SKKN phương pháp giải bài tập về thấu kính đơn

1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài.
Ngành giáo dục nước ta đang tiến hành cuộc đổi mới lớn căn bản và toàn diện.
Từ xưa giáo dục vẫn được coi là quốc sách hàng đầu, được ưu tiên đầu tư để phát
triển. Mục tiêu quan trọng của giáo dục là đào tạo nhân tài, đào tạo những lớp
người có đạo đức, có tri thức chuyên môn nhằm đáp ứng yêu cầu xây dựng và phát
triển đất nước theo hướng hội nhập thế giới.
Vật lý học là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật
chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái
niệm liên quan như năng lượng và lực. Một cách rộng hơn, nó là sự phân tích tổng
quát về tự nhiên, được thực hiện để hiểu được cách biểu hiện của vũ trụ.
Vật lý học cũng có những đóng góp quan trọng.Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu
biết về điện từ học hoặc vật lý hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát
triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy
vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ
trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp…
Hơn nữa, đội ngũ học sinh là một lực lượng lao động dự bị nòng cốt và thật hùng
hậu về khoa học kỹ thuật, trong đó kiến thức, kỹ năng vật lý đóng góp một phần
không nhỏ trong lĩnh vực này. Kiến thức, kỹ năng vật lý cũng được vận dụng và đi
sâu vào cuộc sống con người góp phần tạo ra của cải, vật chất cho xã hội ngày một
hiện đại hơn.
Năm học 2017-2018, học sinh THPT phải làm các bài thi liên quan đến kiến
thức của lớp 11 và 12. Sau đó, từ năm 2018-2019 phạm vi kiến thức là cả ba năm
THPT. Trong phần Quang học ở chương trình vật lý lớp 11, học sinh được học
chương “Mắt và các dụng cụ quang”. Trong chương này bài “Thấu kính” là cơ sở
để học sinh giải quyết các bài về dụng cụ quang học. Nếu học sinh không giải
quyết một cách triệt để bài toán về thấu kính thì hầu như không giải được các bài
tập về dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt.
Qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy học sinh khi học bài này thường rất khó
khăn, chậm nắm bắt được thông tin, lúng túng khi giải bài tập, không xác định
được hướng giải quyết bài toán. Trong khi đó thời lượng cho bài này trong chương

trình kể cả phần giải bài tập cũng chỉ có ba tiết học. Do đó làm thế nào để giảng
dạy tốt bài này và giúp học sinh nắm bắt được kiến thức là một vấn đề khó, đòi hỏi
người thầy phải có kinh nghiệm và sự tích cực học tập của học sinh trong thời gian
ở nhà mới giải quyết được.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
Xây dựng tiến trình, tổ chức hoạt động dạy học bài : “Thấu kính” vật lí 11 theo
hướng phát huy năng lực của học sinh,giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản,
hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ và động cơ học tập đúng đắn để
1


-

-

cho học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến thức mới,
khắc sâu thêm kiến thức cũ đã được học ở lớp 9 và còn giúp học sinh biết đưa kiến
thức Vật lý đã học vào đời sống, vào thực tiễn.
Làm cho các em thích học, thích đến trường, yêu trường yêu lớp hơn.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
- Hoạt động dạy và học bài “ Thấu kính” Vật lí lớp 11.
- Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học giải quyết vấn đề và dạy học theo hướng
phát huy năng lực của học sinh.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
+ Phương pháp nghiên cứu lý luận
Nghiên cứu lí luận về dạy học bài tập Vật lí.
Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc xây dựng hệ thống và
hướng dẫn giải bài tập Vật lí bài “Thấu kính”
Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thông, nội dung sách giáo khoa Vật lí 11 và
những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ, nội dung và yêu cầu về

kiến thức, kĩ năng giải bài tập.
Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù
hợp với nội dung, kiến thức của chương.
+ Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế, thu thập thông tin.
Khảo sát công tác bồi dưỡng, phụ đạo của học sinh những ưu điểm và nhược điểm
từ đó đưa ra những phương pháp cụ thể.
Tập hợp và nghiên cứu nội dung sách giáo khoa Vật lý lớp 11 các tài liệu tham
khảo khác để tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập tự luận, trắc nghiệm.
+ Thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông
+ Phương pháp thống kê, xử lí số liệu.
Thống kê các kết quả đo được trong quá trình thử nghiệm.
So sánh kết quả
2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Bài toán về thấu kính lớp 11 chỉ gói gọn trong hai tiết học và một tiết bài tập.
Mặc dù các em đã được học ở cấp THCS, nhưng chỉ là những khái niệm cơ bản,
các tính chất đồng dạng của tam giác, công thức thấu kính chứ chưa có những bài
tập nâng cao và chuyên sâu hơn.Để hiểu và giải quyết các bài tập vế thấu kính một
cách nhanh chóng ở bậc THPT yêu cầu học sinh phải nắm vững các kiến thức về
thấu kính, bao gồm đường đi của tia sáng qua thấu kính, cách dựng hình, các công
thức của thấu kính, cách nhận biết loại thấu kính, tính chất vật ảnh cho bởi từng
loại thấu kính... Tuy nhiên qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy đa số học sinh chỉ
làm được các bài tập áp dụng công thức thấu kính theo Sách giáo khoa, mà đôi khi
còn nhầm dấu các đại lượng. Theo kinh nghiệm bản thân: điều đầu tiên giáo viên
2


phải làm là tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn, tích cực cho học sinh, để có
được điều này thì giáo viên phải giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, biết
phân loại và phương pháp giải bài tập phù hợp. Nó chẳng những làm cho giờ học

thêm sinh động, hấp dẫn, thu hút được sự chú ý của học sinh mà còn giúp học sinh
có thể dễ dàng hơn trong việc tiếp thu với các kiến thức đã học. Từ đó giúp cho
việc kiểm tra đánh giá học sinh được thực hiện dễ dàng hơn và nhằm nâng cao chất
lượng giảng dạy.
“Các dạng bài tập về thấu kính” sẽ có những dạng toán vô cùng mới lạ đối với
học sinh, nếu không được học thì các kiến thức lớp 9 sẽ không giúp các em giải
quyết được. Chính vì vậy trong đề tài này tôi muốn tập dần cho học sinh có kĩ năng
định hướng bài giải một cách có hệ thống, phân dạng cho học sinh dễ dàng thích
ứng với các bài toán quang hình học rất đa dạng này.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Khảo sát thực trạng với 2 lớp 11A3 và 11A4 của trường THPT Triệu Thị Trinh năm
học 2016 – 2017 trước khi áp dụng SKKN trên vào giảng dạy có kết qủa như sau:
Lớp

Sĩ số hs

11A3
11A4

44
38

% HS giải được
32,6%
20,9%

% HS còn % HS không
lúng túng
biết giải
50%

17,4%
55,8%
23,3%

2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
Trong đề tài này tôi đưa ra cách phân loại một số dạng bài tập cơ bản về thấu
kính đơn ( chỉ xét với vật thật ) và ví dụ cho mỗi dạng bài cụ thể:
A. Vẽ đường truyền của tia sáng:
I.Cách vẽ:
-

Dùng 2 tia sáng để vẽ ảnh của một vật.
Vật nằm trên tia tới, ảnh nằm trên tia ló ( hoặc đường kéo
dài tia ló)..

-

Nhớ được 3 tia sáng đặc biệt
Nhớ được tính chất ảnh của vật qua thấu kính
Nếu đề bài cho S và S’, trục chính thì S và S’ cắt nhau tại
quang tâm O trên trục chính.
Dựa vào vị trí của S,S’ so với trục chính ta kết luận được S’
là ảnh thật hay ảo, thấu kính là hội tụ hay phân kì.
Nếu đề bài cho vật AB và ảnh A’B’, tiến hành nối AB và A’B’
chúng cắt nhau tại quang tâm O, Ox vuông góc với AB sẽ là trục chính của thấu
kính.
3


-

Xác định tiêu điểm F: Từ S hoặc AB vẽ tia SI song song trục
chính, giao trục chính với IS’ là F.
II. Ví dụ minh họa:
Bài toán 1:
Ví dụ 1: Trong các hình dưới đây, xy là trục chính của thấu kính L; S là vật điểm
thật, S/ là ảnh ảo của S tạo bởi thấu kính. Với mỗi trường hợp hãy xác định:
a) S/ là ảnh thật hay ảo
b) Loại thấu kính
c) Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ )
Giải
Từ đặc điểm đường đi của các tia sáng qua thấu kính, giả sử đã xác định được
quang tâm và các tiêu điểm chính F và F’ thì:
- O, S, S’ thẳng hàng.
- Điểm tới I ( của tia tới SI song song với trục chính ), F’ và F thẳng hàng.
- F và F’ đối xứng nhau qua quang tâm O.
+ Ta suy ra phép vẽ:
- Kẻ đường SS’ cắt đường xy tại O, đó là quang tâm.
- Dựng thấu kính L qua O và vuông góc với trục chính xy.
- Kẻ tia tới SI song song với xy. Kẻ IS’cắt Sy tại F’, đó là tiêu điểm ảnh chính F’.
- Lấy F đối xứng F’ qua O đó là tiêu điểm vật chính F
+ Loại thấu kính:
Trường hợp 1: là thấu kính phân kỳ vì ảnh ảo S’ ( S’ là ảnh ảo vì S’ ở cùng phía
trục chính với S ) gần trục chính hơn vật.
Trường hợp 2: là thấu kính hội tụ vì ảnh ảo S’ ( S’ là ảnh ảo vì S’ ở cùng phía trục
chính với S ) xa trục chính hơn vật.
Trường hợp 3: là thấu kính hội tụ vì S’ là ảnh thật ( S’ là ảnh thật vì S’ ở khác phía
trục chính với S )
Ví dụ 2: Trong hình vẽ dưới đây, xy là trục chính của thấu kính, A là điểm vật thật,
A/ là ảnh của A tạo bởi thấu kính, O là quang tâm. Với mỗi trường hợp hãy xác

định:
a) A/ là thật hay ảo?
b) Loại thấu kính.
c) Các tiêu điểm chính bằng phép vẽ?
A
A
A/
O
x
y
x
y
H.1

A/

H.2
Giải
4


A
x

F/

F
o

y

A/

H.1

Hình 1: + Nối A với A/ cắt xy tại O. A/ là ảnh thật => TKHT
+ Từ O dựng thấu kính hội tụ vuông góc với xy
+ Từ A kẻ tia tới song song với xy cho tia ló qua A/ cắt xy tại F/. Lấy F đối
xứng F/ qua O.

F/

A

A/

O

F

x

y

F/1
Hình 2: + A/ là ảnh ảo và gần O hơn A => TKPK
+ TKPK vuông góc với xy
+ kẻ tia tới đi qua A cho tia ló kéo dài qua A/ . Dựng trục phụ song song
với tia tới cắt tia ló tại tiêu điểm ảnh phụ F/1 . Từ F/1 hạ đường thẳng vuông góc với
trục chính cắt trục chính tại F/. Lấyđối xứng F/ qua O.

Bài toán 2:
Đối với vật là một đoạn thẳng nhỏ AB đặt vuông góc trục chính:
a/ Vật và ảnh ngược chiều nhau: Cùng tính chất  Thấu kính là hội tụ
Ví dụ 3: Cho xy là trục chính của thấu kính ,AB là đoạn thẳng nhỏ đặt vuông góc
trục chính và ở trướcB thấu kính, A /B/ là ảnh của AB cho bởi thấu kính. Xác định
loại thấu kính. Bằng phép vẽ, hãy xác định quang tâm, các tiêu điểm chính.
A/
x
y
5
A
B/


+ Vật ảnh ngược chiều  cùng thật  Thấu kính là hội tụ.
+ Nối B, B/ căt xy tại O, O là quang tâm.

Giải :
B

B
O

x

A/
y

A

O

x

A/
y

A

B/
B/
Dựng thấu kính vuông góc trục chính tại O
+ Dựng tia tới SI song song trục chính gặp trục chính tại I.Nối IB / cắt trục chính tại
F/. F/ là tiêu điểm chính ảnh.Lấy F đối xứng F/ qua quang tâm O. F là tiêu điểm
chính vật.
B
x

F

O

A/

F/

y

A

B/
b) Vật và ảnh cùng chiều nhau: Khác tính chất  Vật thật - ảnh ảo
- Ảnh ảo lớn hơn vật: Thấu kính là hội tụ.
- Ảnh ảo nhỏ hơn vật: Thấu kính là phân kỳ.
Ví dụ 4: Cho xy là trục chính của thấu kính ,AB là đoạn thẳng nhỏ đặt vuông góc
trục chính và ở trước thấu kính, A /B/ là ảnh của AB cho bởi thấu kính. Xác định
loại thấu kính. Bằng phép vẽ, hãy xác định quang tâm, các tiêu điểm chính
B
Hình(a và hình b)
B/
B
x

A/
A

y

B/
A/

x
A

6

y


Hình a

Cách giải : giống ví dụ 3.

Hình b

Bài toán 3:
Ví dụ 5: IK là tia ló của tia tới SI cho bởi thấu kính. Hỏi thấu kính loại gì ? Hãy vẽ
tia ló của tia tới PQ.
I
S

K

x

y
O
Q

P

Giải:
+ Tia ló IK có phương đi lại gần trục chính hơn phương của tia tới SI  thấu kính
hội tụ.
+ Dựng trục phụ song song tia tới SI, cắt tia ló IK tại tiêu điểm phụ F1.
I
S

F1

K

y

x
P

O
Q

+ Dựng tiêu diện vuông góc với
trục chính và đi qua tiêu điểm phụ F1

I
S

F1

K
y

x
O
Q
I

P
+ Dựng trục phụ song song tia tới PQ cắt tiêu
S
diện tại tiêu điểm phụ F2. Dựng tia ló QF2.
x

F1
P

O
Q

K
y

F2

b/ Tia ló có phương đi ra xa trục chính hơn phương của tia tới là thấu kính
phân kỳ.
Ví dụ 6: IK là tia ló của tia tới SI cho bởi thấu kính.
K
Hỏi thấu kính loại gì ? Hãy vẽ tia ló của tia tới PQ.
I
S
x
y
7
O
P
Q


Cách giải: giống ví dụ 5.
Ví dụ 7: A/B/ là ảnh của đoạn thẳng nhỏ
AB cho bởi một thấu kính.Hỏi thấu kính
loại gì ? Bằng phép vẽ xác định quan tâm,

trục chính và các tiêu điểm chính.
Giải:
- Thấu kính hội tụ.

B B

A/

A
B/

I
B B

- Vẽ hình theo các quy tắc đã học.
A

A/
O

F/

B/
B.Bài toán thuận:
Dạng B.1: Tìm tiêu cự và độ tụ của thấu kính theo chiết suất và các đặc trưng
hình học .
I.Phương pháp giải:
a) - Tiêu cự là độ dài đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm
chính với quy ước:
f > 0 với thấu kính hội tụ.

f < 0 với thấu kính phân kì.
(|f| = OF = OF’)
b)- Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi
độ tụ D xác định bởi:
(f : mét (m); D: điốp (dp)) (R > 0 : mặt lồi./ R < 0 : mặt lõm. /R = : mặt phẳng )
II.
Bài tập minh họa :
Ví dụ 1: (Bài 17.1- Trang 74-Giải toán vật lí 11 tập 2 )
Thủy tinh làm bằng thấu kính có chiết suất n = 1,50
a) Hãy tính tiêu cự của các thấu kính ( đặt trong không khí) :
+ hai mặt đều lồi có các bán kính 10cm, 30 cm.
+ mặt lồi có bán kính 10 cm, mặt lõm có bán kính bằng 30 cm.
b) Hãy tính lại tiêu cự của các thấu kính trên khi chúng được dìm vào nước có chiết
4
suất n = 3
/

Giải

8


a) Thấu kính đặt trong không khí :

1
1
1
 (n  1)(  )
f
R1 R2

1
�1 1 � 2
 (1,5  1) �  �
� f  15cm
f
10
30
30
�
�
+ Trường hợp 1:
1
�1 1 � 1
 (1,5  1) �  �
� f  30cm
10 30 � 30
�
+ Trường hợp 2: f
1
n
1 1
 ( /  1)(  )
/
n
R1 R2
b) Thấu kính được dìm vào nước: f
1
1,5
�1 1 � 1

 (  1) �  �
� f  60cm
/
4
f
10 30 � 60
�
3
+Trường hợp 1:
1
1,5
�1 1 � 1
 (  1) �  �
� f  120cm
/
4
f
10 30 � 120
�
3
+ Trường hợp 2:

Ví dụ 2: (Bài 17.4 – Trang 176 – Giải toán vật lí 11 tập 2)
Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,50. Khi đặt trong không khí thấu kính
có độ tụ 5dp. Dìm thấu kính vào chất lỏng chiết suất n / thì thấu kính có tiêu cự f / =
-1m. Tính chiết suất n/ của chất lỏng.
Giải:
1
1
1

 (n  1)(  )
R1 R2
+ Trong không khí : D = f
1
n
1 1
 ( /  1)(  )
/
n
R1 R2
+ Trong chất lỏng: D/ = f
D
n 1

 5 � n /  1, 67
/
n
D
1
n/
Lập tỉ số :

Ví dụ 3: ( )
Một thấu kính hai mặt lồi cùng bán kính R, khi đặt trong không khí có tiêu cự f
=30cm. Nhúng chìm thấu kính vào một bể nước, cho trục chính của nó thẳng đứng,
rồi cho một chùm sáng song song rọi thẳng đứng từ trên xuống thì thấy điểm hội tụ
cách thấu kính 80cm. Tính R, cho biết chiết suất của nước bằng 4/3.
f/
n 1
8 n 1

5

� 
�n
n
3
n
f
3
3
1
1
/
n
4
Hướng dẫn:

R = 2f(n-1) = 40 cm
Dạng B.2:

9


Xác định ảnh của vật sáng cho bới thấu kính  Xác định d / , k, chiều của ảnh so
với chiều của vật
I.Phương pháp giải:
+ Dạng của đề bài toán:
a) Cho biết tiêu cự f của thấu kính, khoảng cách d từ vật đến thấu kính,độ lớn
của vật, xác định vị trí, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh k.
*phương pháp giải :

- Xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh là xác định d / , k. Từ
giá trị của d / , k để suy ra tính chất ảnh và chiều của ảnh
d/ 

d. f
d f

k 

d/
d

- Giải hệ hai phương trình:
và
- nếu d'0 : ảnh thật; nếu d'0 : ảnh ảo
- nếu k 0 :ảnh và vật cùng chiều; nếu k 0 : ảnh và vật ngược chiều
- độ lớn của ảnh : A 'B'  k AB
Chú ý:-khi thay số chú ý đơn vị, dấu của f,d.
- có thể viết :
b) Cho biết tiêu cự f của thấu kính, khoảng cách d' từ ảnh đến thấu kính, độ
lớn của ảnh, xác định vị trí, tính chất vật.
*phương pháp giải :
d

d '. f
d ' f

- Giải hệ hai phương trình:
và
- nếu d 0 : vật thật; nếu d  0 : vật ảo

AB 

- độ lớn của vật :

k 

d/
d

A' B '
k

II. Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1: (Bài 18.1 – Trang 177 – Giải toán vật lí 11 tập 2)
Vật thật AB được đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu
kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Khoảng cách từ vật đến thấu kính là d thay đổi được.
Hãy xác định tính chất, vị trí,chiều , độ lớn của ảnh và vẽ ảnh trong mỗi trường hợp
sau: a)d1= 30 cm
b) d2 = 20 cm
c) d3 = 10 cm
Giải:
Áp dung công thức :

d/ 

d. f
d f

d/
k 

d
và

10


a) d1= 30 cm:
k1  

d1/ 

d1. f
30.20

 60cm
d1  f 30  20
. Vậy ảnh thật cách thấu kính 60 cm

d1/
60
   2
d1
30
: Ảnh ngược chiều và bằng hai lần vật.

Vẽ hình:
B
F/
A

F

A/

o
B/

b)d2 = 20 cm = f =>
d/ � � : A/B/ ở vô cực
Vẽ hình:
B
A= F
d3/ 

F/

O

d3 . f
10.20

 20cm
d3  f 10  20

c)d3 = 10 cm
 Ảnh ảo cách thấu kính 20 cm ;

d1/
20
k1    

2
d1
10
+
: Ảnh cùng chiều và bằng hai lần vật.

Vẽ hình:
B/
A/

F/

A

O

F

Ví dụ 2:
Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f
a) Xác định vị trí vật để ảnh tạo bởi thấu kính là ảnh thật.
11


b) Chứng tỏ rằng khoảng cách giữa vật thật và ảnh thật có một giá trị cực tiểu.
Tính khoảng cách cực tiểu này. Xác định vị trí của vật lúc đó?
Hướng dẫn:
a) Điều kiện để ảnh là ảnh thật: d/ > 0 => d > f
b) Khoảng cách giữa vật và ảnh : L = d + d/ (1)
Vì vật thật, ảnh thật nên : d > 0 ; d/ > 0

Áp dụng BĐT Cauchy : d + d/ ≥ 2
۳ f

L

4

L

dd / ۣ
 4dd �  d  d �

2

(2)

4f

Từ (1) và (2)
Khoảng cách giữa hai vật đạt giá trị cực tiểu dấu “=” ở (2) xảy ra.
Khi đó: L = 4f  d = d/ = 2f
C. Bài toán nghịch : Là bài toán có nhiều dạng và khó đối với học sinh ( cho
d/,k hoặc f,k… xác định d,f hoặc d/, d…). Tôi chia thành các dạng sau:
Dạng C.1: Cho biết tiêu cự f và số phóng đại ảnh k. Tìm khoảng cách từ vật
đến thấu kính; xác định vị trí và tính chất ảnh.
I.Phương pháp giải:
k 

d�
� d�

  kd
d
(1)

1. Từ
+ k > 0 : ảnh và vật cùng chiều (d và d/ trái dấu - ảnh và vật khác tính chất )
+ k < 0 : ảnh và vật ngược chiều (d và d/ cùng dấu - ảnh và vật cùng tính chất )
1 1 1
 
f
d d �(2)
2. Ta có:

Từ (1) và (2) suy ra d , d/ .
II. Bài tập vận dụng:
Ví dụ 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt
vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao gấp hai lần vật. Xác định vị trí vật
và ảnh.
Giải
Với giả thiết ảnh cao gấp hai lần vật, ta phải lưu ý cho học sinh rằng ảnh thật và
ảnh ảo của vật thật cho bởi thấu kính hội tụ đều có thể cao hơn vật. Do đó giá trị
của số phóng đại k trong trường hợp này là giá trị tuyệt đối
+ Giải hệ hai phương trình:

d/ 
k 

+ Trường hợp 1:

d/ 

k

= 2  k =  2

d. f
d f
d/
d =  2

d .20
d  20

12


d/
d
d .20
d/ 
d  20

2

+ Trường hợp 2:

2  

Giải hệ ta được: d = 10 cm , d/ = -20cm

d/
d

Giải hệ ta được: d = 30 cm , d/ = 60cm
 GV lưu ý cho học sinh: Cũng bài toán như trên nhưng nếu có thêm giả thiết ảnh
ngược chiều vật thì xác định ngay đó là ảnh thật : k = ─ 2, còn nếu ảnh cùng chiều
vật thì đó là ảnh ảo k = +2.
Ví dụ 2. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt
vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao bằng nửa vật. Xác định vị trí vật và
ảnh.
Giải
Với giả thiết ảnh ảnh cao bằng nửa vật thật, thì đối với thấu kính hội tụ đây
phải là ảnh thật, ngược chiều với vật. Nghĩa là k < 0  k = ─ ½
� � df
d 
�
� d f
� d  45cm; d �
 90cm
�
d
1
�
k  
d� 2
�
+ Giải hệ phương trình: �

Dạng C.2: Cho biết tiêu cự và khoảng cách giữa vật và ảnh. Tìm khoảng cách
từ vật đến thấu kính; xác định vị trí và tính chất ảnh.

B
I.Phương pháp giải:
L  d  d/

+ Khỏang cách giữa vật và ảnh :
Các trường hợp có thể xảy ra đối với vật sáng:
a. Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh thật d > 0,
d / > 0:

A/
F/
A

F
d

L = d + d/
B

b. Thấu kính hội tụ, vật sáng cho ảnh ảo
, d > 0, d / < 0:
A/

A

L=d +d

O

d/

c. Thấu kính phân kỳ, vật sáng cho
ảnh ảo, d > 0, d / > 0:
/

d /B /

d
B/////

L = ─ (d / + d )

O

A

A/

O

F/

B/
d /’

B
d

13

Cách giải:
d d' L
�
�
2
d . f � d  L.d  L. f  0
�
� d' d  f
+ Từ hệ: �
(1.3)

L>0 khi ảnh là ảnh ảo qua thấu kính phân kỳ và ảnh thật qua thấu kính hội tụ
L<0 khi ảnh là ảnh ảo qua thấu kính hội tụ
Phương trình có nghiệm khi
+ Trường hợp ảnh ảo qua thấu kính phân kỳ và thấu kính hội tụ, (1.3) luôn có
nghiệm tức là luôn tìm được vị trí đặt thấu kính để thu được ảnh ảo cách vật một
khoảng cho trước.
+ Trường hợp ảnh thật qua thấu kính hội tụ, (1.3) có nghiệm khi .
- Khi L = 4f phương trình (1.3) có 1 nghiệm kép tức là có 1 vị trí đặt thấu kính
ở chính giữa vật và màn để thu được ảnh rõ ảnh rõ nét trên màn.
-Khi L > 4f phương trình (1.3) có 2 nghiệm phân biệt tức là có 2 vị trí đặt thấu
kính trong khoảng giữa vật và màn để thu được ảnh rõ ảnh rõ nét trên màn:
L 
L 
L 
L 
; d2 
d1'  L  d1 
d 2'  L  d 2 

2
2
2
2

;

d1 

L2 – 4fL > 0 
Nhận thấy : d1 = d2/ ; d2 = d1/
*Chú ý: Với trường hợp L > 4f :
/

/

Vị trí 1: d1 = d , d 1 = d /
Vị trí 2: d2 , d 2
- Vì lý do đối xứng nên vật và ảnh có thể đổi chổ
cho nhau được, nên:
ℓ
B

màn

/

d2 = d 1 = d /

/

A
O1
d 2 = d1 = d
Do đó, ta có:
d
d + d/ = L
d/ = d + l
Giải hệ phương trình ta có: d = ½ ( L – l), d / = ½ ( L + l)

f 

O2
d’
L

d .d /
L2  l 2
f

d  d / , ta được :
4L

Thay d & d / vào công thức tính tiêu cự
(Xác định tiêu cự của thấu kính bằng phương pháp Bessel
II. Bài tập ví dụ:
VD1: Vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ
tiêu cự bằng 20cm cho ảnh A’B’ cách vật 18 cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và
tính chất của ảnh.
Giải
Thấu kính phân kỳ nên f = -20cm và L = 18cm

14


d  d '  18
�
�
d  30cm, d1 '  12cm
d .  20 
�
d. f
�
� d 2  18d  360  0 � �1
d'

�
d 2  12cm, d 2 '  30cm(loai )
d  20
� d f
�

Vậy vật thật đặt cách thấu kính 30cm cho ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính
12cm.
VD2: Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu
cự 15 cm có ảnh cách vật 80 cm. Xác định vị trí của vật, vị trí và tính chất của ảnh.
Giải
d d' L
�
�
2
d . f � d  L.d  L. f  0

�
d
'

�
d f
�
(1.3)

+ Trường hợp ảnh thật: L = 80cm
d  60cm, d1 '  20cm
�
� d 2  80d  1200  0 � �1
d 2  20cm, d 2 '  60cm
�
(1)

+ Trường hợp ảnh ảo: L = - 80cm
d �12,92cm, d1 ' �93,17cm
�
� d 2  80d  1200  0 � �1
d 2 �92,92cm, d 2 ' �12,92cm(loai)
�

(1)
Vậy:
- vật thật đặt cách thấu kính 60cm cho ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 20cm.
- vật thật đặt cách thấu kính 20cm cho ảnh thật sau thấu kính, cách thấu kính 60cm.
- vật thật đặt cách thấu kính 12,92cm cho ảnh ảo trước thấu kính, cách thấu kính
93,17cm

Ví dụ 3: Vật sáng AB đặt vông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f
=10cm, cho ảnh thật lớn hơn vật và cách vật 45cm
a) Xác định vị trí của vật, ảnh. Vẽ hình?
b) Vật cố định. Thấu kính dịch chuyển ra xa vật hơn nữa. Hỏi ảnh dịch chuyển theo
chiều nào?
Hướng dẫn: vì ảnh lớn hơn vật nên d/ > d
d  d�
 45
�
d  30cm; d �
 15cm( L)
�
�
��
� dd �
d  15cm; d �
 30cm
 10 �
�
a) Giải hệ : �d  d �
1 1 1
 
b) d � f d

Theo bài ra : Thấu kính dịch ra xa vật nên d tăng
giảm. Vậy ảnh dịch lại gần thấu kính.

�

�1 1 �

1
��  �
�f d �tăng => d/
d giảm

15


Ví dụ 4: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phẳng lồi
bằng thuỷ tinh chiết suất n=1,5, bán kính mặt lồi bằng 10cm, cho ảnh rõ nét trên
màn đặt cách vật một khoảng L
a) Xác định khoảng cách ngắn nhất của L
(L=80cm)
b) Xác định các vị trí của thấu kính trong trường hợp L=90cm. So sánh độ phóng
đại của ảnh thu được trong các trường hợp này?
(d=30,60cm; k1.k2=1)
Hướng dẫn:
a) + Tiêu cự : f = 20 cm
dd �
 fL
�
�
+ Ta có: �d  d � L

Áp dụng BĐT Cauchy có L ≥ 2 dd �=> L ≥ 4f => Lmin = 4f = 80 cm
b) L = 90 cm
dd �
 180
d  30cm; d �
 60cm

�
�
��
�
 90 �
d  60cm; d �
 30cm
+ Ta giải hệ : �d  d �

+ Số phóng đại trong hai trường hợp tương ứng là:
� 60
  2
d � � 30
k  �
1
d � 30
 
�
2 => k1.k2 = 1
� 60

Ví dụ 5: Một vật sáng AB cho ảnh thật qua một thấu kính hội tụ L, ảnh này hứng
trên một màn E đặt cách vật một khoảng 18 cm, ảnh thu được cao bằng 1/5 vật.
a) Tính tiêu cự của thấu kính
b) Giữ nguyên vị trí của AB và màn E. Dịch chuyển thấu kính trong khoảng AB và
màn. Có vị trí nào khác của thấu kính để ảnh lại xuất hiện trên màn E không?
Hướng dẫn:
�d  5d �
�d  15cm
��

�
a) Theo bài ra ta có: �d  d � 18 �d � 3cm
dd �
f 
 2,5cm
d  d�
Tiêu cự :

b) Gọi vị trí mới của vật và ảnh là d1 và d1/
�
d1d1/
f

d1  15cm
�
�
/
2
� d1  d1 � d1  18d1  45  0 � �
d1  3cm
�
�L  d  d /
�
1
1

Ta có:
Vậy khi thấu kính cách vật AB một đoạn 3 cm thì ảnh lại xuất hiện trên màn E.
D. Dời vật , Dời thấu kính theo phương của trục chính
I.Phương pháp giải:

16


Ta xét bài toán tổng quát sau: Khi chưa dịch chuyển, vật AB qua thấu kính cho
ảnh A1B1 có độ phóng đại k1. Vật dịch chuyển một đoạn a đối với thấu kính, thì ảnh
dịch chuyển một đoạn b và có độ phóng đại là k2.
Hướng dẫn:

Ta đi CM hai công thức:

1
�
d  f (1  )
�
k
�
�
d�
 f (1  k )
�

d' f
( kd ) f
1
�
�d  d ' f  kd  f � d  f (1  k )
�
�1 1 1
�
d '



�
�
(
)f
�
f
d
d
�
df
�d ' 
�
 k
� d '  f (1  k )
d�
� d  f d '
�
k 
f
�
d
�
k
Ta có: �
Nên ta suy ra: �

Bước 1: Khi chưa dịch chuyển
d  f (1 

1
)
k1

d '  (1  k1 )

Bước 2: Sau khi dịch chuyển
1
)
k2

(1)

d  a  f (1 

(2)

d ' b  (1  k2 )

(3)
(4)

Bước 3: Giải phương trình
Ta trừ vế theo vế các cặp phương trình và (1 và 3 ) ; (2 và 4), sau đó giải các
phương trình này ta được kết quả.
Quy ước dấu:
+ Nếu vật dịch lại gần thấu kính : a < 0 ; Nếu vật dịch ra xa thấu kính : a > 0
+ Nếu ảnh dịch lại gần thấu kính : b < 0 ; Nếu ảnh dịch ra xa thấu kính : b > 0
+ Vì qua thấu kính , vật và ảnh luôn di chuyển cùng chiều nên : a.b < 0

I.
Các dạng bài toán thường gặp:
Bài 1: Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh thật với độ phóng đại k 1, dịch vật ra xa
thấu kính một đoạn a thì ảnh có độ phóng đại k2. Tính tiêu cự của thấu kính?
Giải:
1
�
�d1  f (1  k )
�
1
�
�d  f (1  1 )
�2
k2
Ta có: �

�1 1 �
kk
a  f �  �� f  1 2 a
k1 k2 �
k2  k1
�
Suy ra:

Áp dụng: Vật sang AB qua thấu kính cho ảnh bằng hai lần vật. Khi dị chuyển về
gần thấu kính thêm 10 cm, ta có ảnh thật bằng 3 lần vật. Tìm f ?
Hướng dẫn: k1 = -2 ; k2 = - 3 ; a = - 10 => f = 60 cm
Bài 2: Vật sáng AB ở vị trí 1, thấu kính cho ảnh thật với độ phóng đại k1. Dịch thấu
kính ra xa một đoạn a thì ảnh dịch đi một đoạn b. Biết a, b là các khoảng cách cho
trước. Tính tiêu cự của thấu kính?

17


Hướng dẫn: Theo bài ra ta có: k1 < 0 ; a,b > 0
1
�
d  f (1  )
�
k1
�1 1 �
�
�a  f �  �
�
d�
 f (1  k1 )
�
� 1�
k1 k2 �
�
�
� b  f  k2  k1 
d a  f �
1 �
�
�
d�
 b  f  1  k2 
�
� k2 �
�

(1) và
(2)
�
�
� 1
1�
b
k ab
a f �

 �� a  f
�f  1 2
b
k1 (b  k1 f )
b  ak1
�  k k1 �
1
�
�
� f
�
Từ (1) và (2) ta được:

Bài 3: Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh A /B/ , dịch vật lại gần thấu kính một
đoạn a thì ảnh dịch đi một đoạn là b, biết ảnh này cao gấp 2,5 lần ảnh trước và hai
ảnh này cùng tính chất. Tìm tiêu cự của thấu kính?
Hướng dẫn:
d  f (1 

1

)
k1

d  a  (1 

1
)
k2

d '  f (1  k1 )

Ta có:
và: d ' b  f (1  k2 ) ( với a >0 ; b > 0 )
Trong đó k2 = 2,5k1 nên:
�
�2
� 3 �
1� �

�a  f �  � �a  f �
10ab
�
5k1 k1 �� �
��
�
� 5k1 �� f 
9
�
�
b  f  k1  2,5k1 

b  f (1,5k1 )
d ' b  f (1  2,5k1 )
�
�
d  a  f (1 

2
)
5k1

Áp dụng: Vật thật qua thấu kính cho ảnh thật, vật di chuyển về thấu kính thêm 10
cm, ảnh di chuyển được 20 cm, biết ảnh thật lúc sau bằng hai lần ảnh thật lúc đầu.
Tìm f ? Hướng dẫn: k = 2 ; a = 10 cm ; b = 20 cm => f = 20cm
2.4.Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản
thân, đồng nghiệp và nhà trường.
Phân tích theo các ý: Tác dụng của SKKN đến chất lượng giảng dạy và giáo dục
của bản thân, của đồng nghiệp, trong đó đặc biệt cần phân tích đến những tiến bộ
của học sinh; ảnh hưởng của SKKN đến phong trào giáo dục trong nhà trường và ở
địa phương.
Sau khi áp dụng cách phân loại và nêu cách giải một số bài tập cơ bản về thấu
kính tại các lớp tôi được phân công giảng dạy tại trường THPT Triệu Thị Trinh, tôi
nhận thấy các em tự tin, chủ động, biết phân dạng và vận dụng các phương pháp
giải bài tập mà sáng kiến kinh nghiệm đưa ra rất nhanh, vì vậy giờ Bài tập trở nên
sôi nổi từ đó phát huy được khả năng phân tích, tổng hợp và tư duy sáng tạo của
các em.
18


Khảo sát với 2 lớp 11B3 và 11B4 của trường THPT Triệu Thị Trinh năm học
2017 – 2018 khi áp dụng SKKN trên vào giảng dạy có kết qủa như sau:

Lớp

Sĩ số hs

11B3
11B4

42
43

% HS giải % HS còn lúng % HS không biết
được
túng
giải
71,4%
23,8%
4,8%
62,8%
25,6%
11,6%
3. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

a) Kết luận.
- Để việc truyền đạt kiến thức cho học sinh có hiệu quả, cụ thể là kỹ năng giải bài
tập khắc sâu kiến thức, người giáo viên cần có cách nhìn tổng quát đồng thời phải
biết chọn lọc trong quá trình giảng dạy. Như vậy từ những kiến thức đã có trong
sách giáo khoa người thầy cần phải nghiên cứu, tham khảo rồi phân tích, tổng hợp
để tích luỹ thêm nhiều kiến thức, nhiều dạng bài tập để định hướng tư duy cho học
sinh, hướng dẫn các em biết phân loại và tìm ra cách giải tối ưu.
- Trên đây tôi đã trình bày những suy nghĩ của mình về cách giải các dạng bài tập

về “Thấu Kính” một cách hiệu quả . Tuy nhiên trong đổi mới phương pháp dạy học
vật lý tôi gặp không ít khó khăn và chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế. Tôi
rất mong sự đóng góp, bổ sung của các đồng nghiệp để phương pháp thực hiện
được tốt hơn, hoàn thiện hơn nhằm nâng cao chất lượng dạy và học đáp ứng nhu
cầu của xã hội trong thời kì đổi mới.
b) Kiến nghị.
- Nhà trường cần bổ sung thêm tài liệu tham khảo các tư liệu cần thiết như:
+ Sách tham khảo chuyên sâu, tạp chí Vật lý, các đĩa, băng từ về giáo dục, về
những thông tin mới trong lĩnh vực Vật lý…
+ Đầu tư và sử dụng có hiệu quả các trang thiết bị để phục vụ tốt cho công tác
giảng dạy.
- Giáo viên cần được tham gia các buổi học bồi dưỡng thường xuyên nhiều hơn về
chuyên môn nghiệp vụ.
- Sáng kiến kinh nghiệm phải là hoạt động khoa học của tổ, thông qua sách kiến
kinh nghiệm sẽ giúp nhau cùng trao đổi chuyên sâu về chuyên môn. Mỗi sáng kiến
kinh nghiệm hoàn thành là tài liệu dùng chung cho thầy, cô trong tổ và các em học
sinh.
Do kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên chắc chắn bài viết này vẫn còn có
những thiếu sót nhất định, dạng bài tập đưa ra có thể chưa tổng quát kiến thức. Vì
vậy, tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của quý thầy cô để đề tài được
áp dụng một cách hiệu quả, giúp quá trình dạy và học của cả thầy và trò ngày càng
hoàn thiện.
19


TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 11 (Chương trình chuẩn và nâng cao) - BỘ
GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - Nhà xuất bản GIÁO DỤC – Năm 2007
2. SÁCH BÀI TẬP VẬT LÝ 11 (Chương trình chuẩn và nâng cao) - BỘ GIÁO
DỤC VÀ ĐÀO TẠO - Nhà xuất bản GIÁO DỤC – Năm 2007

3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC GIẢI CÁC BÀI TOÁN VẬT LÝ SƠ
CẤP Tập II – VŨ THANH KHIẾT – NHÀ XUẤT BẢN HÀ NỘI – Năm 2005.
4. GIẢI TOÁN VẬT LÍ 11 Tập II – BÙI QUANG HÂN – Nhà xuất bản GIÁO
DỤC – Năm 2000
5. ÔN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ – TRẦN TRỌNG HƯNG – NHÀ XUẤT
BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI - Năm 2008
6.
7.

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 25 tháng 5 năm 2018
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.
(Ký và ghi rõ họ tên)
Ngô Thị Hồng

20


PHỤ LỤC
S
T
T
11.
2
3
4
5

62.
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
193.

MỤC LỤC
1.MỞ ĐẦU
1.1-Lí do chọn đề tài
1.2-Mục đích nghiên cứu
1.3-Đối tượng nghiên cứu
1.4-Phương pháp nghiên cứu
2.NỘI DUNG CỦA SKKN
2.1. Cơ sở lí luận của SKKN
2.2 . Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
A.Vẽ đường truyền tia sáng.
B.Bài toán thuận
B.1. Tìm f, D của thấu kính theo chiết suất và các đặc trưng hình học
B.2. Xác định ảnh của vật sáng và chiều của ảnh so với chiều của vật.
C.Bài toán nghịch

C.1.Cho biết f,k. Tìm d, d/
C.2. Cho biết f, khoảng cách giữa vật và ảnh. Tìm d, d/
D. Dời vật – Dời thấu kính theo phương của trục chính
2.4.Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục…
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

TRA
NG
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
8
8
10
12
12
13
16
18
19

21