Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tiết 45: Thấu kính hội tụ

Ngµy soạn:........................ Ngµy giảng: 9A:..................................... 9B:..................................... Tiết 45: THẤU KÍNH HỘI TỤ. A.MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: -Nhận dạng được thấu kính hội tụ. -Mơ tả được sự khúc xạ của các tia sáng đặc biệt ( tia tới đi qua quang tâm, tia đi qua tiêu điểm, tia // với trục chính) qua thấu kính hội tụ. -Vận dụng kiến thức đã học để giải bài tốn đơn giản về thấu kính hội tụ và giải thích hiện tượng thường gặp trong thực tế. 2. Kĩ năng: - Biết làm TN dựa trên các yêu cầu của kiến thức trong SGK→ tìm ra đặc điểm của thấu kính hội tụ. 3. Thái độ: -Nhanh nhẹn, nghiêm túc. B. DỤNG CỤ: Đối với mỗi nhĩm HS: -1 thấu kính hội tụ tiêu cự khoảng 12cm. -1 giá quang học được gắn hộp kính đặt thấu kính và gắn hộp đèn laser. -1 nguồn điện 12V. Đèn laser đặt mức điện áp 9V. C. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: * ỉn ®Þnh tỉ chøc líp: + líp 9A cã mỈt :..................................... + líp 9B cã mỈt :..................................... * H. Đ. 1: KIỂM TRA BÀI CŨ-TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.( 7 phút) HS1:-Hãy nêu quan hệ giữa gĩc tới và gĩc khúc xạ. -So sánh gĩc tới và gĩc khúc xạ khi ánh sáng đi từ mơi trường khơng khí sang mơi trường nước và ngược lại. Từ đĩ rút ra nhận xét. HS2: +Chữa bài tập 40-41.1. +Giải thích vì sao nhìn vật trong nước ta thường thấy vật nằm cao hơn vị trí thật. -Khi tia sáng truyền từ khơng khí sang các mơi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì gĩc khúc xạ nhỏ hơn gĩc tới. -Khi gĩc tới tăng (giảm) thì gĩc khúc xạ cũng tăng ( giảm). -Khi gĩc tới bằng 00 thì gĩc khúc xạ bằng 00, tia sáng khơng bị gãy khúc khi truyền qua hai mơi trường. -HS: +Bài 40-41.1.Phương án D. +Khi nhìn vật trong nước ta nhìn thấy ảnh của nĩ nằm cao hơn vị trí thật. ĐVĐ: Trong cuốn tiểu thuyết: “Cuộc du lịch của viên thuyền trưởng Hát Tê rát” của Giuyn Vec-nơ, khi đồn du lịch bị mất bật lửa, cả đồn lâm vào cảnh thiếu lửa trong những ngày cực lạnh ở -480C. Một thành viên trong đồn, chỉ với chiếc rìu, con dao nhỏ và đơi bàn tay, đã lấy một tảng băng nước ngọt, đường kính khoảng 30cm, chế tạo được một thấu kính hội tụ trong suốt chẳng khác gì thấu kính pha lê. Dưới ánh nắng mặt trời, ơng đưa thấu kính đĩ ra hứng các tia nắng lên bùi nhùi, chỉ vài phút sau bùi nhùi bốc cháy. Câu chuyện này khơng hồn tồn là hoang đường. TN đốt cháy gỗ bằng một thấu kính băng đã tiến hành thành cơng lần đầu tiên ở Anh vào năm 1763. Thấu kính hội tụ là gì? Chúng ta cĩ thể tự chế tạo thấu kính hội tụ được khơng? *H. Đ.2: TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ (12 phút) -GV chỉnh sửa lại nhận thức của HS. -Yêu cầu đại diện nhĩm nêu kết quả. -GV hỗ trợ giúp HS vẽ lại kết quả TN. HS đọc thơng báo và GV mơ tả thơng báo của HS vừa nêu bằng các kí hiệu. -GV thơng báo cho HS thấy thấu kính vừa làm TN gọi là thấu kính hội tụ, vậy thấu kính hội tụ cĩ đặc điểm gì? -GV chuẩn lại các đặc điểm của thấu kính hội tụ bằng cách quy ước đâu là rìa đâu là giữa. -GV hướng dẫn cách biểu diễn thấu kính hội tụ. I.ĐẶC ĐIỂM CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ Thí nghiệm. -HS đọc tài liệu. -Trình bày các bước tiến hành TN. -HS tiến hành TN. -Kết quả: I C1: Chùm tia khúc xạ qua thấu kính hội tại 1 điểm. O F S C2: SI là tia tới. IK là tia lĩ. Hình dạng của thấu kính hội tụ. –HS nhận dạng. -Thấu kính làm bằng vật liệu trong suốt. -Phần rìa mỏng hơn phần giữa. –Quy ước vẽ và kí hiệu. *H. Đ.3: TÌM HIỂU CÁC KHÁI NIỆM TRỤC CHÍNH, QUANG TÂM, TIÊU ĐIỂM, TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ ( 15 phút) -Yêu cầu HS đọc tài liệu, và làm lại TN H42-2 và tìm trục chính. -Phát biểu và ghi lại khái niệm trục chính của thấu kính hội tụ. -Đọc tài liệu cho biết quang tâm là điểm nào? -Quay đèn sao cho cĩ một tia khơng vuơng gĩc với và đi qua quang tâm → nhận xét tia lĩ. -GV chí vào TN thơng báo tiêu điểm. -GV thơng báo đặc điểm của tia lĩ đi qua tiêu điểm trên hình vẽ ( nếu thời gian cịn ít). II.TRỤC CHÍNH, QUANG TÂM, TIÊU ĐIỂM, TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH HỘI TỤ 1.Khái niệm trục chính. F Tia sáng tới vuơng gĩc với mặt thấu kính hội tụ cĩ một tia truyền thẳng khơng đổi hướng trùng với một đường thẳng gọi là trục chính 2.Quang tâm. -Trục chính cắt thấu kính hội tụ tại điểm O, điểm O là quang tâm. -Tia sáng đi qua quang tâm đi thẳng khơng đổi hướng. 3. Tiêu điểm F. -Tia lĩ // cắt trục tại F F là tiêu điểm. -Mỗi thấu kính hội tụ cĩ hai tiêu điểm đối xứng nhau qua thấu kính. 4. Tiêu cự: F F’ O Là khoảng cách từ tiêu điểm tới quang tâm OF=OF’=f *H. Đ.4: VẬN DỤNG-CỦNG CỐ-HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ.( 10 phút) O F F’ S C7 -Yêu cầu HS đọc mục: “ Cĩ thểchưa biết O F F’ S 1. Vận dụng: -GV chuẩn lại kiến thức cho HS ghi vở phần củng cố. -Yêu cầu HS đọc mục: “Cĩ thể em chưa biết” - GV: +Kết luận trên chỉ đúng với thấu kính mỏng. +Thấu kính mỏng thì giao điểm của trục chính với hai mặt thấu kính coi như trùng nhau gọi là quang tâm. Củng cố: -HS trao đổi nhĩm và rút ra kiến thức thu thập của bài. -Kết luận (SGK) 3.Hướng dẫn về nhà: +Làm bài tập. +Học thuộc phần kết luận. +Làm bài tập 42.1 đến 42.3 SBT. E. RÚT KINH NGHIỆM. Ngµy soạn:........................ Ngµy giảng: 9A:..................................... 9B:..................................... Tiết 46: ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI THẤU KÍNH HỘI TỤ. A.MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: -Nêu được trường hợp nào TKHT cho ảnh thật và cho ảnh ảo của một vật và chỉ ra được đặc điểm của các ảnh này. -Dùng các tia sáng đặc biệt dựng được ảnh thật và ảnh ảo của một vật qua TKHT. 2.Kĩ năng: -Rèn kĩ năng nghiên cứu hiện tượng tạo ảnh của TK hội tụ bằng thực nghiệm. -Rèn kĩ năng tổng hợp thơng tin thu thập được để khái quát hố hiện tượng. 3. Thái độ: Phát huy được sự say mê khoa học. B. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: Đối với mỗi nhĩm HS: -1 thấu kính hội tụ tiêu cự khoảng 12 cm. -1 giá quang học. -1 nguồn sáng. –Khe sáng hình chữ F. -1 màn hứng ảnh. C.TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. 1. ỉn ®Þnh tỉ chøc líp: + líp 9A cã mỈt :..................................... + líp 9B cã mỈt :..................................... 2. Kiểm tra bài cũ: -Hãy nêu đặc điểm các tia sáng qua TKHT. -Hãy nêu cách nhận biết TKHT. GV kiểm tra kiến thức của HS bằng TN ảo. 3.Đặt vấn đề: Như SGK. *H. Đ.2: TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI TKHT (15 phút) -Nghiên cứu bố trí TN hình 43.2 sau đĩ bố trí như hình vẽ. -Kiểm tra và thơng báo cho HS biết tiêu cự của TK f = 12cm. -Yêu cầu HS làm C1, C2. C3 rồi ghi kết quả vào bảng. -GV gợi ý HS dịch chuyển màn hứng ảnh. -Yêu cầu HS báo cáo kết quả của nhĩm mình → nhận xét kết quả của bạn. -GVkiểm tra lại nhận xét bằng TN theo đúng các bước HS thực hiện. I.ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI TKHT 1. Thí nghiệm: -HS: Hoạt động theo nhĩm. Kết quả: a.Đặt vật ngồi khoảng tiêu cự. C1: Đặt vật ở xa thấu kính và màn ở sát thấu kính. Từ từ dịch chuyển màn ra xa thấu kính cho đến khi xuất hiện ảnh rõ nét của vật ở trên màn, đĩ là ảnh thật. Ảnh thật ngược chiều với vật. C2: Dịch vật vào gần thấu kính hơn vẫn thu được ảnh của vật ở trên màn. Đĩ là ảnh thật, ngược chiều với vật. b.Đặt vật trong khoảng tiêu cự. C3: Đặt vật trong khoảng tiêu cự, màn ở sát thấu kính. từ từ dịch chuyển màn ra xa thấu kính, khơng hứng được ảnh ở trên màn. Đặt mắt trên đường truyền của chùm tia lĩ, ta quan sát thấy ảnh cùng chiều, lớn hơn vật. Đĩ là ảnh ảo và khơng hứng được trên màn. 2.Hãy ghi các nhận xét trên vào bảng 1: K/quả Lần TN Vật ở rất xa thấu kính (d) Đặc điểm của ảnh. Thật hay ảo? Cùng chiều hay ngược chiều so với vật? Lớn hơn hay nhỏ hơn vật? 1 Vật ở rất xa thấu kính Ảnh thật Ngược chiều với vật Nhỏ hơn vật 2 D > 2f Ảnh thật Ngược chiều với vật Nhỏ hơn vật 3 F < d < 2f Ảnh thật Ngược chiều với vật Lớn hơn vật 4 D < f Ảnh ảo Cùng chiều với vật Lớn hơn vật 5 D = 2f Ảnh thật Bằng vật -Một điểm sáng nằm ngay trên trục chính, ở rất xa thấu kính, cho ảnh tại tiêu điểm của thấu kính. Chùm tia phát ra từ điểm sáng này chiêú tới mặt thấu kính được coi là chùm song song với trục chính của thấu kính. Vật đặt vuơng gĩc với trục chính của thấu kính cho ảnh cũng vuơng gĩc với trục chính. *H. Đ.3: DỰNG ẢNH CỦA VẬT TẠO BỞI TKHT (15 phút) GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK rồi trả lời câu hỏi ảnh được tạo bởi TKHT như thế nào? - Chỉ cần vẽ đường truyền của hai trong ba tia sáng đặc biệt. GV yêu cầu HS lên bảng vẽ. -GV quan sát HS vẽ và uốn nắn. -Yêu cầu HS nhận xét hình vẽ của bạn. GV kiểm tra lại bằng TN ảo. -Yêu cầu HS dựng ảnh d > 2f. -Yêu cầu HS dựng ảnh d < f. -Yêu cầu nhận xét cách dựng của bạn. -GV chấn chỉnh và thống nhất. - Ảnh thật hay ảo? Tính chất ảnh? GV kiểm tra sự nhân thức của HS bằng TN→ mơ phỏng. HS chỉ dựng ảnh của vật ┴ → chỉ cần dựng ảnh B’của B. GV khắc sâu lại cách dựng ảnh bằng hình ảnh mơ phỏng. III. CÁCH DỰNG ẢNH. 1.Dựng ảnh của điểm sáng tạo bởi TKHT ( HS hoạt động cá nhân) S là một điểm sáng trước TKHT Chùm sáng phát ra từ S qua TKHT khúc xạ ,chùm tia lĩ hội tụ tại S’→ S’ là ảnh của S. S I o F’ F S’ -HS nhận xét. -Thống nhất cách dựng: Ảnh là giao điểm của các tia lĩ. 2. Dựng ảnh của một vật sáng AB tạo bởi TKHT. -HS dựng ảnh vào vở. B I F’A’ A F O B’ B’ B O A’ F A F’ HS nhận xét: -HS chấn chỉnh lại cách dựng ảnh, nếu như cách dựng chưa chuẩn. *H. Đ.4: CỦNG CỐ VÀ VẬN DỤNG (10 phút) 1 Củng cố: -Hãy nêu đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ? -Hãy nêu cách dựng ảnh? 2.Vận dụng: -Yêu cầu HS làm C6. +Bài cho biết điều gì? Phải tìm yếu tố nào? Hình 1: ( TH 1 ) I B O F’ A’ A F H B’ Hình 2: ( TH 2 ) B’ A’ F A B I O C7.Trả lời câu hỏi nêu ra ở phần mở bài. 1 Củng cố: D > f: Ảnh thật, ngược chiểu với vật. D < f: Ảnh ảo, cùng chiều với vật, lớn hơn vật. Vẽ hai tia đặc biệt→dựng hai tia tương ứng→giao điểm của hai tia lĩ là ảnh của điểm sáng. 2.Vận dụng: : TH 1: f = 12cm ; h = 1cm ; d = OA = 36cm d’ = OA’ = ? h’ = A’B’= ? Giải -Xét FAB đồng dạngOHF Cĩ: Hay: A’B’= OH === 0,5(cm) Vậy ảnh cĩ độ cao h’ = 0,5cm +Δ OA'B' ~ Δ OAB nên : d'/d = OA' / OA d' = d.OA' / OA thay số d' = 18cm TH 2: f = 12 cm, OA = d = 8cm, AB = 1cm. TÝnh A’B’. Ta cã AFB ®ång d¹ng víi OFI Nªn: C7: Từ từ dịch chuyển thấu kính hội tụ ra xa trang sách, ảnh của dịng chữ quan sát qua thấu kính cùng chiều và to hơn dịng chữ khi quan sát trực tiếp. Đĩ là ảnh ảo của dịng chữ tạo bởi thấu kính hội tụ khi dịng chữ nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính. Tới một vị trí nào đĩ, ta lại nhìn thấy ảnh của dịng chữ ngược chiều với vật. Đĩ là ảnh thật của dịng chữ tạo bởi thấu kính hội tụ, khi dịng chữ nằm ngồi khoảng tiêu cự của thấu kính, và ảnh thật đĩ nằm ở trước mắt. *Hướng dẫn về nhà: Học thuộc phần ghi nhớ cuối bài. Làm bài tập 43.4 đến 43.6SBT. E. RÚT KINH NGHIỆM: