Giáo án giảng dạy bộ môn Vật lý 11 - Trường THPT Mạc Đĩnh Chi - Bài 06, 07: Thấu kính mỏng

<span class='text_page_counter'>(1)</span>TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. Tieát :. Baøi 06 - 07. THAÁU KÍNH MOÛNG I. MUÏC TIEÂU :  Cần nắm vững các điểm sau  Caáu taïo cuûa thaáu kính  Phân loại thấu kính : Thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.  Các yếu tố của thấu kính (đường kính khẩu độ, quang tâm, trục chính, trục phụ, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu điểm, độ tụ).  Ñieàu kieän cho aûnh roõ cuûa thaáu kính.  Phân biệt được sự khác nhau về tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự của hai loại thấu kính.  Nắm được đường đi của tia sáng qua hai loại thu kính (đối với các tia dặc biệt cũng như với các tia bất kì) và sự tạo ảnh của một vật cho bởi thaáu kính.  Hiểu về quang sai : cầu sai – sự biến dạng của ảnh.  Biết cách vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính.  Bieát xaùc ñònh aûnh cuûa moät vaät baèng caùch veõ caùc tia saùng.  Biết vận dụng các công thức trên để xác định vị trí của vật(hay ảnh), tính độ phóng đại của ảnh và độ tụ của thấu kính.  Nhận ra các điểm giống nhau và các điểm khác nhau khi vẽ đường đi của tia sáng qua hia loại thấu kính. II.. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề …. III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : - Một kính lúp ; Một hoặc hai con tem - Ba thaáu kính hoäi tuï (hai maët loài , maët loài – maët loõm , maët loài – maët phaúng ) - Ba thaáu kính phaân kì (hai maët loõm , maët loõm – maët loài, maët loõm – maët phaúng ). GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -1 /15.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. IV. TIEÁN TRÌNH GIAÛNG DAÏY  Phaàn laøm vieäc cuûa Giaùo Vieân. Phaân phoái thời gian. Noäi dung ghi baûng. Kieåm tra baøi cuõ vaø kieán thức cũ liên quan với bài mới (5’) 2. Nghieân cứu bài mới. 1. 2. 3. 4.. Tổ chức , điều khiển. I. Ñònh nghóa 1. Định nghĩa Thấu kính là một khối trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một maët caàu. 2. Phân loại :  Thaáu kính meùp moûng goïi laø thaáu kính hoäi tuï.. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. Ghi chuù. Kiểm tra và đánh giá. CÂ1U Tạo , đường đi củatia sáng qua lăng kính Công thức của lăng kính Bieán thieân goùc leäch theo goùc Trả lời câu hỏi ,làm bài tập 1,2,3,4,5trang 33 SGK.  Thaáu kính meùp daøy goïi laø thaáu kính phaân kì.. Hoạt đông của học sinh. Cho HS xem moät kính luùp hoûi HS coâng duïng cuûa kính luùp Cho HS bieát kính luùp cũng là một loại kính hội tụ Yeâu caàu quan saùt hình daïng cuûa thaáu kính naøy HS ñöa ra moät ÑN cho thaáu kính Sửa lại hoặc bổ sung các ĐN của HS Giới thiệu mô hình ,nêu định nghĩa một caùch toång quaùt Cho HS quan sát từng loại thấu kính và đề nghị nhận xét những điểm giống nhau và khác nhau giữa các loại thấu kính Gợi ý cho HS đưa ra cách phân loại thấu kính Đưa ra cách phân loại và Định nghĩa các yeáu toá cuûa thaáu kính .giaûi thích taïi sao laáy bán kính mặt phẳng là vô cực Giaûi thích cho hoïc sinh taïi sao thaáu kính mép mỏng được gọi là thấu kính hội tụ, tại sao thấu kính mép dày được gọi là thấu kính phaân kì...  Lop11.com. Quan sát và trả lời. Nhoùm hoäi yù vaø ñöa ra ñònh nghóa Ghi nhớ Quan sát và ghi nhớ Nhoùm quan saùt ,thaûo luaän vaø cho yù kieán Thoáng nhaát choïn yù kieán chung Ghi nhớ. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -2 /15.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . 3. Ñònh nghóa caùc yeáu toá cuûa thaáu kính . - R1, R2 : Bán kính các mặt cầu (mặt phẳng được coi là có bán kính vô cực) - C1C2 : Trục chính. , là đường thẳng nối các tâm của hai mặt cầu (hoặc đi qua tâm của mặt câu và vuông góc với mặt phẳng) - : Quang taâm thaáu kính (O laø ñieåm maø truïc chính caét thaáu kính). - : Trục phụ Đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O - được gọi là đường kính mở hay đường kính khẩu độ. - Ta chæ xeùt caùc thaáu kính moûng vaø trong khoâng khí .. 4. Tính chaát cuûa quang taâm Moät tia saùng baát kì qua quang taâm thì truyeàn thaúng. 5. Điều kiện để cóảnh rõ nét điều kiện tương điểm Các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục chính. Trong điều kiện này ứng với một điểm vật chỉ có moät ñieåm aûnh roõ neùt. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. Neâu tính chaát cuûa quang taâm vaø ñieàu kiện để có ảnh rõ nét Chuù yù : ñaây laø ñieàu kieän quan troïng. Để có điều kiện này ta có thể làcách nào ? GV : Bằng một tấm bìa chắn sáng, trên đó có đục một lỗ thủng tròn, được đặt trước thaáu kính.. Trong trường hợp này, đường kính khẩu độ bằng đường kính lỗ tròn .Nghĩa là Ghi nhớ  Thu nhỏ đường kính khẩu độ của thấu kính (Cáh này cũng dùng cho gương HS : ta có thể giới hạn caàu ) chùm tia tới thấu kính Caù nhaân suy nghæ vaøghi nhớ.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -3 /15.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . II. Tiêu điểm.Tiêu diện.Tiêu cự 1. Tieâu ñieåm aûnh chính - Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác định tiêu điểm aûnh chính - Tieâu ñieåm aûnh chính : Vò trí cuûa ñieåm saùng treân truc chính khi chùm tia tới song song ới trục chính Giao điểm của các tia ló (hay đường kéo dài của các tia ló ) khi chùm tia tới song song ới trục chính . Kí hiệu : F’ - Vò trí tieâu ñieåm aûnh chính  Thaáu kính hoäi tuï : Naèm phía tia loù.. . Tieâu ñieåm aûnh chính Thí nghieäm GV : Tieán haønh thí nghieäm Chieáu moät chùm tia sáng song song với trục chính tới moät thaáu kính hoäi tuï (caùch ñôn giaûn nhaát laø dùng thấu kính này để hứng chùm sáng song song từ mặt trời). Dùng một màn E để hứng chùm sáng ló Haõy nhaän xeùt hình aûnh treân maøn GV: Haõy nhaän xeùt hình aûnh treân maøn khi tieáp tuïc cho di chuyeån maøn E GV: Vị trí điểm sáng này được gọi là tiêu điểm ảnh chính F’, thường gọi tắt là tiêu ñieåm aûnh. Làm thí nghiệm với thấu kính phân kì Với thấu kính phân kì, tiêu điểm ảnh F’ nằm phía tia tới.. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Quan saùt vaø nhaän xeùt. HS :Ta được một vệt sáng hieän treân maøn E. HS : Coù moät vò trí ñaët bieät luùc naøy veät saùng nhoû vaø saùng nhaát. Ghi nhớ Quan saùt vaø nhaän xeùt Khoâng coù ñieåm saùng treân maøn E. Thấu kính phân kì : Nằm phía tia tới .. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -4 /15.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . 2. Tieâu ñieåm vaät chính - Thí nghiệm : Dùng thí nghiệm để xác định tiêu điểm vaäït chính - Tieâu ñieåm vaät chính (tieâu ñieåm vaät) : Vò trí cuûa nguồn sáng điểm để có chùm sáng ló song song với trục chính Giao điểm của các tia tới (hay đường kéo dài của các tia tới) khi chùm tia ló song song ới trục chính . . Vị trí tieâu ñieåm vaät chính  Thấu kính hội tụ : Nằm phía tia tới. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. Tieâu ñieåm vaät chính Thí nghieäm GV : Ñaët moät nguoàn saùng ñieåm treân truïc ch1nh của một thấu kính hội tụ và hứng chuøm saùng loù treân moät maøn aûnh E . Caùc em haõy di chuyeån nguoàn saùng ñieåm naøy doïc theo truïc chính vaø tìm xem coù vò trí nào vệt sáng tròn trên màn E có đường kính bằng đường kính khẩu độ của thấu kính khoâng ? GV : Muốn có hình ảnh đó thì chùm sáng loù phaûi nhö theá naøo ? GV : Ta coù theå kieåm tra laïi ñieàu naøy baèng caùch ñi chuyeån maøn E ra xa hay laïi gaàn thấu kính, ta sẽ thấy kích thước của vệt sáng trên màn E không đổi.Vị trí của nguồn sáng điểm để có chùm sáng ló song song với trục chính như trên được gọi là tieâu ñieåm vaät chính, hay goïi taét laø tieâu điểm vật của thấu kính, được kí hiệu là F. GV : Tiến hành với thấu kính phân kì , khi chiếu tới thấu kính một chùm tia hội tụ , cho HS di chuyển thấu kính đến khi tìm được vị trí vệt sáng tròn trên màn E có đường kính bằng đường kính khẩu độ của thaáu kính. GV : Đó chính là tiêu điểm vật ch1nh hay goïi taét laø tieâu ñieåm vaät cuûa thaáu kính phaân kì..  Lop11.com. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Thực hiện thí nghiệm quan saùt. Ta thaáy xuaát hieän moät vò trí veät saùng troøn treân maøn E có đường kính bằng đường kính khẩu độ của thaáu kính HS :Khi đó chùm sáng ló laø chuøm song song Ï. Quan sát và ghi nhớ. HS : Ta tìm được một vị trí F treân truïc chính cuûa điểm hội tụ để chùm tia lo ra khoûi thaáu kính chuõng là thủm tia song song với truïc chính Ñieåm F naèm cùng phia với chùm tia ló. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -5 /15.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. .  . Thaáu kính phaân kì : Naèm phía tia loù.. Chuù yù : Caùc ñònh nghóa veà F vaøF’ aùp duïng cho cả hai loại thấu kính hội tụ lận phân kì Quan sát và ghi nhớ.  Tiêu điểm F và F’ đối xứng với nhau qua quang tâm. 3) Tieâu dieän. Tieâu dieän phuï  Tiêu diện vật : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm vaät F  Tiêu diện ảnh : Mặt phẳng vuông góc với trục chính taïi tieâu ñieåm aûnh chính F’  Tieâu ñieåm vaät phuï : Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï baát kì với tiêu diện vật  Tieâu ñieåm aûnh phuï.: Ñieåm caét cuûa moät truïc phuï baát kì với tiêu diện ảnh  Chiếu một chùm tia song song với một trục phụ  thì caùc tia loù seõ caét nhau taïi ñieåm F’1 ( Tieâu ñieåm aûnh phu)ï  Neáu ñaët moät nguoàn saùng ñieåm (hay moät ñieåm saùng ảo ứng với tại một tiêu điểm phụ F’1 thì chùm tia saùng loù ra khoûi thaáu kính laø moät chuøm tia song song với trục phụ ï. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. Tieâu dieän. Tieâu dieän phuï GV : Minh hoạt bằng hình vẽ Giới thiệu teân goïi caùc thaønh phaàn ñaëc bieät cuûa thaáu kính ..  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -6 /15.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Ghi nhớ. * Tiêu cự III. Tiêu cự Thoâng baùo 1. Định nghĩa : Tiêu cự là độ dài đại số ,được kí hiệu f, GV : Nêu định nghĩa , công thức có trị số tuyệt đối bằng khoảng cách từ các tiêu điểm tới Chú ý : Qui ước dấu quang taâm thaáu kính. 2. Công thức : |f| = OF = OF’ (6.1) 3. Quy ước :  f > 0 với thấu kính hội tụ.  f <0 với thấu kính phân kì. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -7 /15.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . Trình bày các bước vẽ Đường đi của tia sáng qua thấu kính 1. Caùc tia ñaëc bieät  Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng (hoặc đường kéo dài) đi qua tiêu điểm ảnh chính F’.  Tia tới (hoặc đường kéo dài) qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính.  Tia tới qua tâm O thì đi thẳng Cách vẽ tia ló ứng với một tia tới bất kì Xét một tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo caùc caùch sau: a. Caùch 1: - Vẽ trục phụ song song với tia tới SI. - Veõ tieâu dieän aûnh, caét truïc phuï noùi treân taïi moät tieâu dieän phuï laø F’1. - Từ I vẽ tia ló đi qua F’1. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Ghi nhớ. Yeâu caàu HS traû lới câu hoûi H1. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -8 /15.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. b. Caùch 2: - Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phuï laø F1. - Veõ truïc phuï ñi qua F1. - Vẽ tia ló song song với trục trên .. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -9 /15.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. IV. Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng 1. Xác định ảnh bằng cách vẽ đường đi của tia sáng Xét một vật nhỏ, phẳng AB được đặt vuông góc với trục chính. Giả sử A ở trên trục chính. - Trước hết, xác định ảnh B’ - Để xác định ảnh B’, từ B vẽ đường đi tia sáng của hai trong caùc tia ñaëc bieät. Aûnh B’ laø giao ñieåm cuûa caùc tia loù Từ B’ hạ đường thẳng góc xuống trục chính, ta được ta được ảnh A’B’ của vật AB. 2. Aûnh cuûa moät vaät qua thaáu kính hoäi tuï  Khi vật A1B1 ngoài tiêu điểm, ảnh A’1B’1 là ảnh thật ngược chiều  Khi vật A2B2 ở trong tiêu điểm, ảnh A’2B’2 là ảnh ảo, cuøng chieàu.  Khi vật ở tiêu điểm, ảnh ở vô cực.. Ghi nhớ. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -10 /15.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. V. Độ tụ 1. Ñònh nghóa Độ tụ là một đại lượng dùng để xác định khả năng làm hoäi tuï chuøm tia nhieàu hay ít . 2. Công thức :. D. 1 f. 3. Đơn vị : điôp (với tiêu cự f tính ra met) 4. Qui ước dấu :  Với thấu kính hội tụ, D > 0.  Với thấu kính phân kì, D < 0. Công thức tính độ tụ của thấu kính  Công thức. D.  1 1 1    (n  1)  f R R  1 2 . Trong đó,  n : chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với môi trường xung quanh thấu kính.  R1, R2 : Baùn kính cuûa caùc maët thaáu kính,. Thoâng tin Nhaán maïnh yù nghóa Chu ùyù: - Qui ước về dấu - Mối tương quan giữa hai đa lượng f vàĐ - n là chiết suất tuyệt đối của thấu kính , neáu thaáu kính naèm trong moâitröôg khoâng phải là không khí thì n là chiết suất tỉ đối của thấu kính với môi trươg ngoài. Ghi nhớ.  Quy ước :  R1, R2 > 0 với các mặt lồi, GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -11 /15.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  . . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. R1, R2 < 0 với các mặt lõm,. R1 (hay R2) =  với mặt phẳng..  YÙù nghóa :  Độ tụ D càng lớn khả năng hội tụ chùm tia sáng đi qua thaáu kính caøng maïnh. Thấu kính phân kì có độ tụ âm. VI.Công thức thấu kính Để thành lập công thức liên hệ giữa các vị trí của vật và ảnh, ta xét trường hợp vật thật, ảnh thật như trên Xét các tam giác đồng dạng BIJ và FOJ, ta có :. OJ OF  IJ IB Xét các tam giác đồng dạng B’IJ và F’OJ, ta có : OI OF'  JI JB' cộng hai phương trình vế với vế, ta được:. OJ  OI OF OF'   JI IB JB Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật ta chia vế với vế hai phương trình đầu tiên ở trên, ta được : Maø OJ + OI = JI, suy ra : OF OF' 1  1  hay 1  OF'    IB JB' IB JB '  1 1 1    OA OA' OF' 1 1 1 hay   OA OA' OF'. 1. Để lập công thức liên hệ giữa các độ lớn của ảnh và vật ta chia vế với hai phương trình đầu tiên ở trên, ta được : GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -12 /15.

<span class='text_page_counter'>(13)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. OJ JB'  OI IB A' B' OA' suy ra  AB OA. Để tổng quát hoá các công thức trên, ta thay các khoảng cách hình học bằng các trị đại số với quy ước như sau : OA  d ; OA’  d’ ; OF  f d > 0 với vật thật, d’ > 0 với ảnh thật, f > 0 với thấu kính hội tụ. f < 0 với thấu kính phân kì. d < 0 với vật ảo d’ < 0 với ảnh ảo. Ta được các công thức tổng quát sau, áp dụng cho mọi trường hợp, cho cả hai loại thấu kính hội tụ và phân kì.. 1 d. . 1 d'. . HS hợp tác. 1 f. Độ phóng đại được định nghĩa là :. k ta coù. A' B' AB. k. d' d. Chuù yù :.  Neáu aûnh vaø vaät cuøng chieàu, k > 0.. Laøm baøi taäp aùp duïng vaø so saùnh keát quaû với cách vẽ. Nếu ảnh và vật ngược chiều, k < 0.. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -13 /15.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . VII. Quang sai a. Caàu sai Cầu sai xảy ra là do chùm tia tới thấu kính không thỏa maõn ñieàu kieän töông ñieåm. Xét một chùm tia rông, từ một nguồn điểm S, tới một thaáu kính hoäi tuï. Caùc tia gaàn truïc, sau khi qua thaáu kính sẽ hội tụ tại một điểm S’, các tiaở mép của chùm tia sẽ hoäi tuï taïi ñieåm S’’ gaàn quang taâm hôn (hình 6.24). Caùc tiaở khoảng giữa hội tụ tại các điểm nằm trong khoảng S’S’’. Như vậy chùm tia ló, ứng với chùm tia tới xuất phát từ một điểm S, không cắt nhau tại cùng một điểm aûnh, neân aûnh seõ khoâng roõ neùt. Nếu hứng ảnh của S lên một màn E, ta được một hình tròn sáng, kích thước của hình tròn sáng này nhỏ nhất tại K. Với thấu kính phân kì, các tia sáng đi gần mép thấu kính bò phaân kì maïnh hôn, cho aûnh taïi S’’, saùc tiañi gaàn truïc cho ảnh tại S’. Ta được nhiều điểm ảnh ở trên một đoạn saùng coù chieàu daøi S’S’’ b. Sự biến dạïng của ảnh Là hiện tượng quang sai do độ phóng đại sủa thấu kính không điều nhau đối với các tia sáng đi gần trục hay xa truïc cuûa thaáu kính.. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. Cho theâm vaøi thí duï.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -14 /15.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. . GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. VIII. Uùng duïng cuûa thaáu kính máy ảnh, óng nhòm. kính lúp (để quan sát các vật nhỏ), kính hiển vi (để quan sát các vi thể), kính thiên văn (để quan sát các thiên thể),kính tụ quang trong các đèn chieáu, duïng cuï ño quang hoïc….. nhaèm bieán chuøm tia saùng phaân kì thaønh chuøm song song. 3. Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’). Yeâu caàu nhaéc laïi : Nhaán maïnh caùc noäi dung quan troïng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” Kính lúp “.   . GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 06 -15 /15.

<span class='text_page_counter'>(16)</span>