1
BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
1. Lời giới thiệu
Thầy giáo Chu Văn An từng nói: "Hiền tài là nguyên khí của quốc gia".
Thật vậy, một đất nước, một dân tộc muốn phát triển nhanh, đời sống nhân dân
ấm no hạnh phúc thì không thể thiếu người hiền tài.
Bác Hồ kính yêu của chúng ta sinh thời cũng rất quan tâm đến việc đào tạo,
bồi dưỡng nhân tài. Người coi việc diệt giặc đói, giặc dốt quan trọng không kém
việc diệt giặc ngoại xâm.
Tinh thần nghị quyết Đại hội VI của Đảng đã chỉ rõ: Coi đầu tư cho giáo
dục là đầu tư cho phát triển. Trong đó chú trọng đến chất lượng mũi nhọn, muốn
vậy phải đầu tư cho việc dạy, bồi dưỡng và sử dụng nhân tài ở tất cả các bộ môn.
Bộ giáo dục và đào tạo đã có rất nhiều chủ trương mới về công tác bồi
dưỡng học sinh giỏi. Đó là chú trọng tiếp tục xây dựng hệ thống các trường
chuyên một cách hoàn thiện hơn; khuyến khích và tôn vinh những học sinh có
thành tích cao trong học tập; các học sinh có năng khiếu được học với chương
trình nâng cao phù hợp với năng lực và nguyện vọng của các em. Chính vì vậy
mà có thể nói công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là công tác mũi nhọn và trọng tâm
của ngành giáo dục. Nó có tác dụng tích cực, thiết thực và mạnh mẽ trong việc
nâng cao chất lượng cho đội ngũ giáo viên và kích thích tinh thần say mê học tập
của học sinh, nâng cao chất lượng và khẳng định uy tín, thương hiệu nhà trường,
góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung.
Riêng bộ môn Vật lí THCS có đặc thù là nội dung kiến thức gồm 4 phần
chính: Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học. Mỗi phần có nét đặc trưng
riêng, áp dụng các phương pháp giải tương đối khác nhau. Với phần quang hình
học, muốn học tốt kiến thức nâng cao thì ngoài nắm vững kiến thức Vật lí, học
sinh còn phải có kiến thức tương đối vững về hình học.
Hiện nay trên thị trường có rất ít tài liệu tham khảo tốt việc phân loại bài
tập quang hình học. Phương pháp giải cũng chưa được xây dựng thành hệ thống
gây khó khăn cho cả học sinh và giáo viên khi giảng dạy, nhất là khi bồi dưỡng
học sinh giỏi. Toán quang hình trong vật lý nâng cao vốn dĩ là một loại toán hay,
có thể giúp học sinh đào sâu suy nghĩ, rèn luyện tư duy, rèn luyện tính kiên trì và
cẩn thận. Nó được xem là một loại toán khá phong phú về chủ đề và nội dung, về
quan điểm và phương pháp giải toán. Vì thế toán quang hình được xem là một
phần trọng điểm của chương trình Vật lí nâng cao đối với học sinh thi học sinh
giỏi và thi vào 10 chuyên. Song việc giải một bài toán quang hình thường phải sử
dụng rất nhiều kĩ năng của môn hình học như: Vẽ hình, chứng minh, tính kích
2
thước, tính số đo góc và đặc biệt là các bài toán cực trị hình học. Cũng vì lẽ đó
mà với học sinh khi ôn tập thi học sinh giỏi và thi vào 10 chuyên thì phần quang
hình học là một phần khó.
Thực tế để bồi dưỡng cho học sinh dự thi học sinh giỏi các cấp, cần trang
bị cho học sinh một nền tảng kiến thức đầy đủ, sâu rộng và nhất là có phương
pháp cho học sinh dễ học, dễ nhớ và áp dụng tốt trong luyện tập. Vì vậy, người
giáo viên cần có những kinh nghiệm thiết thực để trao đổi kinh nghiệm, xây dựng
phương pháp dạy và học để đạt được kết quả cao. Vì vậy, việc phân loại và nghiên
cứu cách hướng dẫn giải các bài tập quang hình học là một vấn đề có ý nghĩa quan
trọng. Nó góp phần giúp các giáo viên có cơ sở để dạy tốt hơn các bài tập thuộc
phần này. Qua đó chất lượng học sinh giỏi tốt hơn, học sinh có kiến thức vững
vàng hơn khi thi vào các trường chuyên. Chính vì những lí do trên, tôi viết lại một
số kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thành “Phân
loại các dạng bài tập Vật lí bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 phần quang hình”. Với
mong muốn được trao đổi kinh nghiệm với các đồng nghiệp, chia sẻ, học tập lẫn
nhau để cùng tiến bộ; góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy của giáo viên và
hiệu quả học tập của học sinh nói chung. Đó cũng là nội dung, mục đích hướng
tới của sáng kiến kinh nghiệm.
2. Tên sáng kiến: “Phân loại các dạng bài tập Vật lí bồi dưỡng học sinh giỏi lớp
9 phần quang hình”.
3. Tác giả sáng kiến:
- Họ và tên: Dương Thị Hải Vân
- Địa chỉ tác giả sáng kiến: THCS Tích Sơn- Vĩnh Yên- Vĩnh Phúc.
- Số điện thoại: 0987 712 689
- E_mail: duongthihaivan.c2tichson@vinhphuc.edu.vn
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Dương Thị Hải Vân
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:
- Học sinh khối 9 cấp THCS.
- Bồi dưỡng HSG cấp THCS.
6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: tháng 9 năm 2017.
7. Mô tả bản chất của sáng kiến:
Đưa ra các dạng bài tập cơ bản, điển hình của phần quang hình lớp 9 bồi dưỡng
HSG, trong đó có nêu phương pháp giải và một số bài tập áp dụng phương pháp.
- Phân loại các dạng bài tập nâng cao phần quang hình học.
- Phân loại và hướng dẫn giải bài tập quang hình học lớp 9 nâng cao.
- Sắp xếp các dạng bài tập có hệ thống.
- Đưa ra phương pháp làm cho từng dạng bài.
3
7.1. Nội dung của sáng kiến:
7.1.1. Kiến thức cơ bản và nâng cao
1. Định nghĩa: Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi 2 mặt cong (hoặc 1 mặt
cong và 1 mặt phẳng).
2. Phân loại thấu kính
+ Thấu kính rìa mỏng (thấu kính hội tụ): Phần rìa mỏng hơn phần giữa.
+ Thấu kính mép dày (thấu kính phân kỳ): Phần giữa mỏng hơn phần rìa
+ Kí hiệu của thấu kính:
Thấu kính mép mỏng
(thấu kính hội tụ)
Thấu kính mép dày
(thấu kính phân kì)
3. Các đặc điểm của thấu kính
a. Quang tâm: Là điểm nằm giữa thấu kính. Mọi tia sáng đi qua quang tâm đều
truyền thẳng.
b. Trục chính: Đường thẳng qua quang tâm O và vuông góc với thấu kính gọi là
trục chính. Các đường thẳng khác qua O gọi là trục phụ (có vô số trục phụ).
c. Tiêu điểm chính: Là điểm đặc biệt nằm trên trục chính, là nơi hội tụ (hoặc
điểm đồng quy) của chùm tia ló (hoặc tia tới). Một thấu kính có 2 tiêu điểm chính
(1 tiêu điểm vật F và 1 tiêu điểm ảnh F’)
+ Tính chất: Nếu tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính.
Nếu tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính.
Thấu kính hội tụ (TKHT)
Thấu kính phân kì (TKPK)
+ Tiêu điểm vật của TKHT nằm trước TK, của TKPK thì nằm sau TK (phía trước thấu
kính là phía ánh sáng tới, phía sau thấu kính là phía ánh sáng ló ra khỏi thấu kính)
+ Tiêu cự (kí hiệu là f): là khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính.
Vậy: |f| = OF = OF’
F’
F
Chiều truyền ánh sáng
F
F’
Chiều truyền ánh sáng
O
O
4
4. Đường đi của 3 tia sáng đặc biệt
* Các tia đặc biệt
- Tia qua quang tâm O thì truyền thẳng
- Tia qua tiêu điểm chính (hoặc có đường kéo dài qua tiêu điểm chính F) cho tia
ló song song trục chính.
- Tia tới song song trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu
điểm chính F’
5. Kiến thức về quang trục phụ, tiêu điểm phụ:
- Mặt phẳng đi qua tiêu điểm ảnh và vuông góc với trục chính gọi là mặt phẳng
tiêu diện.
- Ngoài quang trục chính, các đường thẳng khác đi qua quang tâm gọi là các quang
trục phụ.
- Các quang trục phụ cắt mặt phẳng tiêu diện tại các tiêu điểm phụ.
- Tia sáng đi song song quang trục phụ thì tia ló đi qua tiêu điểm phụ tương ứng.
* Tia tới bất kỳ
- Vẽ tia tới SI bất kì đến gặp thấu kính.
- Kẻ tiêu diện vuông góc trục chính tại tiêu điểm chính ảnh F’.
- Kẻ trục phụ song song với SI, cất tiêu diện ảnh tại tiêu điểm ảnh phụ
'
p
F
.
- Tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm ảnh phụ
'
p
F
.
F’
O
F’
O
F’
F
O
F
F’
O
F’
F
O
F
F’
O
F’
F
O
F
F’
O
F’
F
5
6. Sự tạo ảnh qua thấu kính
a. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ
+ Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật.
+ Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, cùng chiều với vật.
+ Vật ở rất xa thấu kính cho ảnh thật là một điểm nằm tại tiêu điểm.
b. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì
+ Vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì đều cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn
vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự.
+ Khi vật đặt ở rất xa thấu kính, ảnh ảo của vật là một điểm nằm tại tiêu điểm.
* Cách dựng ảnh của vật qua thấu kính:
+ Để vẽ ảnh của một điểm sáng S qua TK ta vẽ hai tia sáng (đặc biệt) xuất phát
từ S đến TK rồi vẽ hai tia ló, nếu hai tia ló cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh thật, nếu
đường kéo dài của chúng cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh ảo.
+ Để vẽ ảnh của vật sáng, ta vẽ ảnh của các điểm trên vật, rồi nối các điểm ảnh
lại với nhau thì được ảnh của vật.
* Lưu ý:
+ Khi vật vuông góc với trục chính thì ảnh cũng vuông góc với trục chính.
+ Tia sáng có phương đi qua S thì tia ló (hoặc tia khúc xạ, phản xạ) có phương
đi qua ảnh của S.
7. Công thức thấu kính
Công thức thấu kính:
1 1 1
'f d d
Hệ quả
.'
'
'.
'
.
'
dd
fdd
df
ddf
df
ddf
+ Trong đó: d là vị trí của vật so với thấu kính
d’ là vị trí của ảnh so với thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
+ Quy ước: Vật thật: d > 0; vật ảo d < 0
Ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo d’ < 0
Thấu kính hội tụ f > 0; thấu kính phân kì f < 0
8. Nguyên lí truyền ngược của ánh sáng:
Cho một quang hệ bất kì, nếu một tia sáng chiếu tới quang hệ theo hướng
xy, cho tia ló đi theo hướng zt thì nếu chiếu tia sáng tới quang hệ theo hướng tz
sẽ cho tia ló đi theo hướng yx.
