chuyên đề định luật truyền thẳng khó hay dễ

PHẦN I: MỞ ĐẦU
I.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Hải thắc mắc: Bật đèn pin, ta thấy bóng đèn pin sáng nhưng không
nhìn thấy đường đi của ánh sáng. Vậy làm thế nào để biết được ánh sáng từ
đèn pin phát ra đã đi theo đường nào đến mắt ta?
Các em hãy nghĩ cách giúp Hải giải đáp thắc mắc này.
Có lẽ các thầy cô khi giảng dạy nhận ra ngay đây là tình huống đặt vấn
đề vào bài số 2 “Sự truyền ánh sáng” của chương trình Vật lý lớp 7.
Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo
đường thẳng. Với nội dung của định luật truyền thẳng của ánh sáng ở trên nó
có thể giúp chúng ta giải quyết những vấn đề thực tiễn đời sống hàng ngày
của mỗi con người chúng ta như thế nào?
Quý thầy cô đã biết ở giai đoạn 1 ( lớp 6 và lớp 7 ) vì khả năng tư duy
của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên SGK chỉ đề
cập đến những khái niệm, những hiện tượng vật lý quen thuộc thường gặp
hàng ngày. Ở giai đoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9 ) khả năng tư duy của các em đã
phát triển, đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng
vật lý hằng ngày.
Nhưng trong thực tế hiện nay, do nhiều yếu tố ngoại cảnh tác động như
game, mạng internet, cuộc sống vật chất… mà trí thông minh, sáng tạo của
học sinh không được phát huy tốt nhất. Một bộ phận các em sau khi học xong
các hiện tượng vật lý và các định luật về vật lý lại không biết vận dụng các
hiện tượng, định luật đó vào để giải thích một số hiện tượng về khoa học tự
nhiên và không chỉ ra được ứng dụng rộng rãi của nó trong khoa học kỹ thuật.
Do đó việc học tập môn vật lý ở bậc THCS đòi hỏi cao hơn nhất là một
số bài toán về điện, quang ở lớp 9 mà cao hơn nữa là các em HS tham gia thi
học sinh giỏi lớp 9 .
Thực tế qua việc giảng dạy chương trình Vật lí bản thân tôi nhận thấy:
Các bài toán quang hình học liên quan đến định luật truyền thẳng của ánh
sáng mặc dù chiếm một phần nhỏ trong chương trình Vật lý, nhưng đây là loại
toán rất hay, thực tế, bổ ích song các em hay lúng túng, nếu các em được

hướng dẫn một số điểm cơ bản thì những loại toán này không phải là khó.
Từ những lý do trên, để giúp HS có một định hướng về phương pháp
giải bài toán quang truyền thẳng của ánh sáng, nên tôi đã chọn đề tài này để
viết sáng kiến kinh nghiệm.
I.2. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI:
Trang bị cho học sinh THCS cái nhìn tổng thể nhất về định luật truyền
thẳng ánh. Vận dụng linh hoạt kiến thức quang học, hình học và các công
thức toán học trong các vấn đề định tính có liên quan.

I.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
Đối với học sinh trường THCS, Vật lý là một phân môn khó khăn đối với
nhiều em. Khi học thì hứng thú vì các vấn đề lý thuyết gắn liền với thực tế nhưng


khi bắt tay vào giải một bài tập thì lại không biết bắt đầu từ đâu và trình bày nó như
thế nào. Do đó đề tài này được nghiên cứu trên đối tượng học sinh lớp 7 và lớp 9
trường THCS Chu Văn An huyện Eakar – Đăk lăk. Đặc biệt hơn nữa đó là đối
tượng học sinh giỏi được bồi dưỡng qua các kỳ thi chọn trong nhiều năm của trường
THCS Chu Văn An.

I.4. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Phạm vi nghiên cứu đề tài này là vận dụng định luật truyền thẳng của ánh
sáng trong phần Quang học của chương trình THCS vào giải quyết một số bài tập
thực tế với thời gian nghiên cứu đề tài này qua nhiều năm và tiếp tục nghiên cứu áp
dụng trong thời gian tới.

I.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Để hoàn thành đề tài này tôi chọn phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Đọc các sách giáo khoa phổ thông, các thông tin
trên mạng Internet như : Thuvienvatly.com, Thư viện baigiang.violet.vn, sách

tham khảo phần Quang học, các bộ đề thi HSG các cấp, đề thi vào các trường
chuyên...
- Phương pháp thống kê: Chọn các dạng bài tập tiêu biểu có trong chương trình phổ
thông và gần gũi với đời sống hằng ngày.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy và thực
tế đời sống.

PHẦN II: NỘI DUNG VẤN ĐỀ
A. CƠ SỞ LÝ LUẬN:
I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN:
- Mắt ta nhận biết được ánh sáng khi có (ánh sáng) truyền vào mắt ta.
- Ta nhìn thấy một vật khi có (ánh sáng từ vật đó) truyền vào mắt ta.
- Vật tự nó (phát ra) ánh sáng gọi là nguồn sáng.
- Vật phát ra và hắt lại ánh sáng từ vật khác chiếu vào nó gọi chung là vật
sáng.
- Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường
thẳng.
- Tia sáng và chùm sáng.
- Trên màn chắn phía sau vật cản có một vùng không nhận được ánh sáng từ
(nguồn) tới gọi là bóng tối.
- Trên màn chắn đặt phía sau vật cản có vùng chỉ nhận được ánh sáng từ (một
phần của nguồn sáng ) tới gọi là bóng nửa tối.
II. KIẾN THỨC CƠ BẢN:
Nếu chỉ dùng các khái niệm trên thì chưa đủ. Muốn làm tốt các bài tập có
trong chuyên đề này cần phải nắm vững các kiến thức sau:
1.1. Kỹ năng phân tích một quá trình quang học.
1.2. Kỹ năng dựng hình một bài toán quang học
1.3. Kiến thức toán học:

- Tam giác đồng dạng.
- Hai tam giác bằng nhau.
- Dãy số bằng nhau

B. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ:
1. THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN
a. Thuận lợi:
Về phía nhà trường: luôn quan tâm đến chất lượng giáo dục của học sinh.
Về phía giáo viên: không ngừng học hỏi nâng cao trình độ.
Về phía học sinh: đại đa số các em học tập nghiêm túc, say mê môn học.
b. Khó khăn:
Về phía chương trình: thời lượng cho phần quang học quá ít, kiến thức liên quan
đến hình học và hình không gian nhiều nên học sinh khó hiểu. Bên cạnh đó các tiết
bài tập định lượng trong chương trình vừa ít lại vừa hạn chế nội dung.
Về phía học sinh: các tiếp xúc với dạng bài tập truyền thẳng của ánh sáng ở
chương trình vật lý 7 thường chủ quan, không chú ý, không nghĩ rằng sẽ có tính
toán liên quan.

2. THÀNH CÔNG, HẠN CHẾ.
a. Thành công:
Qua việc chỉ ra định luật truyền thẳng của ánh sáng vào một số bài toán định tính
định lượng từ cơ bản đến nâng cao các em đã hiểu được cách vận dụng linh hoạt các
kiến thức toán học vào vật lý quang học, tạo hứng thú học tập cho học sinh. Học
sinh biết vận dụng các kiến thức vào từng tình huống cụ thể.
b. Hạn chế:
Do số lượng thời gian học quang học ở lớp 7 trường THCS còn quá ít. Kiến thức
toán học về tam giác đồng dạng không đồng bộ ở lớp 7. Ngoài ra đối tượng học sinh
trình độ nhận thức khác nhau ( đặc biệt là đối tượng học sinh đồng bào tại chỗ ) nên
một số kiến thức chỉ dành cho đối tượng học sinh khá, giỏi, ôn thi học sinh giỏi, ôn
thi và các trường chuyên.

3. MẶT MẠNH, MẶT YẾU.
a. Mặt mạnh:
Nhà trường có đầy đủ cơ sở vật chất phục vụ cho việc dạy-học môn vật lý. Có
phòng trình chiếu để giảng giải các kiến thức hình học không gian khó tưởng tượng.
b. Mặt yếu:
Học sinh có quá ít thời để nghiên cứu kiến thức phần này

4. CÁC NGUYÊN NHÂN, CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG
Thực tế trong tình hình hiện nay nhiều yếu tố khách quan và chủ quan như phòng
thí nghiệm chuyên cho lĩnh vực quang học có phần nào làm giảm hiệu quả giảng
dạy đối với môn học. Mặt khác do kiến thức trừu tượng nên gây khó khăn cho học
sinh, chưa thấy tầm quan trọng của bài tập truyền thẳng của ánh sáng.
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC VẤN ĐỀ VỀ THỰC TRẠNG MÀ ĐỀ TÀI
ĐẶT RA:
Trong những năm qua giáo dục phổ thông ở nước ta đã đạt nhiều kết quả nổi
bật, quy mô giáo dục không ngừng được tăng lên; chất lượng giáo dục đã có những
chuyển biến tích cực; các điều kiện đảm bảo chất lượng giáo dục như đội ngũ giáo
viên, cơ sở vật chất kĩ thuật không ngừng được củng cố, tăng cường và phát huy có
hiệu quả; chủ trương xã hội hóa giáo dục đang phát huy tác dụng và đã góp phần


quan trọng làm cho giáo dục thực sự trở thành sự nghiệp của toàn Đảng, toàn dân;
công bằng giáo dục được quan tâm thực hiện ... Song vẫn còn có một số tồn tại, cần
từng bước khắc phục. Đó là chất lượng giáo dục tuy có chuyển biến nhưng vẫn còn
thấp so với yêu cầu phát triển của đất nước và một thực tế - một thực trạng đáng
buồn, đó là sự yếu kém đến khó tưởng tượng của đại đa số học sinh hiện nay trong
việc vận dụng kiến thức vật lí đã học vào thực tế cuộc sống của chính mình.
Chương trình Vật lí trung học phổ thông ở nước ta hiện nay bao gồm nhiều
phần khác nhau như cơ học, nhiệt học, điện học, quang học, vật lí phân tử và hạt

nhân. Mỗi phần được thể hiện bằng nhiều đơn vị kiến thức khác nhau, tương ứng
với các cách tiếp cận kiến thức khác nhau.
Những tưởng rằng, với một khối lượng kiến thức đồ sộ như vậy, thực tế cuộc sống
của các em sẽ vô cùng phong phú, các em hoàn toàn có khả năng làm chủ được kiến
thức của mình, việc vận dụng kiến thức của các em trong đời sống thức tế ở chính
gia đình của mình, việc giải thích những hiện tượng xảy ra hàng ngày xung quanh
các em chỉ là “vấn đề đơn giản” ... Nhưng điều đó đã không diễn ra trên thực tế như
những gì chúng ta mong đợi.
Sau khi học xong chương trình vật lí, nhiều học sinh còn ngỡ ngàng khi cầm chiếc
đồng hồ bấm giây trên tay, các em không biết phải điều chỉnh thế nào, thậm chí
nhiều em còn chưa biết cả tác dụng của nó. “Phát hiện” này thật bất ngờ khi tác giả
của nó là một số giáo viên thể dục khi sử dụng loại đồng hồ này trong một tiết dạy
thể dục!
Với kiến thức về các dạng chuyển động, các lực cơ học, ở trên lớp các em có thể
viết một cách đầy đủ và chính xác các phương trình của chuyển động thẳng đều,
chuyển động thẳng biến đổi đều, đọc đúng những định nghĩa về vận tốc, gia tốc, các
khái niệm về chuyển động cong, chuyển động tròn đều, các định luật Niutơn ... Thế
nhưng, với những câu hỏi đại loại như: “Lấy thêm một số thí dụ trong thực tế về
chuyển động thẳng đều, về chuyển động nhanh dần, về chuyển động chậm dần”,
cũng thực sự làm cho các em lúng túng. Nhiều học sinh còn không thể giải thích
được những hiện tượng rần gần gũi với đời sống: Tại sao khi đi xe máy dưới trời
mưa, ta lại có cảm giác những giọt nước mưa không rơi theo phương phẳng đứng
mà theo phương xiên (trong điều kiện không có gió), hắt cả vào mặt, vào mắt của
ta? hay tại sao những vận động viên đua xe máy phải nghiêng xe nhiều đến vậy khi
phải qua những chỗ đường vòng?...
Các kiến thức vật lí về tĩnh học lẽ ra phải là một trong các cơ sở tốt nhất để các em
vận dụng vào thực tiễn, nhưng điều đó dường như vẫn còn “xa vời” đối với các em.
Quan sát người thợ sửa xe ô tô dùng một chiếc ống nước dài khoảng nửa mét tròng
vào cán của chiếc cờlê rồi cầm ở đầu bên kia mà mở một chiếc ốc để lấy bánh xe
ôtô ra ngoài, chắc hẳn vẫn còn là một “điều lạ” đối với một bộ phận học sinh hiện

nay! Tương tự như thế, chắc hẳn kiến thức về các các định luật bảo toàn đối với học
sinh phổ thông hiện nay có lẽ vẫn chỉ là nội dung các định luật, cách giải các bài
tập, ... chúng còn “nằm yên” một cách khiêm tốn trên những trang vở, vẫn còn thiếu
một cái gì đó để có thể “đánh thức” chúng dậy, làm cho chúng trở thành một trong
những hành trang tốt trong cuộc sống của mỗi học sinh.
Với chương trình hiện nay, chẳng hạn phần lí thuyết về điện học (cả điện xoay chiều
lẫn điện một chiều) kết hợp với những yêu cầu bắt buộc của các bài thí nghiệm thực
hành, tương đối hợp lí, đáp ứng được nhiều yêu cầu thực tiễn. Thế nhưng trên thực


tế, liệu có bao nhiêu vị phụ huynh dám giao cho con mình tự đi mua một đoạn dây
chì để thay cho đoạn dây chì đã bị đứt ở nhà? Bao nhiêu em có thể tự mình lắp được
bộ đèn nêôn (gồm bóng đèn, tăng phô, chuột)? ... Với các em, việc đấu nối được
một chiếc công tắc đèn bàn sao cho khi bật phía nọ thì đèn sáng, bật phía kia thì đèn
tắt, có lẽ đó cũng đã là một kì công rồi. Những điều đó thật đáng để chúng ta suy
ngẫm.
Tương tự như vậy với phần quang học, sau khi học xong liệu các em có thể tự xây
dựng phương án xác định chiều cao một tòa nhà nhờ bóng nắng, chiều cao của trần
nhà bằng ánh sáng bóng đèn nêôn…
Trăn trở với thực trạng đáng buồn trên, tôi đã đưa ra một số giải pháp giúp
học sinh vận dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng vào các vấn đề thực tế liên
quan

C. GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP THỰC HIỆN:
I. MỤC TIÊU CỦA GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP:
- Học sinh nắm những điều cần nhớ trong sách giáo khoa để chốt lại những
kiến thức cơ bản cần nắm chắc và nhớ kỹ.
- Giáo viên phân tích nội dung bài, yêu cầu học sinh đọc những vấn đề có
liên quan, hiểu kỹ hơn một số điều mà sách giáo khoa không có điều kiện nói kỹ.
* Khi tiến hành làm bài tập chúng ta phải tìm hiểu dữ kiện của bài toán,

phân tích các hiện tượng cụ thể theo các bước sau :
Bước 1. Viết tóm tắt các dữ kiện:
- Đọc kỹ đầu bài (khác với thuộc đầu bài) tìm hiểu ý nghĩa của những thuật
ngữ, có thể phát biểu tóm tắt, ngắn gọn, chính xác.
- Dùng ký hiệu tóm tắt đề bài cho gì ? Hỏi gì ? Dùng hình vẽ để mô tả lại
tình huống, minh họa nếu cần.
Bước 2. Phân tích nội dung làm sáng tỏ bản chất vật lý, xác lập mối liên hệ của các
dữ kiện có liên quan tới công thức nào rút ra cái cần tìm, xác định phương hướng và
kế hoạch giải.
- Chuyển đổi đơn vị phù hợp với yêu cầu bài tập.
Bước 3. Chọn kiến thức, công thức thích hợp giảng thành lập các phương trình nếu
cần.
Bước 4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp.
Bước 5. Kiểm tra xác nhận kết quả và biện luận.
* Tóm tắt các bước giải bài tập vật lý theo sơ đồ sau :

Bài tập vật lý
Cho gì? Vẽ
Dữ kiện (tóm tắt)

Hỏi gì?

Hiện tượng - Nội dung
Bản chất vật lý
Kế hoạch giải
Chọn công thức

Cách giải

Kiểm tra - đánh giá, biện luận

II. NỘI DUNG VÀ CÁCH THỰC HIỆN GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP:
Trong quá trình nghiên cứu, giảng dạy Định luật truyền thẳng của ánh sáng
tôi đã chia ra một số dạng bài tập sau:

Phần I : Bài tập về Bóng đen - nửa tối.
Bài 1. Một điểm sáng S cách tường một khoảng ST = d. Tại vị trí M trên ST cách
M một khoảng SM =

1
d người ta đặt một tấm bìa hình tròn vuông góc với ST có
4

bán kính R và có tâm trùng với M
a. Tìm bán kính bóng đen trên tường.
b. Cần di chuyển tấm bìa theo phương vuông góc với màn một đoạn bằng bao nhiêu
? Theo chiều nào để bán kính vùng tối giảm đi một nửa. Tìm tốc độ thay đổi của
bán kính bóng đen biết tấm bìa di chuyển đèu với vận tốc v.
c. Vị trí tấm bìa như ở câu b) thay điếm sáng S bằng một nguồn sáng hình cầu có
bán kính r.
- Tìm diện tích bóng đen trên tường.
- Tìm diện tích của bóng nửa tối trên tường.
Bài giải
Giáo viên phân tích và yêu cầu học sinh vẽ hình
P

I1

I

S

M
K

M1
K1

P1

T
Q1

Q

a) Bán kính vùng tối trên tường là PT
∆ SIM và ∆ SPT là 2 tam giác vuông đồng dạng nên
ST
d
IM SM
PT =
.IM =
.R = 4 R
⇒
⇒
=
1
SM
d
PT ST

4


b) Từ hình vẽ ta thấy để bán kính vùng tối giảm xuống ta phải di chuyển tấm bìa về
phía tường. Gọi P1T là bán kính bóng đen lúc này P1T =

1
PT = 2R
2

∆ SIM và ∆ SPT là 2 tam giác vuông đồng dạng nên
⇒

I1M 1 SM 1
IM
R
1
=
⇒ SM 1 = 1 1 .ST =
.d = d
PT
ST
PT
2R
2
1
1

Vậy cần di chuyển tấm bìa về phía tường một đoạn M1M=SM1-SM=

1
1
1
d− d= d
2
4
4

Khi tấm bìa di chuyển đều với vận tốc v và đi được quãng đường M 1M =

1
d thì
4

M 1M
d
=
.
v
4v

mất thời gian t =

Cũng trong khoảng thời gian đó bán kính của vùng tối thay đổi một đoạn là
PP1 = PT – P1T = 4R – 2R = 2R
P1 P 2 R 8.R.v
=
=
d
Vậy tốc độ thay đổi của bán kính vùng tối là v’ = t

d
4v

c) Thay điểm sáng S bằng nguồn sáng hình cầu.
P'
P
C
B
S

I

D

M

T

o
A
K

Q
Q'

Gọi AB là đường kính nguồn sáng, O là tâm nguồn sáng. Theo kết quả câu b) M là
trung điểm của ST.
Bán kính vùng tối là PT, ta có ∆BIC = ∆PID (g.c.g) ⇒ PD = BC.
Mà ta lại có BC = OC – OB = MI – OB = R-r.
PT = PD + DT = BC + IM = (R-r) + R = 2R – r

Vậy diện tích vùng tối trên tường là: STối = π (2R – r)2
Vùng nửa tối là diện tích hình vành khăn có bán kính lớn là P’T, bán kính nhỏ là
PT.
Ta có: ∆AIC = ∆P ' ID (g.c.g) ⇒ P’D = AC = R+r


Mà: P’T = P’D + IM = AC + IM = R+r + R = 2R+r
Từ đó ta có: Diện tích vùng nửa tối là:
SNửa tối = π (2R + r)2 - π (2R - r)2 = 8 π Rr
Bài 2.
Một đĩa tròn tâm O1 bán kính R1 = 20cm, phát sáng và được đặt song song với một
màn ảnh và cách màn ảnh một khoảng D = 120 cm. Một đĩa tròn khác tâm O 2 bán
kính R2 = 12 cm chắn sáng cúng được đặt song song với màn ảnh và đường nối tâm
O1O2 vuông góc với màn ảnh.
a) Tìm vị trí đặt O2 để vùng tối trên màn có đường kính R = 4 cm. Khi đó bán kính
R’ của đường tròn giới hạn ngoài cùng của bóng nửa tối trên màn là bao nhiêu?
b) Từ vị trí O2 được xác định ở câu a), cần di chuyển đĩa chắn sáng như thế nào để
trên màn vừa vặn không còn vùng tối
P

A1
A2

A
O1

K

O2

O

H

B
B2
B1

Q

a) Từ hình vẽ ta có: Oa là bán kính của vùng tối trên màn, OA = R = 4 cm
- OP là bán kính của đường tròn giới hạn ngoài cùng của vung nửa tối OP =R’
Ta có: ∆HAO : ∆HA1O1 ⇒
⇔

HO
AO
HO
R
R
HO
⇔
=
= ⇔
=
HO1
A1O1
HO + OO1 R1
HO + D R1

HO
R
RD
− = 0 ⇒ HO.R1 − HO.R = RD ⇒ HO.( R1 − R ) = RD ⇒ HO =
HO + D R1
R1 − R

Thay số ta có HO =

4.120 480
=
= 30 cm ⇒ HO1 =120+30=150 cm
20 − 4 16

Mặt khác:
Ta có: ∆HA2O2 : ∆HA1O1 ⇒

HO2
A2O2
=
HO1
A1O1


⇒ HO2 =

A2O2
R
12
.HO1 = 2 .150 = .150 = 90 cm.

A1O1
R1
20

Vậy đĩa chắn sáng phải đặt cách đĩa phát sáng một khoảng :
O1O2 = HO1 – HO = 90-30 = 60cm thì vùng tối trên màn có bán kính là 4 cm.
Tính R’:
Ta có: ∆KA1O1 : ∆KB2O2 ⇒

KO1
A1O1
KO1
R1
KO1
R1
⇒
⇔
=
=
- = 0
KO2
A2O2
O1O2 − KO1 R2
O1O2 − KO1 R2

⇒ KO1.R2 + KO1.R1 = RD ⇒ KO1.( R1 + R2 ) = R1.O1O2 ⇒ KO1 =

Thay số ta có KO1 =

R1.O1O2

R1 + R2

20.60 1200
=
= cm ⇒ KO1 = 37.5 cm
20 + 12
32

Mặt khác:
Ta có: ∆HA1O1 : ∆KQO ⇒
có: R’ =

KO1
( D − KO1 ).R1
KO1 A1O1
R
=
⇔
= 1 ⇒ R’=
thay số ta
D − KO1 R '
KO1
KO QO

(120 − 37.5).20
= 44 cm
37.5
A1
A2

O'2

O1

O2

O

B2
B1

Từ hình vẽ ta có để trên nàm hình vừa vặn không còn bóng tối thì phải di chuyển
đĩa chắn sáng về phía O1 một đoạn O2O’2 .
Ta có : ∆A2O2' O : ∆A1O1O nên

O2' O A2O2'
A O'
R
=
⇒ O2' O = O1O. 2 2 = D. 2
O1O A1O1
A1O1
R1

Thay số ta có: O2O = 120.
'

12
= 72 cm.
20

Mà O1O2 = OO1-OO’2 = 120-72 = 48cm
nên O2O’2 = O1O2 – O1O’2 = 60-48 = 12 cm
Vậy phải di chuyển đĩa chắn sáng đi một đoạn 12 cm thì trên màn vừa vặn không
còn vùng tối
Các bài tập tương tự.


Bài 3: Một điểm sáng cách màn ảnh một khoảng SH = 1m. tại trung điểm M của
SH người ta đặt một tấm bìa hình tròn vuông góc với SH.
a) Tìm bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính tấm bìa là R = 10 cm.
b) Thay điểm sáng S bằng nguồn sáng hình cầu có bán kính r = 2cm. Tìm bán kính
vùng tối và vùng nửa tối.
Giải
P
Tóm tắt
SH = 1m = 100cm
I
IM = R = 10 cm
S
M
H
r = 2cm
a) Bán kính vùng tối HP = ?
b) Bán kính vùng tối HP =?; Bán
Q
kính vùng nửa tối PO = ?
a) Bán kính vùng tối trên tường là PH
∆ SIM ∞ ∆ SPH ⇒

IM PH
IM
10
=
⇒ PH =
.SH = .100 =20 cm
SM SH
SM
50

Ta có: PH’ = AA’ ()
AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – 2
= 8 cm
⇒ PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18
cm
Tương tự ta có: A’B = HO= AA’ + AB =
AA’ +2r = 8+4 = 12 cm
Vậy PO = HO –HP = 12-8 = 4 cm
Vùng nửa tối là hình vành khăn có bề rộng
là 4 cm.

O
P
A'

I

A
S

M

H'

H

B

Q
O'

Bài 4: Một điểm sáng cách màn ảnh một khoảng D = 4.5m. Đặt một quả cầu chắn
sáng tâm O, bán kính r = 0,3 m giữa S và màn sao cho SO vuông góc với màn và
OS = d
a) Tìm bán kính R của vùng tối trên màn khi d = 0,5m và d=4m.
b) Tính d để R = 1,5m.
Giải


a) Ta có ∆SAH : ∆SIO ⇒

AH IO
=
SA SI

H

mà SI = d 2 − r 2 Định lý Pitago cho ∆ SOI
R

nên ta có D =

r
d −r
2

2

hay R = R =

D.r
d −r
2

S
2

thay số ta có:
Khi d= 0,5m thì bán kính vùng tối trên màn là
R=3.38m
Khi d= 4m thì bán kính vùng tối trên màn là
R=0.34m
b) Từ biểu thức R =

D.r
d 2 − r2

R
I
d

r
O

D

A

H'

ta có:

D 2 .r 2
D
R = 2 2 ⇔ R 2 .(d 2 − r 2 ) = D 2 .r 2 ⇔ R 2 d 2 = D 2 .r 2 + R 2 .r 2 ⇔ R 2 .d 2 = r 2 ( D 2 + R 2 ) ⇔ d = r 1 + ( ) 2
d −r
R
2

Thay số ta có để R = 1,5m thì d = 0.95m
Bài 5. Một điểm sáng đặt cách màn 2m. Giữa điểm sáng và màn người ta đặt một
đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng mằn trên trục
của đĩa.
a) Tìm đường kính bóng đen trên màn biết đường kính của đĩa d =20 cm và đĩa
cách điểm sáng 50 cm.
b) Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với màn một khoảng bằng bao
nhiêu và theo chiều nào để đường kính của đĩa giảm đi một nửa.
c) Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v = 2m/s tìm tốc độ thay đổi đường kính
của bóng đen.
d) Giữ nguyên vị trí của đĩa và màn như câu b) thay điểm sáng bằng vật sáng

hình cầu đường kính d1 =8cm. Tìm vị trí đặt vật sáng để đường kính của
bóng đen vẫn như câu a). Tìm diện tích của vùng nửa tối xung quanh bóng
đen.
HD
a) Gọi AB, A’B’ lần lượt là đường kính của đĩa và của bóng đen. Theo định lý Talet
ta có:
AB
SI
AB.SI ' 20.200
=
⇒ A' B ' =
=
= 80cm
A' B ' SI '
SI
50

b) Gọi A2, B2 lần lượt là trung điểm của I’A’ và I’B’. Để đường kính bóng đen giảm
đi một nửa(tức là A2B2) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí A 1B1. Vì vậy đĩa AB phải dịch
chuyển về phía màn .


Theo định lý Talet ta có :
A1B1 SI1
AB
20
=
⇒ SI1 = 1 1 .SI ' = .200 = 100cm
A2 B2 SI '
A2 B2

40

Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm
c) Tìm vận tốc thay đổi của bóng đen:
PDo

đĩa di chuyển với vận tốc v = 2m/s
và đi được quảng đường MM 1 = 0.5 m
P
1

I1

I
S

M
K

nên mất thì gian là t=

M1

T

s
= 0.25s
v

Từ đó ta có tốc độ thay đổi bóng đen là

K1

Q1

Q

v' =

PQ − PQ
80 − 40
1 1
=
= 160cm / s = 1.6m / s
t
0.25

d)
A2 Gọi

O là tâm, MN là đường kính vật sáng hình
cầu, P là giao của MA’ và NB’
Ta có

A'
P

M
O

N

K

A1
I1
B1

I'

∆PA1 B1 : ∆PA ' B ' ⇒

PI1 A1 B1 20 1
=
=
=
PI ' A ' B ' 80 4

⇒ 4 PI1 = PI ' = PI1 + II '

B'

⇒ 3PI1 = I1 I ' ⇒ PI1 =

I1 I ' 100
=
cm
3
3

B2

Ta lại có: ∆PMN : ∆PA1B1 ⇒
⇒ PO =

PO MN
8 2
=
=
=
PI1 A1 B1 20 5

2
2 100 40
PI1 ⇒ PO = .
=
cm
5
5 3
3

mà OI1 = PI1 – PO =

100 40 60
−
=
= 20cm
3
3
3

Vậy cần đặt đĩa chắn sáng cách tâm vật sáng hình cầu là 20 cm
*) Gọi K là giao điểm của NA2 và MB2 . Ta có
∆KMN : ∆KA1B1 ⇒

KO MN
8 2
2
2
2
2
=
=
= ⇒ KO = KI1 = (OI1 − OK ) = OI1 − OK
KI1 A1 B1 20 5
5
5
5
5

2
7
2
40
5
100
⇒ OI1 = OK ⇒ OK = OI1 =
cm ⇒ KI1 = OK =
cm
5

5
7
7
2
7

Mặt khác ta có:


100
+ 100
KI
AB
KI '
KI + I I '
∆KA1 B1 : ∆KA2 B2 ⇒ 1 = 1 1 ⇒ A2 B2 =
A1B1 = 1 1 A1 B1 = 7
20 = 160cm
100
KI ' A2 B2
KI1
KI1
7 1

Vậy diện tích vùng nửa tối là
S = π.

3.14
A2 B22
A ' B '2 π

(1602 − 802 ) = 15.72cm 2
−π.
= ( A2 B22 − A ' B '2 ) =
4
4
4
4

Bài tập tương tự:
Một điểm sáng S cách màn một khoảng cách SH = 1m. Tại trung điểm M của SH
người ta đặt tấm bìa hình tròn, vuông góc với SH.
a- Tính bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính bìa là R = 10 cm.
b- Thay điểm sáng S bằng một hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm.
Tìm bán kính vùng tối và vùng nửa tối.
Đs:

a) 20 cm b) Vùng tối: 18 cm Vùng nửa tối: 4 cm

Phần II : Bài tập về cột đèn.
Bài 1.
Một người có độ cao h đứng ngay dưới bóng đèn treo ở độ cao H (H>h). Nếu người
đó đi đều với vận tốc v. Hãy xác định chuyển động của bóng của đỉnh đầu in trên
mặt đất.
Các tia sáng phát ra từ bóng đèn bị
S
người chặn lại tạo ra một khoảng tối
trên đất đó là bóng của người đó.
H
A
A'

Trong khoảng thới gian t, người di
chuyển một quảng đường S = BB’ =
h
v.t. Khi đó bóng của đỉnh đầu di
chuyển một đoạn đường S’ = BB”
B
B'
B"
Ta
có:
∆B " A ' B ' : ∆B " SB ⇒

A' B ' B"B '
=
SB
B"B

A' B ' = h
x.
SB
H
h
H
⇒ x = vt.
Mặt khác ta lại có: B”B’= BB’+B’B” ⇔ x= vt+ x.
H
H −h
⇒ B " B ' = B " B.

Vậy vận tốc của bóng của đỉnh đầu là v ' =

Bài 2:

x
vH
=
t H −h


Một người có chiều cao AB đứng gần cột điện CD. Trên đỉnh cột có một bóng đèn
nhỏ. Bóng người đó có chiều dài AB’ ( Hình 2 ).
a. Nếu người đó bước ra xa cột thêm c= 1,5m , thì
bóng dài thêm d=0,5m . Hỏi nếu lúc ban đầu người đó
đi vào gần thêm e= 1m , thì bóng ngắn đi bao nhiêu ?
h
b. Chiều cao cột điện H= 6,4m . Hãy tính chiều cao h của người ?
Hướng dẫn
a. Ký hiệu AB’= a, AC= b
-

AB AB '
a
=
=
'
CD CB
a+b
AB
a+d
a + 0,5
=

=
Tương tự khi bước ra xa ta có :
CD a + b + c + d a + b + 2

Tại vị trí ban đầu : ∆B’AB ~ ∆B’CD ta có

(1)
(2)

Khi tiến lại gần bóng ngắn đi một đoạn x

AB
a−x
a−x
=
=
CD a − x + b − 1 a + b − ( x + 1)

Ta có:

(3)

Áp dụng tính chất của tỷ lệ thức vào cặp phương trình (1) và (2) ta suy ra
AB
a
0,5
=
=
CD a + b 2,0
x

0,5
=
Do đó từ (3) ta có :
→ x = 1/3 (m)
x +1
2
AB h 0,5
=
=
b)Từ (4) Ta suy ra
→ h = 1,6 (m)
CD H
2

(4)

Bài 3: Người ta dự định mắc 4 bóng đèn tròn ở 4 góc của một trần nhà hình vuông,
mỗi cạnh 4 m và một quạt trần ở đúng giữa trần nhà, quạt trần có sải cánh là 0,8 m
(khoảng cách từ trục đến đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn. Hãy
tính toán thiết kế cách treo quạt trần để khi quạt quay, không có điểm nào trên mặt
sàn loang loáng.
Giải Để khi quạt quay, không một điểm nào trên sàn sáng loang loáng thì
bóng của đầu mút cánh quạt chỉ in trên tường và tối đa là đến chân tường C,D vì
nhà hình hộp vuông, ta chỉ xét trường hợp cho một bóng, còn lại là tương tự.
Gọi L là đường chéo của trần nhà thì L = 4 2 = 5,7 m
Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tường đối diện:
S1D =

H −L =
2

2

(3,2) + (4 2) =6,5 m
2

2

L
S1
A

T là điểm treo quạt, O là tâm quay của quạt
A,B là các đầu mút khi cánh quạt quay.

H

Xét ∆ S1IS3 ta có
AB OI
AB
=
⇒ OI =
× IT =
S1 S 3 IT
S1 S 3

H
3,2
2.0,8.
2 =

2 = 0,45m C
L
5,7

2 R.

T

S3
R

O

B

I
D


Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 m
Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa là 1,15 m.
Bài tập tương tự:
1. Các tia sáng Mặt Trời rọi lên một gương phẳng
nằm ngang dưới một góc nào đó thì phản xạ và
chiếu lên một màn thẳng đứng. Một tấm không
trong suốt chiều cao H nằm vuông góc trên mặt
gương (hình bên). Hãy xác định kích thước của
bóng tối trên màn. màn không nhận được các tia
sáng Mặt Trời rọi trực tiếp.
2. Trên trần nhà có treo một đèn ống dài 1,2m. Một học sinh muốn đo chiều cao của

trần nhà mà không có thang. Trong tay bạn đó chỉ có một cái thước dài 20cm và
một tấm bìa. Hỏi bàng cách nào có thể xác định được chiều cao của trần nhà.

III. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP:
Để giúp HS hứng thú và đạt kết quả tốt trong việc giải toán quang hình
học lớp 7, điều cơ bản nhất mỗi tiết dạy giáo viên phải tích cực, nhiệt tình,
truyền đạt chính xác, ngắn gọn nhưng đầy đủ nội dung, khoa học và lô gích
nhằm động não cho HS phát triển tư duy, độ bền kiến thức tốt.
Những tiết lý thuyết, thực hành cũng như tiết bài tập GV phải chuẩn bị
chu đáo bài dạy, hướng dẫn HS chuẩn bị bài theo ý định của GV, có như vậy
GVmới cảm thấy thoải mái trong giờ giải và sửa các bài tập quang hình học
từ đó khắc sâu được kiến thức và phương pháp giải bài tập của HS.
Thường xuyên nhắc nhở các em yếu, động viên, biểu dương các em khá
giỏi, cập nhật vào sổ theo dõi và kết hợp với GV chủ nhiệm để có biện pháp
giúp đỡ kịp thời, kiểm tra thường xuyên vở bài tập vào đầu giờ trong mỗi tiết
học, làm như vậy để cho các em có một thái độ đúng đắn, một nề nếp tốt
trong học tập.
IV. MỐI QUAN HỆ GIỮA GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP:
Bài toán truyền thẳng là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một
cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động
trí óc và chân tay, các vốn kiến thức hiểu biết về vật lí, kĩ thuật và thực tế đời
sống ... để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định các
điều kiện thích hợp, tự mình thực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để
thu thập, xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán
cụ thể được đặt ra.
Loại bài tập này vì vậy có tác dụng toàn diện trong việc đào tạo, giúp
học sinh nắm vững các kiến thức, kĩ năng cơ bản về lí thuyết và thực nghiệm
của môn vật lí.
Thông qua các giải pháp đặt ra của 2 dạng cơ bản, học sinh có thể tự
xây dựng cho mình những cách thức khác nhau để xử lý các vấn đề thực tế

đặt ra, được bồi dưỡng, phát triển năng lực tư duy, năng lực thực nghiệm,
năng lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả năng sở trường, sở thích về
vật lí.


Giải các bài tập quang hình là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao
chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lí luận với thực
tế, kích thích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát ... của
từng học sinh. Đây cũng là biện pháp để phát hiện đúng những học sinh khá
giỏi về vật lí.
V. KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM, GIÁ TRỊ KHOA HỌC CỦA VẤN ĐỀ
NGHIÊN CỨU:
Qua các dạng bài tập trên, ta thấy về nội dung thì không mới về dạng;
nên chủ yếu là phương pháp giải, tức là việc chọn phương pháp giải ngắn và
khoa học để áp dụng cho từng bài toán.
Nội dung phần giải quyết vấn đề của đề tài này cũng chủ yếu ghi lại các
phương pháp giải để giáo viên chúng ta hướng dẫn học sinh phương pháp
chọn cách giải thích hợp khi gặp các bài về định luật truyền thẳng; vì thế đề
tài còn ít trình bày các dạng bài tập vận dụng, cũng như sắp xếp các dạng bài
tập thành chuỗi bài tập để học sinh rèn luyện.
Cho nên có thể nói, giới hạn đề tài này là nêu tóm tắt phương pháp giải
một số dạng bài tập tiêu biểu liên quan, hy vọng trong các đề tài sau có điều
kiện bản thân tôi sẽ biên soạn lại các dạng bài tập vận dụng thành tập tài liệu
có hướng dẫn giải để giúp cho học sinh tham khảo học tập đỡ tốn thời gian
hơn như trong hiện tại.
D. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC QUA KHẢO NGHIỆM, GIÁ TRỊ KHOA
HỌC CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:
- Học sinh đại trà đã được rèn luyện kỹ cách giải bài tập quang học ở
các dạng cơ bản. Học sinh có kỹ năng tóm tắt, phân tích bài toán, biết tìm tòi
lời giải và chọn được hệ thức thích hợp để làm bài tập. Các em có hứng thú

say mê học tập.
- Học sinh khá - giỏi giải nhanh, thành thạo bài tập về quang học và
biết phát triển bài toán.
- Đề tài này cũng nhận thấy được sự thay đổi nếp nghĩ của học sinh về
việc cần học tốt môn Vật lý.

PHẦN III- KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ:
1. KẾT QUẢ :
Qua thời gian giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi nhận thấy yếu
tố quan trọng nhất để nâng cao chất lượng học sinh đó là phương pháp giảng
dạy của giáo viên. Trong đó đối với việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thì một
vấn đề đặc biệt quan trọng là giáo viên phải xây dựng được một hệ thống
phương pháp giải bài tập cho từng loại bài. Có vậy học sinh mới hiểu và nắm
vững một cách tổng quát về kiến thức, trên cơ sở đó các em mới có thể
tự học, tự nghiên cứu tài liệu và có hứng thú học tập, biết tự lực, chủ động,
tự tin làm tốt bài thi.


Đây là đề tài đã được xây dựng qua quá trình bản thân trực tiếp nghiên
cứu và vận dụng vào dạy bồi dưỡng học sinh giỏi. Do đó đây là những vấn
đề rất thiết thực và có tính ứng dụng cao. Mỗi nội dung trong đề tài mang
tính chất khái quát cao và đã được giải quyết một cách cụ thể, chi tiết. Chính
vì vậy đây không chỉ đơn thuần là những kiến thức, những phương pháp để áp
dụng cho việc giải các bài toán quang học mà còn định hướng cho phương
pháp giải các bài tập quang học lớp 9 sau này. Do đó việc giảng dạy theo nội
dung của đề tài này sẽ không chỉ giúp học sinh có một hệ thống phương pháp
giải bài tập, mà quan trọng hơn là các em nắm được bản chất vật lí và các mối
liên hệ giữa các kiến thức quang học và toán học.
Đây là một chuyên đề đơn giản, gần gũi với thực tế nên quá trình vận
dụng đề tài này vào thực tế tôi nhận thấy tất cả các học sinh đều tiếp thu

nhanh và vận dụng tốt các phương pháp đó vào việc giải các bài tập.
Bằng việc vận dụng Định luật truyền thẳng, học sinh được rèn luyện kỹ
năng trong phân tích và tư duy làm bài tập.
Sử dụng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý là
một trong những nội dung công việc mà người giáo viên phải hoàn thành, từ
đó có thể hoàn chỉnh quá trình dạy học.
Đề tài này chỉ xây dựng phương pháp giải bài tập cho một mảng nhỏ
trong số các dạng bài tập của vật lí lớp 7. Tuy nhiên, bằng phương pháp
tương tự, trong quá trình giảng dạy mỗi giáo viên đều có thể xây dựng các
phương pháp giải cho tất cả các loại bài tập còn lại.
Đây chính là phương pháp tốt nhất để mỗi giáo viên có thể tự
bồi dưỡng chuyên môn cho mình và đây cũng là biện pháp tốt nhất để nâng
cao chất lượng dạy học.
Căn cứ vào mục đích nhiệm vụ đề tài đặt ra. Đề bài đã thu được các kết quả:
- Nghiên cứu được phần lý luận việc hướng dẫn giải bài tập vật lý.
- Hệ thống được những kiến thức cơ bản về quang học 7, những kiến
thức liên quan đến bài tập.
- Từ đặc điểm nội dung các bài tập, đặc điểm về cách cho điều kiện bài
toán đã đưa ra phương pháp giải với từng loại.
Song bài tập về quang học còn rất nhiều, rất phong phú và đa dạng với
nội dung phức tạp, yêu cầu học sinh cần có kiến thức tổng hợp, trang bị thêm
các công thức sử dụng và mối quan hệ về các đại lượng.
2. KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT :
Do thời gian nghiên cứu có hạn, tài liệu nghiên cứu chưa đầy đủ nên
không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự nhận xét đóng góp ý kiến của
các thầy giáo, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp, để đề tài được hoàn thiện hơn.
Tôi rất mong có nhiều đồng nghiệp cùng nghiên cứu đưa ra những sáng
kiến kinh nghiệm bổ ích, giúp cho học sinh ngày càng học tốt hơn môn Vật lý
và có nhiều học sinh đạt giải cao trong các kỳ thi học sinh giỏi các cấp.

Mỗi năm Phòng giáo dục đã có những bổ sung thêm những trang thiết
bị dạy học hiện đại, đồng bộ, chất lượng cao về các trường THCS. Đồng thời
tổ chức các chuyên đề cho giáo viên bộ môn trong huyện, trong tỉnh nhằm
triển khai các đề tài sáng kiến kinh nghiệm đã được xếp loại cao. Từ đó giúp
đội ngũ giáo viên cùng nhau được học hỏi kinh nghiêm, nâng cao trình độ
chuyên môn, năng lực sư phạm cũng như tháo gỡ những khó khăn gặp phải
khi giảng dạy. Tôi kính mong Phòng giáo dục, Nhà trường và các cấp ban
nghành cần quan tâm nhiều hơn nữa đến giáo dục nói chung, cũng như môn
Vật lý nói riêng về các điều kiện thực tế như cơ sở vật chất, thời gian thực
hành và các vấn đề đã trình bày trong đề tài này
Eakar, ngày … tháng 03 năm 2016
NGƯỜI VIẾT

Đỗ Viết Tới