Giáo án và PPT KHTN 9 cánh diều bài 5: Sự khúc xạ ánh sáng qua thấu kính

BÀI 5: SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG QUA THẤU KÍNH

A. KHỞI ĐỘNG

GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm về nội dung phần khởi động, từ đó định hướng HS vào nội dung của bài học.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về thấu kính

Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu về hình dạng của thấu kính và sự khúc xạ của chùm sáng song song qua thấu kính

Mô tả đặc điểm về hình dạng của các thấu kính ở hình 5.2 và hình 5.3.

Dự kiến sản phẩm:

- Thấu kính là một khối trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong.

- Xét theo hình dạng, ta có thể chia thấu kính thành hai loại: 

+ thấu kính rìa mỏng (phần rìa của thấu kính mỏng hơn phần ở giữa).

+ thấu kính rìa dày (phần rìa của thấu kính dày hơn phần ở giữa).

- Khi chiếu chùm tia sáng song song tới các thấu kính khác nhau đặt trong không khí, ta thấy: 

+ Thấu kính có rìa mỏng cho các tia ló tập trung (hội tụ) tại

một điểm. Thấu kính này được gọi là thấu kính

hội tụ.

+ Thấu kính rìa dày cho các tia ló tách ra xa nhau. Thấu kính này được gọi là thấu kính phân kì.

Nhiệm vụ 2. Xác định nguyên lí hoạt động của thấu kính

Nguyên lí hoạt động của thấu kính.

Dự kiến sản phẩm:

- Với thấu kính rìa mỏng, các lăng kính có đáy hướng về phía trục đối xứng nên chùm tia ló hội tụ. Với thấu kính rìa dày, các lăng kính có đáy hướng ra xa trục đối xứng nên chùm tia ló phân kì.

Nhiệm vụ 3. Tìm hiểu về quang tâm và trục chính của thấu kính

+ Quang tâm của thấu kính là gì?

+ Trục chính của thấu kính là gì?

+ Nêu cách xác định trục chính và quang tâm.

Dự kiến sản phẩm:

- Thấu kính có một điểm O mà mọi tia tới O đều truyền thẳng qua thấu kính. O được gọi là quang tâm của thấu kính và điểm này có thể coi là điểm chính giữa của thấu kính. 

- Đường thẳng đi qua O vuông góc với thấu kính được gọi là trục chính của thấu kính.

Hoạt động 2: Tiến hành thí nghiệm tìm hiểu đường đi của một số tia sáng qua thấu kính

GV phát dụng cụ thí nghiệm và yêu cầu các nhóm HS thực hiện thí nghiệm tìm hiểu đường đi của tia sáng tới song song với trục chính và tia sáng tới đi qua quang tâm của thấu kính theo nội dung Thực hành (SGK – tr31).

Dự kiến sản phẩm:

- Các tia tới quang tâm O của thấu kính đều truyền thẳng.

- Các tia tới song song với trục chính của thấu kính, cho tia ló cắt trục chính hoặc có đường kéo dài cắt trục chính tại điểm F. Điểm này được gọi là tiêu điểm chính của thấu kính. Khoảng cách từ tiêu điểm chính đến quang tâm OF = f được gọi là tiêu cự của thấu kính.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Thấu kính là gì?

• A. Là một khối chất trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong.

• B. Là một khối trong suốt, giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt phẳng và một mặt cong.

• C. Là một khối chất trong suốt, được giới hạn bởi một mặt phẳng và một mặt cong, có phần rìa dày hơn phần giữa.

• D. Là một khối chất trong suốt, được giới hạn bởi một mặt phẳng và một mặt cong, có phần rìa mỏng hơn phần giữa.

Câu 2: Thấu kính hội tụ là thấu kính có đặc điểm nào sau đây?

• A. Phần rìa của thấu kính mỏng hơn phần ở giữa.

• B. Phần rìa của thấu kính dày hơn phần ở giữa.

• C. Phần rìa và phần giữa bằng nhau.

• D. Có hình dạng bất kì.

Câu 3: Tia sáng qua quang tâm O có đặc điểm gì?

• A. Đều truyền thẳng.

• B. Đều đi qua tiêu điểm chính.

• C. Đều đi qua tiêu điểm ảnh.

• D. Đều nằm trên trục chính.

Câu 4: Khi chiếu chùm sáng tới song song tới thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa khi đặt trong không khí, tia ló ra có đặc điểm gì?

• A. Là chùm sáng song song.

• B. Là chùm sáng hội tụ.

• C. Là chùm sáng phân kì.

• D. Không có tia ló.

Câu 5: Khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm chính của thấu kính được gọi là

• A. tiêu điểm ảnh.

• B. quang tâm.

• C. trục chính.

• D. tiêu cự.

Dự kiến sản phẩm:

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

- GV yêu cầu HS làm việc ở nhà theo nội dung sau:

+ Tìm hiểu thêm (SGK – tr31): Tìm hiểu tiêu cự của thấu kính có phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng không. Vì sao?

+ Tìm hiểu thêm (SGK – tr32): Để tạo ra chùm sáng có phạm vi rộng và có cường độ sáng tương đối ổn định trên toàn bộ bề rộng của chùm sáng, người ta đã chế tạo ra thấu kính Fresnel (hình 5.12). Thấu kính này có một số ưu điểm: bề mặt thấu kính rộng nhưng mỏng làm thấu kính có khối lượng nhỏ, đồng thời làm giảm phần ánh sáng bị thấu kính hấp thụ. Thấu kính này được chế tạo từ những phần mặt cầu trong suốt được mô tả ở hình 5.13a. Thấu kính này có cùng tiêu cự với thấu kính ở hình 5.13b nhưng mỏng hơn rất nhiều.

Em hãy tìm hiểu và giải thích sự khúc xạ của các tia sáng qua thấu kính này.