững nội dung kiến thức cơ bản các dạng câu
hỏi áp dụng vào bài tập khai thác nội dung kiến thức về kính lúp nói riêng. Mỗi
chuyên đề tôi đã rút ra phương pháp cho từng loại trên cơ sở lý thuyết, khai thác
những điều bí ẩn trong lý thuyết thường học sinh mắc phải và tìm biện pháp khắc
phục để học sinh có hứng thú học môn vật lý.
Thực tế cho thấy học sinh khi học rất hào hứng tiếp thu và vận dụng kiến
thức đó để giải thành thạo các bài tập về kính lúp.
Trên đây là kinh nghiệm giải bài tập về kính lúp giúp học sinh có thể vận
dụng và giải thành thạo các câu hỏi bài tập, tháo gỡ những lo ngại của học sinh
khi gặp loại toán này. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn
đồng nghiệp để ngày càng có nhiều kinh nghiệm hơn trong giảng dạy và đạt kết
quả ngày càng tốt hơn.
3.2- Kiến nghị
3.21- Với Sở giáo dục và đào tạo
- Quan tâm hơn nữa đến việc bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ cho giáo
viên dạy vật lí. Nên tổ chức các hội thảo triển khai những sáng kiến kinh nghiệm
đạt giải cao trong công tác giáo dục.
3.22- Với Ban Giám Hiệu nhà trường

- Nhà trường cần đầu tư về cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học môn vật
lí, động viên khuyến khích giáo viên tham gia nghiên cứu khoa học, viết sáng
kiến kinh nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 5 tháng 4 năm 2017.
ĐƠN VỊ
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.
Người viết SKKN

9


Lê Trọng Trình

Tài liệu tham khảo
1. SGK Vật lý 11 - NXB GD.
2. Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 11 – Nguyễn Phú Đồng - NXB tổng hợp Thành
phố Hồ Chí Minh.
3. Tuyển tập các bài toán vật lí – Lê Văn Thông - NXB Trẻ
4. 200 Bài toán quang hình - Vũ Thanh Khiết - NXB Tổng hợp Đồng Nai .

10