Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Bài 51: Bài tập quang hình học

Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết Bài 51 Bài tập quang hình học I - Mục tiêu - Vận dụng kiến thức để giải được các bài tập định tính và định lượng về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, về các thấu kính và về các dụng cụ quang học đơn giản (máy ảnh, con mắt, kính cận, kính lão, kính lúp). - Thực hiện được đúng các phép vẽ hình quang học. - Giải thích được một số hiện tượng và một số ứng dụng về quang hình học. II- Chuẩn bị: Đối với mỗi HS Ôn lại bài 40 đến 50 Đối với cả lớp Dụng cụ minh hoạ cho bài tập 1 III- Hoạt động dạy học Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung cần đạt HĐ1: (15 phút)Giải bài tập 1 Để giúp HS nắm vững đề bài, có thể nêu câu hỏi, yêu cầu một hai HS trả lời và cho lớp trao đổi: - Trước khi đổ nước , mắt có nhìn tháy tâm O của đáy bình không ? Vì sao sau khi đổ nước thì mắt lại nhìn thấy O? Theo dõi và lưu ý HS vẽ mặt cắt dọc của bình với chiều cao và đường kính đáy đúg theo tỉ lệ 2/5 Theo dõi và lưu ý HS vẽ đường thẳng biểu diễn mặt nước đúng ở khoảng 3/4 chiều cao bình Nêu gợi ý: Nếu sai khi đổ nước vào bình mà mắt vừa vặn nhìn thấy tâm O của đáy bình, hãy vẽ tia sáng xuất phát từ O tới mắt a) Từng HS đọc kĩ đề bài để ghi nhớ những dữ kiện đã cho và yêu cầu mà đề bài đòi hỏi b) Tiến hành giải như gợi ý trong SGK HĐ2: (15 phút)Giải bài tập 2 Hướng dẫn HS chọn một tỉ lệ xích thích hợp chẳng hạn lấy tiêu cự 3cm thì vật AB cách thấu kính 4cm, còn chiều cao của AB là một số ngyên lân mm, ở đây ta lấy AB là 7 mm Quan sát và giúp đỡ HS sử dụng hai trong ba tia đã học để vẽ ảnh của vật AB Theo như hình 51.2 ta có - Chiều cao của vật AB = 7mm - Chiều cao của ảnh: A’B’ = 21 mm = 3AB - Tính xem ảnh cao gấp mấy lần vật? a) Từng HS đọc kĩ đề bài để ghi nhớ những dữ kiện đã cho và yêu cầu mà đề bài đòi hỏi b) Từng HS vẽ ảnh của vật AB theo đúng tỉ lệ các kích thước mà đề bài đã cho c) Đo chiều cao của vật, của ảnh trên hình vẽ và tính tỉ cố giữa chiều cao ảnh và chiều cao vật. HĐ3 (15 phút)Giải bài tập 3 Nêu các câuhỉ sau: - Biểu hiện cơ bản của mắt cận là gì? - mắt không cận và mắt cận thì mắt nào nhìn thấy xa hơn? Mắt cận năng hơn thì nhìn được các vật ở xa hơn hay gần hơn? Từ đó suy ra, Hoà và Bình ai cận nặng hơn? Các gợi ý đã nêu trong SGK. GV đè nghị HS trả lời Câu trả lời cần có là: - Đó là thấu kính phân kì - Kính của Hoà có tiêu cự ngắn hơn (kính của Hoá có tiêu cự 40cm, còn kính của Bình có tiêu cự 60cm) a) Từng HS đọc kĩ đề bài để ghi nhớ những dữ kiện đã cho và yêu cầu mà đề bài đòi hỏi b) Trả lời phần a của bài và giải thích c) Trả lời phần b của bài Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết: Bài 52 ánh sáng trắng và ánh sáng màu I - Mục tiêu -Nêu ví dụ về nguồn phát ánh sáng trắng và nguồn phát ánh sáng màu. - Nêu được ví dụ về việc tạo ra ánh sáng màu bằng các tấm lọc màu. - Giải thích được sự tạo ra ánh sáng màu bằng tấm lọc màu trong một số ứng dụng thực tế. II- Chuẩn bị: Đối với mỗi nhóm HS - Một số nguồn phát ánh sáng màu như đèn LED, bút laze... - Một đèn phát ánh sáng trắng, mộtđèn phát ánh sáng đỏ và một đèn phát ánh sáng xanh - Một bộ các tấm lọc màu đỏ, vàng , lục, lam, tím... - Một bể nhỏ có thành trong suốt đựng nước màu để minh hoạ cho C4. III- Hoạt động dạy học Hoạt động của thầy Họat động của trò Nội dung cần đạt HĐ1: (10 phút)Tìm hiểu về các nguồn phát ánh sáng trắng và các nguồn phát ánh sáng màu Hướng dãn HS đọc tài liệu và quan sát thí nghiệm - làm các thí nghiệm về các nguồn phát ánh sáng trắng và các nguồn phát ánh sáng màu Có thể đặt thêm câu hỏi để kiểm tra sựnhận biết của HS về ánh sáng trắng và ánh sáng màu. Chẳng hạn, yêu cầu HS nêu ví dụ khác. a) Đọc tài liệu để có khái niệm về các nguồn phát ánh sáng trắng và các nguồn phát ánh sáng màu. b) Xem các thí nghiệm minh hoạ để tự tạo ra được biểu tượng cần thiết về ánh sáng trắng và ánh sáng màu HĐ2: (20 phút) Nghiên cứu việc tạo ra ánh sáng màu bằng tấm lọc màu. a) làm thí nghiệm 1 và các thí nghiệm tương tự b) Dựa vào kết quả quan sát để trả lời C1 Tổ chức cho HS làm thí nghiệm Đánh giá các câu hỏi của HS tổ chức hợp thức hoá kết luận chung GV bố trí cho mỗi nhóm HS làm thí nghiệm với một ánh sáng màu và một bộ tấm lọc màu khác nhau để có thể có những kết luận tổng quát. HĐ3 (10 phút) Vận dụng và củng cố a) cá nhân trả lời các câu C2, C3 và C4 b) Tham gia thảo luận nhóm nếu GV yêu cầu. c) Phát biểu các câu trả lời, nếu GV yêu cầu. Giao nhiệmvụ học tập cho HS Tổ chức cho HS thảo luận nhóm Nhận xét, sửa chữa các câu trả lời và tổ chức hợp thức hoá các câu kết luận. Yêu cầu HS nhắc lại nội dung chính của bài trong phần ghi nhớ. Bài 53 Sự phân tích ánh sáng trắng I - Mục tiêu 1. Phát biểu được khẳng định: Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác nhau. 2. Trình bày và phân tích được thí nghiệm phân tích ánh sáng rắng bằng lăng kính để rút ra kết luận: Trong chum sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu. 3. Trình bày và phân tích được thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng bằng đĩa CD để rút ra được kết luận như trên. II- Chuẩn bị Đối với mỗi nhóm HS - 1 lăng kính tam giác đều - 1 màn chắn trên có khoét một khe hẹp. - 1 bộ các tấm lọc màu xanh, đỏ, nửa đỏ nửa xanh - 1 đĩa CD - 1 đèn phát ánh sáng trắng (đèn ống) III- Hoạt động dạy học Hoạt động của HS Trợ giúp của GV HĐ1: (10 phút) Tìm hiểu việc phân tích một chùm sáng trắng bằng lăng kính a) Đọc tài liậu để nắm được cách làm các thí nghiệm b) Làm thí nghiệm 1 SGK: quan sát khe sáng trắng qua một lăng kính - Mô tả bằng lời và ghi vào vở hình ảnh quan sát được để trả lời cho C1 (ánh sáng chiếu đến lăng kính là ánh sáng trắng; sau lăng kính ta quan sát được một dải màu) c) làm thí nghiệm 2a SGK (ánh sáng các ánh sáng màu riêng rẽ trong dải màu cầu vồng) theo tiến trình: - Tìm hiểu mục đích thí nghiệm - Dự đoán kết quả thu được nếu chắn chùm sáng bằng một tấm lọc màu đỏ, rồi màu xanh. - quan sát hiện tượng và kiểm tra dự đoán ở trên - Ghi câu trả lời cho một phần C2 vao vở. d) Làm thí nghiệm 2b SGK (quan sát dải màu qua tấm lọc nửa màu xanh, nửa màu đỏ) theo trình tự: - Tìm hiểu mục đích thí nghiệm - Nếu cách làm thí nghiệm và dự đoán kết quả - quan sát hiện tượng và kiểm tra dự đoán - Ghi câu trả lời chophần còn lại C2 vào vở. e) Trả lời C3 và C4 - cá nhân suy nghĩ và nêu ý kiến - Thảo luận nhóm để đi đến câu trả lời chung. Hướng dẫn HS đọc tài liệu và làm thí nghiệm 1 SGK - quan sát cách bố trí thí nghiệm - Quan sát hiện tượng xảy ra - Mô tả hình ảnh quan sát được Phải đặt các câu hỏi để định hướng sự quan sát và sự mô tả hiện tượng của HS : Quan sát sự bố trí của các khe, của lăng kính cvà của mắt; mô tả xem ánh sáng chiếu đến lăng kính là ánh sáng gì, ánh sáng mà ta thấy được sau lăng kính là những ánh sáng gì? Hướng dẫn HS làm 2a SGK - nêu mục đích làm thí nghiệm (dùng các tấm lọc màu để chắn chùm sáng). các tấm lọc này có thể đặt trước và ghi câu trả lời của C2 vào vở. Chú ý là dùng tấm lọc màu đỏ, ta sẽ vẫn thấy một quang phổ liên tục màu nhờ nhờ, nhưng vạch đỏ thì sáng rõ. Khi dùng tấm lọc màu xanh thì thấy vạch màu xanh sáng rõ. Điều đáng chú ý là vị trí của vạch màu xanh lệch khỏi vị trí của vạch màu đỏ một cách rõ ràng. Hướng dẫn HS làm thí nghiệm thí nghiệm 2b SGK - Nêu mục đích của thí nghiệm là thấy rõ sự ngăn cách giữa dải màu đỏ và giải màu xanh - Hỏi về cách làm thí nghiệm (dùng tấm lọc nửa đỏ nửa xanh để có thể quan sát được đồng thời vị trí của hai dải sáng màu đỏ và màu xanh) - Yêu cầu HS quan sát và mô tả hiện tượng (thấy hai vạch đỏ và vạch xanh tách rời nhau rõ rệt), ghi câu trả lời vào vở. Tổ chức cho HS thảo luận để trả lời C3 và C4 (Các thí nghiệm 2a và 2b SGK nhằm giải thích hiện tượng quan sát được ở thí nghiệm 1. Hai thí nghiệm này cho ta thấy: sau lăng kính có hai chùm sáng xanh và đỏ tách rời nhau, truyền theo hai phương khác nhau) - Đánh giá các câu trả lời C3, C4 Tổ chức hợp thức hoá kết luận. Dù kết luận này đã được viết dưới dạng tường minh trong SGK nhưng cũng cần phải cho tập thể HS trong lớp chấp nhận. HĐ2: (15 phút) Tìm hiểu việcphân tích ánh sáng trắn bằng đĩa CD - Làm thí nghiệm 3 SGK - Trả lời C5, C6 và ghi vao vở. Hướng dẫn HS làm thí nghiệm 3 SGK Giới thiệu tác dụng phân tích ánh sáng của mặt ghi của đĩa CD và cách quan sát ánh sáng đã được phân tích. Yêu cầu HS quan sát trả lời cho C5, C6 - Uốn nắn các câu trả lời của HS - Tổ chức hợp thức hoá kết luận HĐ3: (5 phút) Củng cố bài Tự đọc SGK và phát biểu theo yêu cầu của GV Yêu cầu HS tự đọc mục III và phần ghi nhớ, chỉ định HS phát biểu. Bài 54 Sự trộn các ánh sáng màu I - Mục tiêu 1. Trả lời được câu hỏi, thế nào là sự trộn hai hay nhiều ánh sáng màu với nhau. 2. TRình bày và giải thích được thí nghiệm trộng các ánh sáng màu 3. Dưa vào sự quan sát , có thể mô tả được màu của ánh sáng mà ta thu được khi trộn hai hay nhiều ánh sáng màu với nhau. 4. Trả lời được các câu hỏi: Có thể trộn được ánh sáng trắng hay không, có thể trộng được “ánh sáng đen” hay không . II- Chuẩn bị Đối với mỗi nhóm HS - 1 đèn chiếu có ba cửa sổ và hai gương phẳng - 1 bộ các tấm lọc màu (đỏ, lục, lam) và một tấm chắn sáng. - 1 màn ảnh - 1 giá quang học Hoạt động của HS Trợ giúp của GV HĐ1: (10 phút) Tìm hiểu khái niệm về sự trộn các ánh sáng màu a) Đọc tài liệu để tìm hiểu khái niệm về sự trộn các ánh sáng màu b) Quan sát thiết bị mà ta dùng để trộn các ánh sáng màu. Hướng dẫn HS đọc tài liệu và quan sát thiết bị thí nghiệm Thông báo về kháiniệm trộn các ánh sáng màu. Nếu cả lớp có một bộ dụng cụ thí nghiệm thì GV nên chỉ cho cả lớp rõ từng bộ phận của dụng cụ. HĐ2: (15 phút) Tìm hiểu kết quả của sự trộn hai ánh sáng màu. a) Nếu có thiết bị thì làm thí nghiệm 1 SGK về sự trộn hai ánh sáng màu theo nhóm theo đúng hướng dẫn của GV Nếu cả lớp có chung một bộ thiết bị thì từng nhóm lên bàn GV quan sát b) Cá nhân quan sát và trả lời C1 vào vở. Tổ chức và hướng dẫn HS làm thí nghiệm 1 SGK Để đảm ảo cho hai chùm sáng mà ta trộn với nhau có cường độ tương đương với nhau, nên đặt hai tấm lọc màu ở hai cửa sổ bên của thiết bị; còn của sổ giữa thì được chắn bằng tấm chắn sáng. đặt màn ảnh ở vị trí gần đèn chiếu, chỗ mà hai chùm sáng cắt nhau. Quan sát và nhận xét về màu của hai chùm sáng. Di chuyển dần mà ảnh ra xa, cho đến chỗ mà hai chùm sáng cắt nhau. Quan sát và nhận xét về màu của màn ảnh ở chỗ mà hai chùm sáng trộn với nhau. Nên cho một số HS nhận xét về màu thu được. Những nhận xét này không nhất thiết phải giống nhau, nhưng không được mâu thuẫn với nhau. Đó là vì cảm giác về màu phụ thuộc nhiều vào chủ quan của từng người. HĐ3: (10 phút) Tìm hiểu sự trộn ba ánh sáng màu với nhau để được ánh sáng trắng. a) Làm thí nghiệm hoặc quan sát thí nghiệm 2 SGK theo sự hướng dẫn của GV b) Rút ra nhận xét và trả lời C2 vào vở c) Vẽ đường đi của các tia sáng trong ba chùm sáng màu, nếu GV yêu cầu d) Tham gia phát biểu kết luận chung theo yêu cầu của GV a) Đọc hiểu thông tin về điểm cực viễn, trả lời các câu hỏi của GV và làm C3 b) Đọc hiểu thông tin về điểm cực cận, trả lời các câu hỏi của GV và làm C4 Hướng dẫn HS làm thí nghiệm 2 SGK Chú ý rằng người ta đã trang bị cho các trường bộ ba tấm lọc màu thích hợp để khi trộn với nhau được ánh sáng trắng. Phải dùng đúng các tấm lọc màu trong bộ đó. Di chuyển dàn màn ảnh ra xa, ta lần lượt thấy những trường hợp sau: - Ba chùm sáng màu tách biệt Một phầ chùm sáng màu ở giữa trộn với chùm sáng màu ở bên phải: một phần chùm sáng màu ở giữa trộn với chùm sáng màu ở bên trái. - Ba chùm sáng màu trộn với nhau. Tổ chức hợp thức hoá kết luận rút ra từ quan sát Nếu có điều kiện về thời gian thì nên cho HS nghiên cứu đường đi của từng chùm riêng rẽ bằng thực nghiệm, rồi vẽ minh hoạ trên giấy. Đây là một kĩ năng rất nên rèn luyện cho HS HĐ4: (5 phút) Củng cố Đọc phần ghi nhớ trong SGK và phát biểu theo yêu cầu của GV Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ trong SGK và chỉ định HS phát biểu. Bài 55 Màu sắc các vật dưới ánh sáng trắng và dưới ánh sáng màu I - Mục tiêu 1. Trả lời được câu hỏi, có ánh sáng màu nào vào mắt khi ta thấy một vật màu đỏ, màu xanh, màu đen... 2. Giải thích được hiện tượng khi đặt các vật dưới ánh sáng trắng thì ta thấy có vật màu đỏ, vật màu xanh, vạt mà trắng, vật màu đen... 3. Giải thích được hiện tượng: Khi đặt các vật dưới ánh sáng đỏ thì chỉ các vật màu đỏ mới giữ nguyên được màu, còn các vật có màu khác thì màu sắc sẽ bị thay đổi. II- Chuẩn bị - Một hộp kín có một cửa sổ có thể chắn bằng các tấm lọc màu đỏ hoặc lục - các vật có màu trắng, đỏ, lục và đen đặt trong hộp - Mọt tấm lọc màu đỏ và một tấm màu lục - Nếu có thể, nên chuẩn bị một vài chiếc ảnh phong ảnh có màu xanh da trời. III- Hoạt động dạy học Hoạt động của HS Trợ giúp của GV HĐ1: (8 phút) Tìm hiểu về màu sắc ánh sáng truyền từ các vật có màu, dưới ánh sáng trắng, đến mắt a) Tìm hiểu nội dung mục 1 b) Trả lời C1, tức là phát biểu nhận xét cụ thể về màu sắc của ánh sáng truyền từ các vật mầu đến mắt. Yêu cầu HS đọc mục I của SGK và trả lời C1 Nhận xét các câu trả lời Chú ý rằng khi nhìn thấy vật màu đen thì có nghĩa là không có bất kì ánh sáng màu nào đi từ vật đó đến mắt. Nhờ có ánh sáng từ các vật khác chiếu đến mắt mà ta mớinhận ra được vật màu đen. HĐ2: (15 phút) Tìm hiểu khả năng tán xạ ánh sáng màu của các vật bằng thựcnghiệm a) nêu mục đích nghiên cứu 9xuất phát từ việc quan sát màu sắc các vật dưới các ánh sáng khác nhau để đi đến kết luận về khả năng tán xạ ánh sáng màu của chúng) b) làm thí nghiệm và quan sát các vật màu trắng, đỏ , lục và đen dưới ánh sáng trắng, ánh sáng đỏ và ánh sáng lục Cá nhân rút ra nhận xét và trả lời C2, C3 - Nhóm thảo luận và rút ra kết luận chung Hướng dẫn HS nắm bắt được mục đích nghiên cứu Hướng dẫn HS làm thí nghiệm, quan sát và nhận xét Tổ chức cho HS phát biểu nhận xét, thảo luận nhóm và rút ra kết luận chung Đánh giá các nhận xét và kết luận HĐ3: (12 phút) Rút ra kết luận chung về khả năng tán xạ ánh sáng màu của các vật a) Trả lời các câu hỏi của GV về khả năng tán xạ ánh sáng màu trong những trường hợp cụ thể b) Suy nghĩ để đi đến kết luận chung Đặt các câu hỏi liên quan đến những nhận xét của HS rút ra từ những thí nghiệm để chuẩn bị cho HS khải quát hoá Tổ chức cho HS khái quát hoá những nhận xét về khả năng tán xạ ánh sáng màu cảu các vâtk và hợp thức hoá các kết luận chung đó. HĐ4 (5 phút) Củng cố Đọc SGK theo yêu cầu của GV và phát biểu theo chỉ định của GV Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ SGK và chỉ định HS phát biểu