skkn Một số phương pháp giải bài tập quang hình vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao

A/ ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lời mở đầu
Môn vật lý là một trong những môn học lý thú, hấp dẫn trong nhà
trường phổ thơng, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn
đời sống hàng ngày của mỗi con người chúng ta. Hơn nữa môn học này ngày
càng yêu cầu cao hơn để đáp ứng kịp với công cuộc CNH - HĐH đất nước,
nhằm từng bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra, góp phần xây dựng đất
nước ngày một giàu đẹp hơn.
- 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.
Ta đã biết ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học
sinh cịn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên sách giáo khoa 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
tự nhiên hằng ngày. Do đó việc học tập mơn vật lý ở lớp 9 địi hỏi cao hơn,
nhất là một số bài toán về điện, quang ở lớp 9 mà các em học sinh được học.
Qua thực tế liên tục dạy chương trình Vật lí lớp 9 bản thân nhận thấy:
Các bài tốn quang hình học lớp 9 mặc dù chiếm một phần nhỏ trong chương
trình Vật lý 9, nhưng đây là loại toán các em hay lúng túng, hay mắc phải
những sai lầm khi làm bài tập và đây là phần kiến thức trọng tâm của học kì
II. Khi thi chất lượng giữa kì II, thi chất lượng học kì II và kể cả khi thi vào
cấp III đều có bài tập phần này, nếu các em được hướng dẫn một số điểm cơ
bản thì những loại tốn này khơng phải là khó. Khi các em đã biết cách giải
loại bài tập này, các em sẽ thấy tự tin vào bản thân, sẽ khơng cịn thấy ngại bài
tập quang hình. Các em sẽ u thích mơn học, đó là một động lực để phát huy
1

tính tích cực chủ động sáng tạo, niềm say mê học tập của học sinh. Giúp các
em có kiến thức vật lí trung học cơ sở làm hành trang bước lên trung học phổ
thông, học nghề hoặc tham gia vào lao đông sản xuất một cách tự tin hơn.
Từ những lý do trên, để giúp học sinh lớp 9 có một định hướng về
phương pháp giải bài tốn quang hình học lớp 9, nên tôi đã chọn đề tài: Một
số phương pháp giải bài tập quang hình vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao.
II/ Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
2.1/ Thực trạng
Do tư duy của học sinh còn hạn chế nên khả năng tiếp thu bài còn
chậm, lúng túng từ đó khơng nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý,
các hệ quả do đó khó mà vẽ hình và hồn thiện được một bài tốn quang hình
học lớp 9.
Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết,
chưa biến đổi được một số công thức, hay phương pháp giải một bài tốn vật
lý.
Kiến thức tốn hình học cịn hạn chế (tam giác đồng dạng) nên khó có
thể giải được các bài tốn quang hình có liên quan đến tính tốn.
Do dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu nhiều, khơng đồng bộ và các dụng cụ
có thì hỏng, chất lượng kém, độ chính xác khơng cao nên các tiết dạy có thí
nghiệm chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các định luật, hệ quả
còn hời hợt.
Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề cịn yếu,
lượng thơng tin cần thiết để gỉải tốn cịn hạn chế.
Vẽ hình cịn lúng túng. Một số vẽ sai hoặc khơng vẽ được ảnh của vật
qua thấu kính, qua mắt, qua máy ảnh… do đó khơng thể giải được bài tốn.
Mơt số chưa nắm được kí hiệu các loại thấu kính, các đặc điểm của tiêu
điểm, các đường truyền của tia sáng đặt biệt, chưa phân biệt được ảnh thật
hay ảnh ảo. Một số khác không biết biến đổi cơng thức tốn. Chưa có thói

2


quen định hướng cách giải một cách khoa học trước những bài tốn quang
hình học lớp 9.
Dựa vào đặc điểm, tình hình chung của nhà trường và chất lượng học
tập của học sinh trong những năm qua. Năm học 2005-2006 tôi đã viết sáng
kiến kinh nghiệm với tên đề tài: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí
THCS. Sáng kiến kinh nghiệm này được xếp loại B cấp tỉnh.
Với việc thực hiện theo sáng kiến kinh nghiệm này tôi đã thu được thành
công không nhỏ trong việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải các dạng bài
tập vật lí THCS. Song phần bài tập vật lí quang hình học sinh vẫn còn lúng
túng do chưa nắm vững phương pháp giải và do một số nguyên nhân sau:
- Ý thức học tập của học sinh chưa cao
- Giáo viên chưa biết cách phát huy tính tích cực, chủ động của học
sinh
-

Giáo viên chưa kịp thời bổ sung kiến thức cơ bản cho các em học

sinh bị hổng kiến thức cơ bản do đó các em thường làm bài tập theo kiểu
chống đối.
2-2. Kết quả , hiệu quả của thực trạng trên
Từ thực trạng trên những năm đầu dạy chương trình sách giáo khoa
mới, giáo viên chưa có kinh nghiệm trong giảng dạy dẫn đến chất lượng học
tập của học sinh còn chưa cao. Nhất là chất lượng học sinh thi vào lớp 10
THPT.

Cụ thể: Kết quả khảo sát đầu tháng 3/2008:
(Khảo sát tốn quang hình lớp 9 )

3


Lớp

Sĩ số

điểm trên 5
SL

Tỷ lệ %

điểm 9 - 10
Tỷ lệ
SL
%
2
6,7

điểm dưới 5
Tỷ lệ
SL
%
18
60,0

9A

30

10

33,3

9B

30

13

43,3

3

10,0

14

46,7

Khối 9

60

23

38, 3

5

8,3

32

53,4

Để khắc phục những khó khăn bản thân tôi đã từng đi sâu nghiên cứu nội
dung chương trình, tơi đã tìm ra được một số phương pháp giải bài tập
quang hình Vật lí lớp 9 đạt hiệu quả cao.

4


B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Các giải pháp cải tiến:
1/ Giúp các em nắm vững và khắc sâu phần kiến thức lí thuyết đã học.
Bổ túc kiến thức tốn học về tam giác đồng dạng.
2/ Phân loại được các dạng bài tập
3/ Trình tự giải một bài tốn quang hình.
4/ Một số ví dụ thể.
II. Các biện pháp tổ chức thực hiện:
1- Giúp các em nắm vững và khắc sâu phần kiến thức lí thuyết đã học.
Bổ túc kiến thức toán học về tam giác đồng dạng
Để học sinh dựng ảnh, hoặc xác định vị trí của vật chính xác qua các loai
thấu kính,mắt, máy ảnh hay kính lúp. Giáo viên phải ln kiểm tra, khắc
sâu kiến thúc lí thuyết cho học sinh:
*Các sơ đồ ký hiệu quen thuộc như:

-Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì:

;

5


-Vật đặt vng góc với trục chính:

hoặc

F

O

•

-Trục chính, tiêu điểm F và F', quang tâm O:

-Phim ở máy ảnh hoăc màng lưới ở mắt:

-Ảnh thật:

hoặc

;

-Ảnh ảo:

F'

•

Màng lưới

hoặc

* Các Định luật, qui tắc. qui ước, hệ quả như:
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, hiện tượng
khúc xạ ánh sáng
- Đường thẳng nối tâm mặt cầu gọi là trục chính.
- O gọi là quang tâm của thấu kính
- F và F' đối xứng nhau qua O, gọi là các tiêu điểm.
- Đường truyền các tia sáng đặt biệt như:
* Thấu kính hội tụ:
+Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F.
+Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính.
+Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng.
+Tia tới bất kỳ cho tia ló đi qua tiêu điểm phụ ứng với trục phụ song
song với tia tới

F

•

O

F'

•

F

•

O

•

F'6


Cách dựng ảnh: Phải dùng hai trong ba tia đặc biệt trên, giao diểm của hai
tia ló là ảnh của vật
Đặc diểm của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ:
+ Vật đặt ngoài tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật
+Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh thật có vị trí cách thấu kính một
khoảng bằng tiêu cự.
+Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật, cùng chiều với
vật
+ Vật nằm trên trục chính cho ảnh nằm trên trục chính, vật đặt vng
góc với trục chính cho ảnh cũng vng góc với trục chính.
* Thấu kính phân kì:
+Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F'.
+Tia tới thấu kính có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song
song với trục chính.
+Tia tới đi qua quang tâm O, cho tia ló truyền thẳng.
+Tia tới bất kỳ, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm phụ, ứng
với trục phụ song song với tia tới.

F'

•

O

•

F

F

•

O

•

F'

7


Cách dựng ảnh: Phải dùng hai trong ba tia đặc biệt trên, giao diểm
của hai tia ló kéo dài là ảnh của vật
Đặc diểm của ảnh tạo bởi thấu kính phân kì
+ Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo,cùng chiều, nhỏ
hơn vật và ln nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
+ Vật đặt rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng
bằng tiêu cự
+ Vật nằm trên trục chính cho ảnh nằm trên trục chính, vật đặt vng góc
với trục chính cho ảnh cũng vng góc với trục chính.

Để khắc sâu kiến thức cho học sinh cần phân tích để các em nắm được sự
giống và khác nhau cơ bản giữa thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì về
đường đi của tia đặc biệt:
* Đối với thấu kính hội tụ:
- Tia tới đi song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm.
- Tia tới đi qua tiêu điểm cho tia ló đi song song với trục chính
* Đối với thấu kính phân kì:
- Tia tới đi song song với trục chính cho tia ló có đường kéo dài đi qua
tiêu điểm.
- Tia tới thấu kính có đường kéo dài đi qua tiêu điểm cho tia ló đi song
song với trục chính
* Máy ảnh:
+ Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ.
+ Ảnh của vật phải ở ngay vị trí của phim cho nên muốn vẽ ảnh phải
xác định vị trí đặt phim.
P

B
O
A

8


Q

Cách dựng ảnh của vật qua máy ảnh giống như trường hợp dựng ảnh
của một vật qua thấu kính hội tụ (TKHT) cho ảnh thật.
Song cần lưu ý: Ảnh của vật qua máy ảnh bao giờ cũng hiện trên phim và
thường vẽ ảnh của vật qua máy ảnh ta chưa biết tiêu cự của máy ảnh nên ta

dựng tia tới đi qua quang tâm cho tia ló đi thẳng. Giao điểm của tia ló với
phim (màn) là ảnh B/ của B. Trường hợp bài tốn u cầu tìm tiêu cự của máy
ảnh thì vẽ tiếp tia đi song song với trục chính cho tia ló đi đến B /. Giao điểm
của tia ló với trục chính là tiêu điểm của máy ảnh, lấy đối xứng qua quang
tâm ta được tiêu điểm thứ hai
Đặc điểm của ảnh qua máy ảnh là:
+ Ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật.
* Mắt, mắt cận và mắt lão:
- Mắt:

+ Thể thuỷ tinh ở mắt là một thấu kính hội tụ
+ Màng lưới như phim ở máy ảnh.
+ Điểm cực viễn: điểm xa mắt nhất mà ta có thể nhìn rõ được khi

khơng điều tiết. Khoảng cách từ điểm cực viễn đến mắt là khoảng cực viễn.
+ Điểm cực cận: điểm gần mắt nhất mà tại đó mắt phải điều tiết
mạnh nhất và ta có thể nhìn rõ được vật.
Khoảng cực cận là khoảng cách từ điểm cực cận đến mắt.
+ Khoảng nhìn rõ của mắt là từ điểm cực cận dến điểm cực viễn.
* Mắt cận:
+ Mắt cận nhìn rõ những vật ở gần, nhưng khơng nhìn rõ những vật ở
xa.
+ Mắt cận phải đeo kính cận. Kính cận là thấu kính phân kì (TKPK).
Kính cận phù hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn của mắt.

9


* Cách dựng ảnh của vật qua kính cận giống như trường hợp dựng ảnh của
vật qua TKPK

B

.

•

A

Mắt

F,CV

Kinh cận

+) Mắt lão:
+ Mắt lão nhìn rõ những vật ở xa, nhưng khơng nhìn rõ những vật ở gần.
Mắt lão phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần. Kính lão là thấu kính
hội tụ.
* Cách dựng ảnh của vật qua kính lão giống như trường hợp dựng ảnh của
vật qua TKHT cho ảnh ảo
B

•

CC

•

F

A

Kinh lão

Mắt

* Kính lúp:
+ Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, dùng để quan sát các vật
nhỏ

10


+ Để dựng ảnh, hoặc xác định vị trí một vật qua kính lúp cần phải đặt
vật trong khoảng tiêu cự của kính dể cho một ảnh ảo lớn hơn vật. Mắt nhìn
thấy ảnh ảo đó
* Cách dựng ảnh của vật qua kính lúp giống như trường hợp dựng ảnh
của vật qua TKHT cho ảnh ảo
B

•
F

O
A

Bổ túc kiến thức tốn học về tam giác đồng dạng:
Sau khi tóm tắt phần lí thuyêt cần ghi nhớ giáo viên giúp các em bổ túc
kiến thức tốn về tam giác đồng dạng.
Để tìm ra các cặp tam giác đồng dạng trong các hình vẽ là một vấn đề

không phải là dễ đối với các em có học lực từ trung bình trở xuống, các em
học lực khá đơi lúc cịn lúng túng. Cơ bản khi làm bài tập các em phải nhận ra
được các cặp tam giác đồng dạng trong các trường hợp:
* TH 1: TKHT cho ảnh thật, máy ảnh và mắt là giống nhau.
B
F'
A

•
F

O

•

A'
B'

* TH2: TKHT cho ảnh ảo,kính lúp và kính lão(kính viễn thị) là giống
nhau

11


* TH3: TKPK và kính cận là giống nhau.
B

I
B/

A

F

A/

O

Lưu ý: Hai cặp tam giác đồng dạng ở trường hợp 1 và 2 có tên giống nhau,
cặp cạnh tỉ lệ của hai tam giác đều giống nhau song chỉ khác nhau khoảng
cách A/F/.
- Ở trường hợp 1: A/F/ =A/O – O F/
- Ở trường hợp 2: A/F/ =A/O + O F/
Giáo viên cần khắc sâu để các em nhớ: Trường hợp TKHT cho ảnh thật là
dấu trừ còn trường hợp TKHT cho ảnh ảo là dấu cộng.
- Trường hợp 3: khác với trường hợp 1 và 2 là cặp tam giác đồng dạng
thứ hai đổi chữ F/ thành chữ F: OIF và A/B/F Và khoảng cách A/F= OF- A/O.
Khi các em đã nắm vững để có thể phân biệt được các điểm khác nhau trên
thì các em khơng cịn lúng túng khi xét các cặp tam giác đồng dạng cũng như
tìm ra các cặp cạnh tỉ lệ nữa .
2. Phân loại các dạng bài tập:
12


Ngay từ khi học lớp 6 các em đã biết có hai dạng bài tập đó là:
- Trắc nghiệm khách quan
- Trắc nghiệm tự luận.
Trong trắc nghiệm khách quan thì có các dạng bài:
- Câu hỏi nhiều lựa chọn
- Nối đôi

- Câu điền khuyết
- Câu đúng sai
Trong trắc nghiệm tự luận có các dạng bài:
- Bài tập định tính
- Bài tập thí nghiệm
- Bài tập định lượng.
Các dạng bài tập và phương pháp giải các loại bài tập tôi đã viết rất cụ
thể ở sáng kiến kinh nghiệm: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí
THCS năm học 2005-2006, nên ở đề tài này tôi chỉ đề cập đến dạng bài tập
phần quang học lớp 9
3. Trình tự giải các loại bài tập
Những bài tốn quang hình học lớp 9 được gói gọn ở chương III từ bài
40 đến bài 51. Mặc dù các em đã học phần quang ở năm lớp 7, nhưng chỉ là
những khái niệm cơ bản, cho nên những bài tốn loại này vẫn cịn mới lạ đối
với học sinh, mặc dù không quá phức tạp đối với học sinh lớp 9 nhưng vẫn
tập dần cho học sinh có kỹ năng định hướng bài giải một cách có hệ thống, có
khoa học, dễ dàng thích ứng với các bài tốn quang hình học đa dạng hơn ở
các lớp cấp trên sau này .
Để học sinh có được kĩ năng giải bài tập phần quang hình, trước hết tôi
giúp học sinh phân loại các dạng bài tập.
3.1. Dạng 1: Bài tập định tính:
Đây là loại bài tập mà các em phải tự viết trọn vẹn câu trả lời. Những
bài tập loại này thường khó vì ngồi việc nắm chắc nội dung vật lí của câu hỏi
13


và câu trả lời, các em còn phải biết diễn đạt các câu trả lời một cách ngắn gọn
phải đầy đủ và đúng ngữ pháp.
3.2. Dạng 2: Bài tập thí nghiệm thực hành.
Với yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học là đào tạo ra con người

vừa có kiến thức khoa học kĩ thuật vừa có kĩ năng thực hành. Do đó sách giáo
khoa mới rất chú trọng đến việc tự thực hành của học sinh. Khi làm dạng bài
tập này học sinh phải nắm vững được yêu cầu của đề: Xác định một đại lượng
nào hoặc tìm ra một đại lượng có liên quan…để chọn dụng cụ thực hành cho
hợp lí và các thao tác tiến hành thí nghiệm để xác định các đại lượng cần biết
hay các đại lượng liên quan đó
3.3. Dạng 3: Bài tập về xác định vật, ảnh, vẽ tiếp đường truyền của
tia sáng:
Để học sinh nắm được phương pháp giải và có thể giải thành thạo từng
loại bài tập trong dạng này, tôi đã phân dạng bài tập này thành các loại bài tập
nhỏ để học sinh dễ nhớ nắm được và khắc sâu phương pháp giải cụ thể của
từng loại. Tạm thời có thể phân ra thành 7 loại bài tập nhỏ sau:
3.3.1. Cho biết trục chính,vật, ảnh của vật tạo bởi thấu kính. Xác định:
ảnh là ảnh thật hay ảnh ảo, thấu kính đã cho là loại thấu kính gì? Bằng
phương pháp vẽ xác định quang tâm và tiêu điểm F, F/ của thấu kính
3.3.2. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính, hai tiêu điểm F,F / của
thấu kính
Xác định: thấu kính là loại nào? Bằng cách vẽ xác định vị trí vật hoặc
ảnh?
3.3.3. Cho biết vật và ảnh của vật qua thấu kính , bằng phép vẽ hãy xác
định loại thấu kính , trục chính và các tiêu điểm của thấu kính
3.3.4. Cho trục chính , vị trí quanmg tâm o, vật và ảnh của vật tạo bởi
thấu kính nằm ngay trên trục chính, bằng cách vẽ hãy xác định (có phân tích):
loại thấu kính , tính chất ảnh ,vị trí các tiêu điểm chính của thấu kính.

14


3.3.5. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính, đường đi của tia tới và
tia ló (có thể là một tia hoặc 2 tia) bằng cách vẽ xác định loại thấu kính, vị trí

vật sáng, ảnh của vật sáng qua thấu kính
3.3.6. Cho trục chính, vị trí đặt thấu kính, loại thấu kính, tiêu điểm , hai
tia ló. Bằng phép vẽ hãy xác định nguồn sáng hoặc cho biết 2 tia tới, xác định
vị trí của nguồn sáng hoặc vẽ tiếp đường đi của chùm sáng đến thấu kính
3.3.7. Cho biết trục chính, vị trí đặt thấu kính và loại thấu kính, vật
hoặc ảnh đặt trên trục chính, bằng phép vẽ (có phân tích). Xác định vị trí của
ảnh tạo bởi thấu kính hoặc vật đặt trước thấu kính.
Với mỗi loại bài tập này tơi cho ít nhất là 3 bài: thấu kính hội tụ cho
ảnh thật, thấu kính hội tụ cho ảnh ảo và thấu kính phân kì
Trong khuôn khổ của đề tài này tôi không thể đưa ra phương pháp giải
của tất cả các loại trên mà tơi chỉ đưa ra một vài ví dụ cụ thể của một vài dạng
để đồng nghiệp tham khảo.
3.4. Dạng 4 : Bài tập định lượng
Ở sáng kiến kinh nghiệm: Hình thành phương pháp giải bài tập vật lí
THCS tơi viết năm học 2005- 2006 tơi dã trình bầy rất kĩ về việc giáo viên
phải hình thành phương pháp giải bài tập này từ lớp 6 như thế nào nên ở sáng
kiến kinh nghiệm này tôi không đề cập đến nữa. Tôi chỉ nhắc lại các bước giải
một bài tập định lượng nói chung và phương pháp bài tập quang học nói
riêng. Gồm 4 bước:
B1: Tìm hiểu và tóm tắt đề bài:
B2: Tìm các cơng thức có liên quan đến các đại lượng cần tìm. Khi xác
định được đại lượng cần tìm thì phải lập được sơ đồ giải.
B3: Vận dụng các cơng thức, các cặp tam giác đồng dạng tìm ra các cặp
cạnh tỉ lệ có liên quan đến đại lượng cần tìm để giải bài tốn.
B4: Kiểm tra kết quả và kết luận.
4. Một số ví dụ cụ thể:
15


Ví dụ 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ ánh sáng

khác nhau ở những điểm cơ bản nào?
Trả lời: Điểm khác nhau cơ bản là:
* Hiện tượng phản xạ ánh sáng: tia tới gặp bề mặt nhẵn hoặc gặp mặt phân
cách giữa hai môi trường, bị hắt trở lại mơi trường cũ.
Độ lớn góc phản xạ bằng góc tới.
* Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
trong suốt bị gãy khúc tại mặt phân cách và tiếp tục đi vào mơi trường trong
suốt thứ hai.
Độ lớn góc khúc xạ và góc tới khác nhau.
Ví dụ 2:Một học sinh phát biểu rằng: Qua kính lúp ta có thể thu được
ảnh thật hoặc ảnh ảo. Phát biểu như thế có đúng khơng? Tại sao?
Trả lời: Phát biểu như thế là đúng.
Vì: Kính lúp thực chất là một TKHT có tiêu cự ngắn. Tùy vào vị trí đặt vật mà
ảnh của vật có thể là ảnh thật ( nếu vật đặt ngoài khoảng tiêu cự) và là ảnh ảo
(nếu vật đặt trong khoảng tiêu cự).
Nếu sử dụng kính lúp trong việc quan sát các vật nhỏ thì người ta điều
chỉnh vị trí của vật, của kính và của mắt sao cho ảnh của vật là ảnh ảo, lớn
hơn vật, người quan sát nhìn thấy ảnh này qua kính.
Ví dụ 3: Xác định góc tới và góc khúc xạ trong hiện tượng khúc xạ của
tia sáng đi từ nước ra không khí
Trả lời:
M

. .r
C
D

I

N

.B

i

N/

M/

.A

16


B1: Nhúng tấm phẳng vào chậu nước theo phương thẳng đứng, có một phần ở
trên mặt nước ( chọn tấm gỗ đủ cao để cạnh dưới của nó chạm vào đáy chậu
nước). Kẻ vạch ngang mực nước (cắm 2 đinh ghim ở 2 điểm MM / rồi dùng
thước nối MM/).
B2: Cắm 2 đinh ghim khác vào phần tấm phẳng nhúng trong nước ở 2 vị trí
AB nào đó (hình vẽ)
Ghé mắt trong mặt phẳng của tấm rồi cắm tiếp 2 đinh ghim vào vị trí C,
D của phần tăm phẳng không năm trong nước sao cho mắt thấy 4 đinh ghim
A,B,C,D nằm trên cùng một đường thẳng.
B3: Rút tấm phẳng ra khỏi nước và nối các đoạn thẳng CD,AB. Chúng cắt
nhau tại I trên đường ghi mực nước. Kẻ pháp tuyến NIN / của mặt nước. AI là
tia tới góc AIN/ = i là góc tới, IC là tia khúc xạ góc NIC = r là góc khúc xạ
B4: Dùng thước đo góc để đo i và r
Làm lại thí nghiệm 3 lần để được các giá trị khác nhau của i và r.
Ví dụ 4:
Cho hình vẽ sau xy là trục chính của thấu kính, S là điểm sáng, S / là ảnh. Với

.S

mỗi trường hợp hãy xác định
a. Loại thấu kính có phân tích)

y

x

b. Quang tâm, tiêu điểm bằng phép vẽ
Nêu cách vẽ

.S

/

c. Tính chất của ảnh S/.
Giáo viên cho học sinh đọc vài lần.
* Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn
? Bài tốn cho biết gì?
HS: Trục chính của thấu kính, vị trí ảnh và vật.
? Bài tốn u cầu gì?
HS: Xác định loại thấu kính, vị trí quang tâm, tiêu điểm, tính chất ảnh.
17


Giải: a) Do ảnh và vật nằm hai phía của trục
chính nên ảnh là ảnh thật, mà ảnh thật chỉ có ở TKHT.

s.

b) Nối S với S/ giao với trục chính tại O.
O là quang tâm của thấu kính. Từ quang
tâm O dựng thấu kính vng góc với
trục chính. Từ S cho tia tới đi song song

.F

.F

/

y

x

.S

/

với trục chính, tia ló có đường đến S .

/

Tia ló giao với trục chính tại F, F là
tiêu điểm thứ nhất của thấu kính,
lầy F/ đối xứng với F qua quang tâm
O ta được tiêu điểm thứ hai.
c) ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật.

Ví dụ 5 : Cho xy là trục chính của thấu kính hội tụ. Cho đường đi của
tia sáng (1) qua thấu kính. Hãy trình bầy cách vẽ đường đi của tia sáng (2)
qua thấu kính.
Giáo viên cho học sinh đọc vài lần.
* Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn
? Bài tốn cho biết gì?

1

y

x

HS: Loại thấu kính, trục chính, hai tia tới và
đường truyền của tia ló 1.

2

? Bài tốn u cầu gì?
HS: Trình bầy cách vẽ và vẽ
đường đi của tia ló 2

.S

1

x
K

.S

2

18

/

y


.S

Giải:

Kéo dài hai tia tới (1) và(2) về phía sau chúng gặp nhau tại S. S là điểm
sáng, từ S vẽ tia SO qua tâm O và kéo dài nó cắt tia ló (1) tại S /. S/ là ảnh của
S, tia tới (2) cho tia ló có đường đi qua ảnh S/. Nối K với S/ ta được tia cần vẽ.
Ví dụ 6

Bằng phép vẽ hãy xác định (có phân tích)

- Loại thấu kính, tính chất ảnh.
- Vị trí các tiêu điểm của thấu kính
trong hình vẽ biết xy là trục chính,

S/

S

.

.

x

O

.

y

S là nguồn sáng, S/ là ảnh của S
qua thấu kính và O là quang tâm của thấu kính.
I

? Bài tốn cho biết gì?
HS: Trục chính của thấu kính, S
F
vị trí vật, ảnh, vị trí quangxtâm .

S/

.

O

.

F/

.

của thấu kính
? Bài tốn u cầu gì?

K

HS: Xác định loại thấu kính
tính chất ảnh, vị trí các
tiêu điểm.
Giải:
- Do vật và ảnh nằm cùng phía của quang tâm O, nên ảnh S/ là ảnh ảo.
- Khoảng cách từ ảnh đến quang tâm O nhỏ hơn khoảng cách từ vật đến
quang tâm O nên ảnh S/ là ảnh ảo nhỏ hơn vật. Ảnh ảo nhỏ hơn vật chỉ có ở
TKPK. Vậy thấu kính đã cho là TKPK.
- Ảnh S/ là ảnh ảo nhỏ hơn vật, cùng chiều với vật.
- Từ S cho tia tới bất kì đến thấu kính, tia ló có đường kéo dài đi đến ảnh S /.
Từ quang tâm O kẻ đường song song với tia tới SI, giao với đường kéo dài
của tia ló tại K. Từ K hạ đường vng góc xuống trục chính giao với trục
19

y


chính tại F. F là tiêu điểm thứ nhất, lấy F / đối xứng với F qua quang tâm O ta
được tiêu điểm thứ hai.

Ví dụ 7: Một người dùng một kính lúp có số bội giác 2,5X để quan sát
một vật nhỏ AB được đặt vng góc với trục chính của kính và cách kính
8cm.

a) Tính tiêu cự của kính? Vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?
b) Dựng ảnh của vật AB qua kính (khơng cần đúng tỉ lệ), ảnh là ảnh
thật hay ảo?
c) Ảnh lớn hay nhỏ hơn vật bao nhiêu lần?
Giáo viên cho học sinh đọc vài lần.
* Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn
Bài tốn cho biết gì?
- Kính gì? Kính lúp là loại thấu kính gì? Số bội giác G?
- Vật AB được đặt như thế nào với trục chính của thấu kính?Cách kính
bao nhiêu?
-Vật AB dược đặt ở vị trí nào so với tiêu cự?
Bài tốn cần tìm gì? u cầu gì?
- Tìm tiêu cự? Để tính tiêu cự của kính lúp cần sử dụng cơng thức nào?
- Để nhìn rõ ảnh qua kính lúp vật phải đặt trong khoảng nào trước kính?
- Dựng ảnh của vật AB qua kính ta phải sử dụng các tia sáng đặt biệt
nào?
- Xác định ảnh thật hay ảo?
- So sánh ảnh và vật?
* Một HS lên bảng ghi tóm tắt sau đó vẽ hình (cả lớp cùng làm)
Cho biết

20


Kính lúp
G = 2,5X
AO = 8cm
a) G = ? Vật đặt khoảng nào?
b) Dựng ảnh của AB. Ảnh gì?
c)

A' B '
?
AB

* Cho2 học sinh dựa vào tóm tắt đọc lại đề (có như vậy học sinh mới hiểu
sâu đề ).
* Để giải đúng bài toán cần chú ý cho học sinh đổi về cùng một đơn vị hoặc
đơn vị của số bội giác phải được tính bằng cm.
- Dựng ảnh của vật AB qua kính lúp:
+Ta phải đặt vật AB trong khoảng tiêu cự của kính lúp
+Dùng hai tia đặt biệt để vẽ ảnh A'B'
25

25

25

G = f  f  G = 2,5 10(cm)

Giải: a) Tiêu cự của kính:

b) Ở đây vật kính là một kính lúp cho nên vật phải đặt trong khoảng
tiêu cự mới nhìn rõ được vật. Ảnh của vật qua thấu kính sẽ là ảnh ảo và lớn
hơn vật.
c)
B'
B
/

A
'',''
''''
'


F

O
A


F'

21


*  OA'B' Đồng dạng với  OAB , nên ta có :
A' B ' A'O A'O


AB
AO
8

(1)

*  F'A'B' đồng dạng với  F'OI, nên ta có:
A ' B ' A ' B ' F ' A ' A 'O  F 'O A 'O F 'O A 'O







1
AB
OI
F 'O
F 'O
F 'O F 'O
10

(2)

Từ (1) và (2) ta có:
A 'O A 'O
A 'O A 'O

1 �

 1 � A ' O  40 (cm)
8
10
8
10

(3)

Thay (3) vào (1) ta có :

A ' B ' A ' O 40


 5 � A ' B '  5 AB
AB
8
8

*Vậy ảnh lớn gấp 5 lần vật
* Chú ý phần này là phần cốt lõi để giải được một bài tốn quang hình học,
nên đối với một số học sinh yếu tốn hình học thì giáo viên thường xuyên
nhắc nhở về nhà rèn luyện thêm phần này :
- Một số học sinh mặc dù đã nêu được các tam giác đồng dạng , nêu được một
số hệ thức nhưng không thể biến đổi suy ra các đại lượng cần tìm
- Trường hợp trên giáo viên phải nắm cụ thể tùng học sinh. Sau đó giao
nhiệm vụ cho một số em khá trong tổ, nhóm giảng giải, giúp đỡ để cùng nhau
tiến bộ.
Ví dụ 8: Đặt vật AB cao 12cm vng góc với trục chính của một thấu
kính hội tụ (A nằm trên trục chính) và cách thấu kính 24cm thì thu được một
ảnh thật cao 4cm. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và tính tiêu cự của
thấu kính.
* Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn , sau đó tổng hợp lại rồi giải:

22


- Để hướng dẫn học sinh phân tích, tìm hiểu bài tốn phải cho học sinh
đọc kỹ đề ,ghi tóm tắt sau đó vẽ hình.
Cho biết:
TK hội tụ

B

I

AB = 12cm; AO = 24cm
A'B' = 4cm(ảnh thật)

•

A

O

F'

•

A'

F
B'

A'O = ?
OF = OF' = ?
- Hướng dẫn học sinh phân tích bài tốn:
* Muốn tính A'O ta cần xét các yếu tố nào?
(  OAB ~  OA'B')  A'O =......
* Muốn tính OF' = f ta phải xét hai tam giác nào đồng dạng với nhau?
(  OIF' ~  A'B'F')

* OI như thế nào với AB; F'A' = ?
- Hướng dẫn học sinh lập sơ đồ giải:
Tìm A'O  F'A'  OI  OF' ;
Giải:
* Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính hội tụ là:
 OAB ~  OA'B' suy ra

AB
AO
A ' B '.AO 4.24

� A 'O 

 8(cm)
A' B ' A'O
AB
12

*Tiêu cự của thấu kính:
 OIF' ~  A'B'F' �

OI
OF'
OF'


. Do OI = AB nên:
A ' B ' F'A A'O-OF'

AB

OF'
12
OF'

�

� OF'  f  6(cm)
A ' B ' A'O-OF'
4 8-OF'

ĐS:

AO = 8cm
OF = 6cm

Ví dụ 9: Đặt vật AB có dạng hình mũi tên trước một TKPK có tiêu cự 32 cm,
sao cho AB vng góc với trục chính, A nằm trên trục chính. Biết ảnh A/B/ chỉ
cao bằng 1/4 vật.
23


a) Dựng ảnh của vật AB qua TKPK
b) Xác định vị trí của vật và của ảnh.
* Hướng dẫn học sinh phân tích, tìm hiểu bài tốn phải cho học sinh đọc
kỹ đề, vẽ hình.
? Bài tốn đã cho biết gì?
HS: Biết thấu kính là TKPK, tiêu cự của thấu kính ảnh cao bằng 1/4 vật.
? Bài tốn u cầu gì?
HS: - Dựng ảnh của vật qua TKPK
- Xác định vị trí của vật và ảnh

? Tức là ta đi tính gì?
HS: Tính khoảng cách AO = d và A/O = d/
? Để dựng ảnh của vật qua TKPK ta sẽ dựng như thế nào?
HS: Dùng hai tia đặc biệt:
+ Tia tới song song với trục chính,cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F'.
+ Tia tới đi qua quang tâm O, cho tia ló truyền thẳng.
Giao điểm của hai tia ló kéo dài là ảnh của vật.
? Muốn xác định khoảng cách AO và A/O ta làm như thế nào?
HS: Ta phải xét các tam giác đồng dạng có liên quan đến khoảng cách AO,
A/O, AB,A/B/ và OF.
? Đó là những tam giác nào?
HS:  OAB và  OA'B'
- Hướng dẫn học sinh lập sơ đồ giải:

B

Tìm AO  A'O  AB  A'B  OI  OF' ;
Cho biết: TKPK
/

A
A

/

O F= 32 cm. A B = 1/4AB

I

B/

/

F

A/

O

a) Dựng ảnh của vật AB
b) AO = ?, A/O = ?
Giải
24


Xét hai  OAB ~  OA'B' (g g) suy ra

AB
AO
AB
AO

� mà
 4 suyra
4
A' B ' A'O
A' B '
A 'O

Xét hai  OIF' ~  A'B'F'(g g)

�

OI
OF'
OF'


. Do OI = AB và A/F/= O F/ - A/O nên:
A ' B ' F'A OF'- AO

�

AB
OF'
OF'


.
A ' B ' F'A OF'- AO

Thay số:

=>

OF'
 4.
OF'- AO

32
 4.  A/O= 24(cm ) suy ra AO= 24.4 = 96 (cm)

32- AO

ĐS: AO = 96 cm
A/O = 24 cm

25