Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 73 - Thấu kính mỏng

Tiết: 73 Ngày soạn: 05/04/2008 BÀI 48: THẤU KÍNH MỎNG Mục tiêu Kiến thức: Trình bày được định nghĩa & cấu tạo, phân loại thấu kính. Trình bày được các khái niệm về các đặc trưng quan trọng của 1 thấu kính mỏng: quang tâm, trục chính, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu diện. Biết được điều kiện cho ảnh rõ nét. Kỹ năng: - Vẽ được đường đi của tia sáng qua 2 loại thấu kính ( đối với các tia đặc biệt và tia bất kỳ). - Phân biêt được thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì trong thực tế. - Vẽ được chùm tia sang minh họa được tính chất của kính hội tụ và thấu kính phân kì. Thái độ: Thấy được lợi ích thiết thực của thấu kính trong đời sống. Thấy được tầm quan trọng của thấu kính trong các dụng cụ quan trọng. Phương pháp Kết hợp phương pháp phát vấn, thuyết trình và nêu và giải quyết vấn đề và phương pháp trực quan. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK. Bộ thí nghiệm quang học. Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Ôn lại kiến thức về việc phân tích ánh sáng trắng đã được học ở lớp 9 Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Lớp 11A: Kiểm tra bài củ: Hãy viết các công thức của lăng kính? Nêu công dụng của lăng kính. Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Ở lớp 9 chúng ta đã biết về thấu kính mỏng thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập lại một số kiến thức cũ và tìm hiểu thêm một số khái niệm mới. Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: TÌm hiểu về thấu kính mỏng GV: Dùng thấu kính để giới thiệu về cấu tạo, định nghĩa của thấu kính. GV: Cho HS quan sát từng loại thấu kính và chùm tia sáng song song qua thấu kính và đề nghị nhận xét những điểm giống nhau và khác nhau giữa các loại thấu kính GV: Giới thiệu một số đặc trưng của thấu kính 1. Định nghĩa - Đn: SGK - Phân loại: +Thấu kính lồi (Thấu kính rìa mỏng): Thấu kính hội tụ + Thấu kính lõm (Thấu kính rìa dày): Thấu kính phân kì - Một số đặc trưng của thấu 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 tâm thấu kính (O là điểm mà trục chính cắt thấu kính). Đường thẳng bất kì đi qua quang tâm O được gọi trục phụ. δ được gọi là đường kính mở hay đường kính khẩu độ - Tính chất của quang tâm Một tia sáng bất kì qua quang tâm thì truyền thẳng. - Điều kiện để có ảnh 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 một điểm ảnh rõ nét. Hoạt động 2: Khảo sát thấu kính mỏng GV: Tiến hành thí nghiệm Chiếu một chùm tia sáng song song với trục chính tới một thấu kính hội tụ. GV: Có nhận xét gì về chùm tia ló? GV: Thông báo định nghĩa tiêu điểm ảnh chính GV: Đặt một nguồn sáng điểm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và hứng chùm sáng ló trên một màn ảnh E . Các em hãy di chuyển nguồn sáng điểm này dọc theo trục chính và tìm xem có vị trí nào vệt sáng tròn trên màn E có đường kính bằng đường kính khẩu độ của thấu kính không ? GV: Muốn có hình ảnh đó thì chùm sáng ló phải như thế nào ? GV: Thông báo định nghĩa tiêu điểm vật chính. GV : Minh hoạt bằng hình vẽ Giới thiệu tên gọi các thành phần đặc biệt của thấu kính. GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm tiêu cự đã được học ở lớp 9 2. Tiêu điểm. Tiêu diện. Tiêu cự. a. Tiêu điểm ảnh chính * Thí nghiệm: F/ O * Định nghĩa: Chùm tia tới song song trục chính gặp thấu kính cho chùm tia ló giao nhau tại điểm F/ trên trục chính. F/ gọi là tiêu điểm ảnh chính của thấu kính. b. Tiêu điểm vật chính * Thí nghiệm: F/ * Định nghĩa: Vị trí của 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 với trục chính. * Tiêu điểm vật chính F là điểm đối xứng của F/ qua quang tâm O. c. Tiêu diện. Tiêu điểm phụ Tiêu diện vật: Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật F Tiêu diện ảnh: Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh chính F’ Tiêu điểm vật phụ: Điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu diện vật Tiêu điểm ảnh phụ: Điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu diện ảnh Chiếu một chùm tia song song với một trục phụ D thì các tia ló sẽ cắt nhau tại điểm F’1 ( Tiêu điểm ảnh phu) Nếu đặt một nguồn sáng điểm (hay một điểm sáng ảo ứng với tại một tiêu điểm phụ F’1 thì chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính là một chùm tia song song với trục phụ D d. Tiêu cự Là khoảng cách đại số từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính . = 0F = 0F/ Quy ước: f>0thấu kính hội tụ. f<0 thấu kính phân kì Hoạt động 3: Tìm hiểu đường đi của tia sáng qua thấu kính GV: Dùng hình ảnh động bằng CNTT để mô tả sự tạo ảnh qua thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. HS: Nhắc lại đặc điểm của sự tạo ảnh qua thấu kính đã được học ở lớp 9 và đường đi của tia sáng qua thấu kính với các tia đặc biệt GV: Hướng dẫn học sinh thực hiện vẽ tia ló của một tia tới bất kì. 3. Đường đi của tia sáng qua thấu kính a. Các tia đặc biệt 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 b. Xét một tia tới bất kì SI, ta có thể vẽ tia ló tương ứng theo các cách sau: Cách 1: Vẽ trục phụ song song với tia tới SI. Vẽ tiêu diện ảnh, cắt trục phụ nói trên tại một tiêu diện phụ là F’1. Từ I vẽ tia ló đi qua F’1 Cách 2: Vẽ tiêu diện vật, cắt tia tới SI tại một tiêu điểm vật phụ là F1. Vẽ trục phụ đi qua F1. Vẽ tia ló song song với trục trên . Củng cố: * Chú ý để học sinh có thể phân biệt được thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì. * Chú ý để học sinh phân biệt được tiêu điểm ảnh chính, tiêu điểm vật chính, tiêu điểm ảnh chính và tiêu điểm ảnh phụ. * Tiêu cự và độ tụ của kính hội tụ dương còn phân kì thì âm. 5. Dặn dò * Làm bài tập 1, 2, 3 SGK Bài mới: “Thấu kính mỏng T2” Ôn lại kiến thức về thấu kính mỏng đã được học ở lớp 9. Chứng minh công thức thấu kính?