skkn hướng dẫn làm kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thông

c

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT Thống Nhất A
Mã số: ................................

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN LÀM KÍNH THIÊN VĂN KHÚC XẠ ĐƠN GIẢN
DÙNG CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG

Người thực hiện: TRẦN VĂN MINH
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục..................................



- Phương pháp dạy học bộ môn: ............................. 
- Lĩnh vực khác: Làm đồ dùng dạy học mơn vật lý



Có đính kèm: Các sản phẩm khơng thể hiện trong bản in SKKN
 Mơ hình
 Phần mềm
 Phim ảnh
 Hiện vật khác

GV: Trần Văn Minh

Trang

Năm học: 2011 - 2012

1


I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong quá trình giảng dạy vật lý ở trường phổ thông tôi nhận ra rằng: có một
số kiến thức vật lý thầy cơ giáo khơng thể diễn tả cho học sinh hiểu rõ thông qua lời
nói mà phải biểu diễn dưới dạng các thí nghiệm. Khi tiến hành các thí nghiệm và
hướng dẫn các em làm thí nghiệm mục đích đầu tiên là giúp các em hiểu bài và có
hứng thú hơn trong việc học vật lý, đồng thời thơng qua đó giúp các em tiếp cận về
phương pháp nghiên cứu trong khoa học. Nhưng do điều kiện về kinh tế hiện nay,
không phải bất kì trường học nào cũng có thể đáp ứng đầy đủ dụng cụ thí nghiệm
giảng dạy cho giáo viên. Vì vậy ngành giáo dục đã khuyến khích mỗi giáo viên phải
chủ động và sáng tạo trong việc dạy học, tự tạo ra các dụng cụ dạy học để phục vụ
cho nhu cầu giảng dạy của bản thân và giúp đỡ nhu cầu giảng dạy của đồng nghiệp.
Là một giáo viên trẻ tôi luôn ý thức về việc này và cố gắng sử dụng tối đa
các thí nghiệm có được của nhà trường để phục vụ công tác giảng dạy, đồng thời tìm
hiểu để tạo ra các thí nghiệm phục vụ cho cơng tác giảng dạy của bản thân và giúp
ích phần nào cho đồng nghiệp.
Với lí do đó, trong đề tài này tôi xin đề cập đến việc hướng dẫn chế tạo kính
thiên văn khúc xạ dùng trong trường phổ thông

GV: Trần Văn Minh

Trang2


II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1. Cơ sở lý luận
Chế tạo kính thiên văn khúc xạ khơng phải là đề tài mới mẻ đối với các nhà
khoa học và thật sự trở nên lạc hậu khi bây giờ chúng ta mới nhắc đến việc tạo kính
thiên văn ở trường phổ thơng.
Kính thiên văn được biết đến từ nhiều thế kỉ trước, lúc đó con người đã biết
chế tạo ra dụng cụ để quan sát vẻ đẹp huyền ảo của bầu trời. Một trong những kính
thiên văn khúc xạ đầu tiên do nhà bác học Galileo (1564 – 1642) chế tạo. Với sự
tiến bộ hằng ngày của khoa học và kỹ thuật, ngày nay người ta biết đến các loại
kính thiên văn như: kính thiên văn khúc xạ, kính thiên văn phản xạ, kính thiên văn
vơ tuyến, kính thiên văn hồng ngoại....
Ngày nay, ở các đất nước có nền khoa học tiên tiến và kinh tế phát triển việc
học sinh phổ thơng sử dụng kính thiên văn quan sát bầu trời và phát hiện ra các tiểu
hành tinh mới là một điều phổ biến. Đó là một điều mơ ước có lẽ khơng chỉ bản
thân tơi mà cịn rất nhiều người đam mê về môn học vật lý đang giảng dạy ở các
trường phổ thông của đất nước chúng ta.
Tôi chắc rằng, khi các em học sinh lớp 11 học xong bài “kính thiên văn” sẽ
rất muốn mình có thể nhìn qua kính thiên văn để ít nhất thấy được “vẻ đẹp” của Mặt
Trăng mà họ thường nhìn thấy bằng mắt thường và điều đó sẽ giúp các em hiểu sâu
hơn về cấu tạo kính thiên văn khúc xạ, đồng thời thích thú hơn trong việc học mơn
vật lý.
Đã có rất nhiều em học sinh học xong bài kính thiên văn hỏi tôi câu hỏi “ khi
nào thầy tổ chức buổi hướng dẫn tạo kính thiên văn khúc xạ?”. Một câu hỏi tưởng
chừng như rất dễ nhưng lại rất khó trả lời. Vì kiến thức trong tơi đã có nhưng đã bao
giờ đụng đến kính thiên văn chứ đừng nói đến tạo ra chúng. Từ đó tơi tự tìm hiểu
thêm trong sách vở, lên mạng tìm hiểu và đi xem người ta bán kính thiên văn ở đâu,
hình thù thực tế như thế nào? Giá thành bao nhiêu?

GV: Trần Văn Minh

Trang3

Tơi đã thành cơng trong việc tìm hiểu kính thiên văn, đã được quan sát bầu
trời qua kính thiên văn nhưng giá thành của kính thiên văn khơng rẽ tí nào, cái rẻ
nhất mà có thể tạm dùng được cũng có giá khoảng 1,5 triệu đồng, điều đó khơng
phù hợp với điều kiện của học sinh. Sau đó tơi tiếp tục tìm hiểu và đã có thể tạo ra
kính thiên văn khúc xạ đơn giản dùng cho học sinh phổ thơng có giá khoảng 200
ngàn đồng.
Trong năm học 2011 – 2012 vừa qua, tôi đã cho các em học sinh tự tạo cho
mình kính thiên văn khúc xạ đơn giản có thể quan sát được Mặt Trăng và tùy theo
khả năng của mỗi học sinh cũng như thời điểm quan sát thì kính thiên văn này cũng
có thể quan sát được sao Hỏa, sao Mộc
2. Lý thuyết về kính thiên văn khúc xạ
a. Nguyên tắc cấu tạo của kính thiên văn
Kính thiên văn là một dụng cụ quang học dùng để bổ trợ cho mắt để quan sát
các thiên thể cách xa Trái đất, giúp mắt nhìn ảnh của các thiên thể dưới góc trơng
lớn hơn nhiều lần so với góc trơng trực tiếp. Vì vậy về ngun tắc cấu tạo của kính
thiên văn cần đáp ứng nhu cầu sau:
+ Trước hết, kính phải tạo được ảnh thật của thiên thể tại vị trí gần mắt
+ Sau đó, kính nhìn ảnh thật này dưới góc trơng lớn hơn nhiều lần so với góc
trơng trực tiếp
b. Ngun tắc cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ
Có rất nhiều loại kính thiên văn: kính thiên văn khúc xạ, kính thiên văn phản
xạ, kính thiên văn vơ tuyến, kính thiên văn hồng ngoại, kính thiên văn tử ngoại.....
Trong phần đề tài này, tơi chỉ đề cập đến kính thiên văn khúc xạ đơn giản
dùng cho học sinh ở trường phổ thơng.
Kính thiên văn khúc xạ, trong đó người ta dùng thấu kính để nhận ánh sáng từ
vật chiếu đến. Cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ có thể từ hai thấu kính hội tụ hoặc
một thấu kính hội tụ và một thấu kính phân kì.

GV: Trần Văn Minh

Trang4


Trong chương trình phổ thơng, chúng ta chỉ đề cập đến kính thiên văn khúc
xạ được cấu tạo bởi hai thấu kính hội tụ do đó trong phần đề tài tôi cũng chỉ đề cập
đến vấn đề này.
c. Cấu tạo và cách ngắm chừng của kính thiên văn khúc xạ
-

Bộ phận chủ yếu của kính thiên văn khúc xạ thường dùng gồm hai thấu kính

hội tụ. Vật kính có tiêu cự lớn (f 1), thị kính có tiêu cự nhỏ (f 2). Hai kính được lắp
đồng trục ở hai đầu của một ống hình trụ. Khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi
được. Độ dài kính: O1O2 = f1 +f2
-

Ngắm chừng: Muốn ngắm chừng ảnh trong giới hạn nhìn rõ của mắt , cần

điều chỉnh thị kính đến gần hay xa vật kính sao cho ảnh này nằm trong giới hạn nhìn
rõ của mắt.
d. Số bội giác của kính thiên văn khúc xạ khi ngắm chừng ở vô cực

G 

f1
f
2

Nếu G >10 lần có thể nhìn được các miệng hố trên mặt trăng, với G khoảng
30 lần tương đương với kính thiên văn của Galileo có thể nhìn thấy dạng của các
hành tinh như Thổ tinh và Mộc tinh
3. Nội dung, các biện pháp thực hiện của đề tài
Sau đây tơi sẽ trình bày các bước để có thể tạo ra một kính thiên văn khúc xạ
đơn giản dùng cho học sinh phổ thơng
a. Chuẩn bị dụng cụ
-

Vật kính: Ta có dùng trịng kính bán ở tiệm mắt kính để làm vật kính. Khi đi

mua ta yêu cầu thợ kính bán cho một phơi kính (kính chưa mài) +1 điốp nghĩa là có
tiêu cự 100 cm. Chú ý chúng ta chỉ mua loại kính bằng thủy tinh, đường kính
thường là 16,5 cm (ít khi có loại lớn hơn), khơng mua loại kính bằng nhựa vì như
thế sẽ làm cho chất lượng của vật kính khơng tốt. Giá khoảng 30.000 đồng

GV: Trần Văn Minh

Trang5


-

Thị kính: Đây là dụng cụ khó tìm nhất vì thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu

cự nhỏ. Theo tơi thấy có thể lấy từ máy chụp hình bị hư, kính hiển vi bị hư hoặc sử
dụng kính lúp soi vải có tiêu cự nhỏ. Nhưng qua tìm hiểu tơi thấy máy chụp hình và
kính hiển vi rất khó tìm tuy rằng chất lượng của kính lấy từ hai loại này rất tốt.
Riêng về kính soi vải tơi thấy chỉ có bán ở các tiệm sách lớn ở thành phố Hồ Chí
Minh với giá khoảng 40.000 đồng/cái có tiêu cự khoảng 2,5cm. Vì vậy đã mất cơng

lên thành phố Hồ Chí Minh thì bạn nên ghé vào địa chỉ 28 Đinh Tiên Hồng, Quận
Bình Thạnh để chọn cho mình một thị kính vừa ý nhất với giá là 50.000 đồng ( địa
chỉ này là nơi bán kính thiên văn đủ loại với giá ít nhất là 1,5 triệu đồng/cái)
Vậy là xong hai bộ phận quan trọng. Bây giờ ta sẽ mua thêm một số vật dụng có
thể dễ tìm thấy tại các tiệm vật liệu xây dựng
- 1 ống tăng bậc 60 – 90
- 1 ống PVC phi 60 làm thân kính: khoảng 0,5m
- 1 ống chữ T cho ống phi 60
- 1 ống giảm bậc từ 60 về 34
- 1 ống PVC phi 34: 30 cm
- 1 ống PVC phi 27: 30 cm
- 1 hộp đất sét (mua ở tiệm sách)
- 1 cái cưa
Giá tiền toàn bộ những thứ trên tôi mua khoảng 50 ngàn
b. Hướng dẫn làm kính thiên văn khúc xạ đơn giản
GV: Trần Văn Minh

Trang6


* Ráp ống kính:
+ Bước 1: Dùng tay quét một ít đất sét lên mặt trong của ống tăng bậc 60 – 90,
sau đó gắn vật kính vào và qt thêm một lớp đất sét ở ngoài để giữ vật kính cố
định. Bạn khơng phải lo vật kính bị rớt ra ngồi vì đất sét đã giữ chặt vật kính

GV: Trần Văn Minh

Trang7

+ Bước 2: Gắn ống tăng bậc đã có vật kính vào ống phi 60. Để cho có thể tháo ra
di chuyển một cách gọn nhẹ và mau chóng ta nên dùng cưa cắt ngắn phần ống kính
rồi sau đó nối bằng ống thẳng hoặc ống chữ T. Trong phần này tôi nối bằng ống chữ
T để thuận tiện cho việc làm giá đỡ của kính.

GV: Trần Văn Minh

Trang8


+ Bước 3: Gắn ống giảm bậc từ 60 về 34 vào ống thân kính
+ Bước 4: Cắt khoảng 30 cm ống PVC phi 34 và phi 27, sau đó lồng vào nhau và
cho vào ống giảm bậc có đầu phi 34

+ Bước 5: Gắn thị kính vào ống phi 27 bằng cách hơ nóng một đầu ống 27

Như vậy ta đã hồn thành xong phần ống kính. Để kiểm tra việc lắp ráp có
thành cơng hay khơng bạn nên dùng phần ống kính vừa ráp xong quan sát một số
GV: Trần Văn Minh

Trang9


cây ở xa. Bạn di chuyển thị kính đến vị trí thích hợp nếu thấy hình ảnh các lá cây rõ
thì bạn đã thành cơng rồi đấy, cịn nếu chưa rõ thì bạn cần phải điều chỉnh chiều dài
của ống kính (khoảng cách từ vật kính đến thị kính phải bằng f1+f2, trong dụng cụ
này khoảng cách đó là 102,5 cm).

* Ráp chân kính
Đây là phần mà mọi người có thể ráp khác nhau, tùy theo sở thích và kinh phí

mình có. Nếu bạn có một cái chân kính của máy ảnh thì thật hồn hảo (mua cái này
khó và hơi đắt), nếu khơng bạn tự chế tạo chân kính để có thể đặt kính lên và quan
sát.
Với tơi, tơi vẫn giữ quan điểm tạo ra kính thiên văn khúc xạ giá rẽ, dễ di
chuyển, sử dụng hoàn toàn bằng ống nhựa. Bạn có thể tham khảo cách tạo chân đế
của tôi như sau:
+ Chuẩn bị: 4m ống phi 49, 1 ống chữ T phi 60, 2 ống chữ T phi 49, 2 co đổi chiều
vng góc phi 49
+ Lắp ráp từng bước theo hình vẽ sau:
+ Bước 1: Cắt hai đoạn nhỏ phi 60 để gắn vào ống chữ T phi 60

GV: Trần Văn Minh

Trang10


+ Bước 2: Cắt một đoạn phi 49 để lồng vào ống chữ T sao cho vừa đủ. Làm công
việc này để giúp kính có thể quay lên và xuống được

+ Bước 3: Sau khi lồng vào ống chữ T gắn vào hai đầu ống thẳng phi 49 hai cái co
đổi chiều vng góc

GV: Trần Văn Minh

Trang11


+ Bước 4: Cắt hai đoạn phi 49 có chiều dài khoảng 1m để gắn vào hai co đổi chiều.
Phía đầu còn lại gắn ống chữ T 49

GV: Trần Văn Minh

Trang12


+ Bước 5: Gắn ống kính vào chân đế.

Giới thiệu thêm hình dáng của kính thiên văn khúc xạ tơi đã tạo ra và sử dụng

GV: Trần Văn Minh

Trang13


GV: Trần Văn Minh

Trang14


III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
Qua việc tiến hành hướng dẫn các em tạo kính thiên văn khúc xạ đơn giản tôi
nhận thấy rằng:
+ Các em rất hào hứng trong hoạt động học tập này, đó là mục đích đầu tiên
trong việc giảng dạy của một giáo viên.
+ Kế đến trong phần kiểm tra kiến thức, học sinh cũng biết rằng kính thiên văn
khúc xạ có thể được tạo ra bởi hệ hai thấu kính hội tụ đặt đồng trục mà trước đó các
em rất mơ hồ về việc làm sao để hai thấu kính đặt đồng trục với nhau.
+ Một điều khó hiểu và khó nhớ trong lý thuyết kính thiên văn khúc xạ với cấu
tạo hai thấu kính hội tụ là: ảnh tạo bởi kính là ảnh ảo ngược chiều với vật, điều này
đã được khắc phục thông qua việc các em quan sát qua kính thiên văn thấy ảnh các

vật bị đảo ngược.
Như vậy thông qua hoạt động này tơi vừa giúp mình giảng bài dễ dàng hơn,
giúp các em dễ hiểu hơn, thích thú trong việc học tập hơn đồng thời tạo được sự
đoàn kết, làm việc theo nhóm ở các em.
IV. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG
Qua khảo sát giá của một cái kính thiên văn khúc xạ đơn giản có bán trên thị
trường hiện nay có giá thấp nhất khoảng 1,5 triệu đồng/cái, tùy theo chất lượng của
kính.
Kính thiên văn khúc xạ tơi giới thiệu ở trên với chi phí khoảng 150.000 đồng
( một tổ tạo ra một cái ) nhưng chất lượng của kính cũng rất tốt do đó rất phù hợp để
phục vụ cho việc dạy và học. Tôi đã kiểm tra chất lượng của kính, ta có thể dùng
kính để quan sát được miệng núi lửa (hố) trên Mặt Trăng.
Trong đợt thực hiện đề tài này tôi mới chỉ áp dụng cho một lớp học và tôi
mong muốn các giáo viên có thể tìm hiểu, để có thể nhân rộng ra trong tồn trường,
giúp các em có những hoạt động học tập bổ ích.

GV: Trần Văn Minh

Trang15


Về mặt hạn chế, kính khúc xạ với các thấu kính đơn có khuyết điểm bị sắc
sai, để giảm sắc sai của kính có thể dùng các tấm bìa kht lỗ che bớt vật kính.
Dùng phương pháp này sắc sai sẽ giảm nhưng đồng thời sẽ làm tối ảnh.
Rất khó khăn để chế tạo được một kính khúc xạ có chất lượng tốt vì lệ thuộc
vào chất lượng của thị kính và vật kính tìm được. Do đó giáo viên nên tìm hiểu,
nghiên cứu để chế tạo được các kính thiên văn phản xạ có chất lượng ảnh cao hơn.
Để làm được điều này giáo viên cần có sự hỗ trợ kính phí từ nhà trường vì tạo kính
thiên văn phản xạ rất tốn kém và phức tạp.
Cuối cùng tôi rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cơ về đề tài này để tơi

có thể hồn thiện hơn trong việc tạo ra một kính thiên văn , phục vụ trong cơng tác
giảng dạy của mình.
Xin chân thành cảm ơn!

GV: Trần Văn Minh

Trang16


V. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao – Bộ giáo dục và đào tạo – Nhà xuất bản
giáo dục – năm 2008
2. Sách giáo viên vật lý 11 nâng cao – Bộ giáo dục và đào tạo – Nhà xuất bản
giáo dục – năm 2008

GV: Trần Văn Minh

Trang17