Bài soạn skkn: phuong phap giai cac dang toan quang hinh 9

Phần I: Đặt vấn đề
I. Lời nói đầu
Sự nghiệp công nghiệp hoá- hiện đại hoá đất nớc mở cửa để hội nhập
với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế cạnh tranh giáo dục, đòi hỏi công
tác giáo dục phải có những đổi mới sâu sắc và toàn diện nhằm đào tạo thế hệ
trẻ trở thành những ngời vừa tiếp thu những tinh hoa nhân loại, vừa có khả
năng sáng tạo. ở trờng trung học cơ sở những sự đổi mới đó đợc thực hiện
chủ yếu thông qua việc dạy các môn học, trong đó có vật lí học. Việc đổi
mới cần thực hiện trên cả ba mặt: Nội dung dạy học ( theo chuẩn kiến thức
kĩ năng) , phơng pháp dạy học và phơng tiện dạy học. Trong đó công tác đổi
mới phơng pháp dạy học đã đợc các nhà giáo dục nghiên cứu nhiều năm và
đang đợc quan tâm tích cực của các cấp, các ngành khác.
Nghị quyết TW4 khoá VII xác định: "Khuyến khích tự học, áp dụng ph-
ơng pháp dạy học hiện đại để giáo dục cho học sinh khả năng t duy sáng tạo,
năng lực giải quyết vấn đề".
Nghị quyết TW2 koá VIII tiếp tục khẳng định mục tiêu giáo dục trong
giai đoạn mới là " Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dỡng nhân tài" và
phải " Đổi mới phơng pháp giáo dục đào tạo khắc phục lối truyền thụ một
chiều rèn luyện nếp t duy sáng tạo của ngời học, từng bớc áp dụng phơng
pháp hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện tự học tự nghiên cứu
của học sinh"
Vấn đề đặt ra là phải dạy nh thế nào? Và phải học nh thế nào? để nâng
cao chất lợng, đáp ứng với nhu cầu xã hội ngày càng đổi mới.
Thực tế trong 3 năm giảng môn vật lí lớp 9, tôi thấy các bài tập vật lí có
tầm quan trọng đặc biệt. Hiện nay để thực hiện tốt chơng trình sách giáo
khoa mới và dạy học theo phơng pháp đổi mới có hiệu quả thì việc hớng dẫn
học sinh biết phân loại, nắm vững phơng pháp và làm tốt các bài tập trong
sách giáo khoa đã góp phần không nhỏ trong việc thực hiện thành công công
tác dạy học theo phơng pháp đổi mới.
Tuy nhiên để bồi dỡng đội tuyển học sinh giỏi thì việc học và nắm vững
kiến thức trong sách giáo khoa là cha đủ. Đặc biệt là những bài tập vật lí

phần quang học, mặc dù các em đã đợc làm quen với một số kiến thức quang
học ở lớp 7, nhng đó mới chỉ là những kiến thức đơn giản, lên lớp 9 các em
lại đợc tìm hiểu sâu hơn những kiến thức về phần quang hình học, nhng sách
giáo khoa cha cung cấp đủ kiến thức để các em giải các bài toán phức tạp
hơn.
Ví dụ: Cho điểm sáng S, ảnh S
'
của điểm sáng S, quang tâm O của thấu
kính cùng nằm trên trục chính của thấu kính. Xác định loại thấu kính.
Nếu chỉ dựa vào đờng truyền của 3 tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ
và hai tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kì thì học sinh không thể giải đợc
bài tập này. Vì kiến thức sách giáo khoa mới chỉ dừng lại ở dạng điểm sáng
S nằm ngoài trục chính hoặc vật sáng AB vuông góc với trục chính với A
nằm trên trục chính.
Từ những vấn đề nêu trên, trong quá trình giảng dạy và áp dụng đề tài, tôi
thấy cần phải khắc sâu hơn nữa kiến thức phần quang hình học lớp 9 cho học
sinh, có nh vậy các em học sinh giỏi mới giải đợc các bài tập khó hơn và có
1
thể phát triển thêm năng khiếu tự học của mình. Vì vậy tôi chọn đề tài: "Ph-
ơng pháp giải một số dạng toán quang hình học lớp 9".
II. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu.
1. Thực trạng ở trờng trung học cơ sở Vĩnh Minh:
Trong 3 năm giảng dạy vật lí lớp 9 cũng nh ôn luyện đội tuyển học sinh
giỏi trờng trung học cơ sở Vĩnh Minh, tôi thấy phần quang hình học là
phần rất khó đối với học sinh. ở phần này các em không những phải biết
học vật lí, mà đồng thời cũng phải biết chút kiến thức về môn toán, vì thế
cũng cần phải học tốt môn toán nữa. Mặc dù đã đợc chọn vào ôn bồi
dỡng học sinh giỏi nhng các em vẫn còn khá lúng túng và gặp rất nhiều
khó khăn khi giải các bài tập ở dạng quang hình. Hầu hết các em mới chỉ
làm đợc các bài tập đơn giản trong phạm vi kiến thức đã đợc cung cấp

trong giờ dạy trên lớp, chỉ một số ít học sinh làm đợc các bài tập nâng
cao. Đặc biệt là các em cha nắm đợc phơng pháp để làm bài tập quang
hình học.
2. Kết quả thực trạng.
Trớc khi áp dụng đề tài tôi đã tiến hành khảo sát với 20 sinh ở trờng
THCS Vĩnh Minh năm học 2009-2010 tôi thu đợc kết quả sau:
HS
khảo
sát
Điểm dới 5 Điểm 5,6 Điểm 7,8 Điểm 9,10
SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ
20 12 60% 5 25% 3 15% 0 0%
Qua kết quả khảo sát tôi thấy kiến thức phần quang hình học của các em
còn nhiều hạn chế. Vì vậy kết quả khảo sát rất thấp.
2
Phần II: các giải pháp thực hiện
I. Một Số Kiến Thức cần nhớ
1. Các sơ đồ, kí hiệu
- Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ ;
- Trục chính(

), tiêu điểm F; F, quang tâm O
- Phim ở máy ảnh, màng lới ở mắt
- ảnh thật vuông góc với trục chính : hoặc
- ảnh ảo vuông góc với trục chính: hoặc
2. Các định luật, quy tắc, quy ớc và hệ quả
a. Định luật:
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng.
- Định luật phản xạ ánh sáng.
- Định luật khúc xạ ánh sáng.

b. Quy ớc:
- Đờng 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 của thấu kính
c. Tiêu diện, tiêu điểm phụ, trục phụ:
+ Tiêu diện: Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm gọi là tiêu diện.
+ Trục phụ: Đờng thẳng bất kì đi qua quang tâm gọi là trục phụ.
+ Tiêu điểm phụ: Giao điểm của trục phụ với tiêu diện gọi là tiêu điểm phụ.
F F'

O
Phim ( hoặc
màng lưới)
O
3
F
F
,
O

d. Thấu kính hội tụ:
d1: Đờng truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ
+ Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phơng của tia
tới.
+ Tia tới song song với trục chính thì tia ló qua tiêu điểm.
+ Tia tới đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
+ Tia tới song song với trục phụ thì tia ló đi qua (hay có đờng nối dài của tia đi
qua) tiêu điểm phụ.

d2: Tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ

Khoảng cách từ vật đến
thấu kính (d)
Đặc điểm của ảnh
Thật hay
ảo
Cùng chiều hay
ngợc chiều so với
vật
Lớn hơn hay nhỏ
hơn vật
Vật ở rất xa thấu kính Thật Ngợc chiều Nhỏ hơn vật
d > 2f Thật Ngợc chiều Nhỏ hơn vật
f < d < 2f Thật Ngợc chiều Lớn hơn vật
d = 2f Thật Ngợc chiều Bằng vật
d < f ảo Cùng chiều Lớn hơn vật
e. Thấu kính phân kì:
e1: Đờng truyền của các tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kỳ:
+ Tia tới song song với trục chính thì cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm.
+ Tia tới đến quang tâm thì tia ló tiếp tục truyền thẳng theo phơng của tia tới.
F

O
F
/
4
F F'
S

O

F
'
F

+ Tia tới có đờng kéo dài đi qua tiêu điểm thì tia ló song song với trục chính.
+ Tia tới song song với trục phụ thì tia ló có đờng kéo dài qua tiêu điểm phụ.
e2: Tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính phân kỳ:
+ Vật đặt ở mọi vị trí trớc thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo, cùng chiều nhỏ
hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
+ Vật đặt rất xa thấu kính cho ảnh ảo có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng
tiêu cự.
3. Mắt và các dụng cụ quang học
- Máy ảnh :
+ Vật kính máy ảnh là một thấu kính hội tụ.
+ ảnh trên phim là ảnh thật, nhỏ hơn vật và ngợc chiều với vật.

B
5
F
F
'

O
P
Q

F
'
F
O

A O

- Mắt:
- Thể thuỷ tinh là một thấu kính hội tụ.
- Màng lới nh phim ở máy ảnh.
- Điểm cực viễn là điểm xa nhất mà khi đặt vật ở đó mắt không điều tiết mà
vẫn có thể nhìn rõ đợc( C
V
). Mắt tốt có điểm cực viễn ở vô cực.
- Điểm cực cận : là điểm gần mắt nhất mà khi có một vật ở đó mắt có thể nhìn
rõ đợc ( C
C
). Mắt tốt có điểm cực cận cách mắt khoảng 25cm.
- Mắt cận : Là mắt chỉ nhìn rõ những vật ở gần mà không nhìn rõ đợc những
vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì.
- Ngời mắt cận phải đeo thấu kính phân kì để nhìn rõ đợc các vật ở xa.
- Mắt lão : Là mắt của ngời già, nhìn rõ đợc những vật ở xa mà không nhìn rõ
đợc những vật ở gần. Kính lão là thấu kính hội tụ.
- Mắt lão phải đeo thấu kính hội tụ để nhìn rõ những vật ở gần.
- Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn dùng để quan sát các vật nhỏ.
- Số bội giác của kính lúp và tiêu cự của kính ( đo bằng cm ) liên hệ với nhau
bằng biểu thức : G =
f
25
- Vật cần quan sát phải đặt trong khoảng tiêu cự của kính để cho một ảnh ảo
lớn hơn vật
6

C
C

F
A
B
Kính lóo
Mt

F,
Kinh cn
A
Mt
C
V
B



II. Một số dạng toán quang hình học thờng gặp.
Dạng 1 : Xác định loại thấu kính, quang tâm, tiêu điểm.
Ph ơng pháp chung để giải
- Dựa vào đặc điểm của ảnh ta có thể biết đợc đó là ảnh thật hay ảnh ảo. Biết
đợc tính chất của ảnh, từ đó ta có thể biết đợc đó là thấu kính loại gì?
- Nắm vững đờng đi của các tia sáng đặc biệt.
- Dựa vào đờng truyền của tia sáng đi qua quang tâm để xác định quang tâm
của thấu kính.
- Dựa vào đờng truyền của tia sáng song song với trục chính ta xác định đợc
tiêu điểm của thấu kính.
Ví dụ 1: Trên hình vẽ dới đây, AB là vật sáng, A
'
B
'

là ảnh của AB cho bởi thấu
kính, xy là trục chính của thấu kính. Hỏi thấu kính thuộc loại gì? Dùng hình vẽ
hãy xác định quang tâm, tiêu điểm của nó.
Hớng dẫn:
- Dựa vào vị trí của vật AB và ảnh A
'
B
'
so với trục chính và so sánh độ lớn chủa
chúng để nhận định định ảnh A
'
B
'
là ảnh thật hay ảnh ảo, từ đó kết luận loại
thấu kính.
- Tia tới đi qua quang tâm truyền thẳng mà ảnh nằm trên tia đó. Do đó vị trí
quang tâm O chính là giao điểm của BB
'
với xy.
- Từ O dựng đờng thẳng vuông góc với trục chính, đó là vị trí của thấu kính.
- Dựa vào đờng truyền của các tia sáng đặc biệt còn lại để xác định tiêu điểm
của thấu kính.
Giải:
7
F
'
O
F A
A
'

B
'
B
A
B
A
'
B
'
x y
B
'
B
I
F
'
A
A
/
F
O
x
y