Giáo án vật lý - Tiết 59:kính hiển vi & kính thiên văn

TIẾT 59: KÍNH HIỂN VI & KÍNH THIÊN VĂN I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: A. Trọng tâm: * Cấu tạo của kính hiển vi: - Các tác dụng của từng bộ phận và cách điều chỉnh kính hiển vi. - Độ bội giác của kính hiển vi. * Cấu tạo của kính thiên văn: - Các tác dụng của từng bộ phận và cách điều chỉnh kính thiên văn. - Độ bội giác của kính thiên văn. B. Kỹ năng: Có 4 kỹ năng cơ bản sau: kỹ năng giải thích quá trình tạo ảnh của kính hiển vi và kính thiên văn; kỹ năng vẽ đường đi của tia sáng qua kính hiển vi và kính thiên văn; kỹ năng sử dụng kính hiển vi; kỹ năng giải toán về kính thiên văn và kính hiển vi. C. Phương pháp: Diễn giảng, pháp vấn, thực nghiệm. II. CHUẨN BỊ: - Học sinh: xem bài Sgk. - GV: kính hiển vi + tranh ảnh về kính thiên văn và kính hiển vi. III. TIẾN HÀNH LÊN LỚP: A. Ổn định B. Kiểm tra: 1) Kính lúplà gì? Nêu cấu tạo và cách ngắm chừng? 2) Trình bày khái niệm độ bội giác của một dụng cụ quang học bộ trợ cho mắt? C. Bài mới: PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I. GV hỏi học sinh: cũng như kính lúp, đa số học sinh đã biết và sử dụng kính hiển vi, vậy kính hiển vi là gì?  GV nêu định nghĩa như Sgk. * GV trình bày cấu tạo của kính hiển vi I. Kính hiển vi: 1. Định nghĩa: Kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ, với độ bội giác lớn hơn rất nhiều so với độ bội giác của kính lúp. 2. Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính: - Vật kính O1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn dùng để tạo ảnh thật A1B1 lớn hơn rất nhiều lần vật AB. - Thị kính O2 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn có tác dụng như một kính lúp, dùng để tạo ảnh ảo A2B2 lớn hơn rất nhiều so với ảnh trung gian A1B1. * Ngoài ra, còn có một bộ phận tụ sáng dùng để chiếu * Chú ý: vật kính và thị kính được đặt đồng trục (trùng trục chính) và khoảng cách giữa 2 kính là không đổi ( 21 OO = const.) * Khi ngắm chừng ở vô cực: - Để ảnh A2B2 nằm ở  thì ảnh A1B1 phải nằm ở đâu? Theo hình vẽ SGK, thì: tga = ? Nhắc lại: tga0 = ?  G = 0   tg tg = ? Học sinh cho biết, các tỉ số sau là gì: AB BA 11 = ? 2 f Dc = ? =>  G = ? => Kết luận về  G ? sáng vật cần quan sát, có cấu tạo là một gương cầu lõm. 3. Cách ngắm chừng: - Là quá trình di chuyển kích trước vật hoặc vật trước kính để đưa ảnh ảo A2B2 vào trong khoảng nhìn rõ của mắt. - Thông thường, để mắt khỏi phải điều tiết thì người quan sát điều chỉnh sao cho ảnh A2B2 ở vô cực, nghĩa là ảnh A1B1 phải nằm ở tiêu điểm F2 của thị kính  sự ngắm chừng này gọi là sự ngắm chừng ở vô cực. 4. Thiết lập độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực:  G Trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực, ta có: 2 11 22 11 12 11 f BA FO BA AO BA tg  còn: tg a0 = Dc AB Vậy độ bội giác của kính hiển vi là:  G = 0   tg tg = 2 11 . f Dc AB BA =>  G = k1. G2 (1) Trong đó:  1 k AB BA 11 : độ phóng đại của vật kính Xét ở hình trên: A1B1F1 ? D2IF1’ ? => tỉ số: 12 11 FF BA = ? IO BA 2 11 = ? Đặt d = F1’F2 => tỷ số trên sẽ như thế nào? Thay các giá trị k1, G2 vào G =>  G = ? => Học sinh nhận xét về sự phụ thuộccủa  G ? G2 = 2 f Dc : độ bội giác của thị kính (2) Ngoài ra, ta thấy: A1B1F1 ~ D2IF1’ , ta có: ' ' 11 21 1 11 FO FF IO BA  => AB BA 11 = 1 f  => k1 = 1 f  (3) Với d = F1’F2 : độ dài quang học của kính hiển vi. Thay (2), (3) vào biểu thức (1), ta có:  G = 21 . ff Dc Nhận xét: Để kính hiển vi có  G lớn hơn thì f1, f2 của vật kính và thị kính phải nhỏ. Thông thường  G không vượt quá 1500  2000 lần và chọn Dc 25cm. II. GV đặt câu hỏi: Kính thiên văn có tác dụng gì?  GV nêu định nghĩa kính thiên văn. GV trình bày cấu tạo của kính thiên văn. - Sau khi trình bày xong, học sinh II. Kính thiên văn: 1. Định nghĩa: Kính thiên văn là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt làm tăng góc trông ảnh của những vật ở rất xa (các thiên thể) 2. Cấu tạo: gồm 2 bộ phận chính. - Vật kính O1 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn có tác dụng tạo ảnh A1B1 là một ảnh thật ở tiêu diện của một vật AB ở rất xa ( ) hãy so sánh cấu tạo của kính thiên văn và kính hiển vi? Từ hình vẽ, học sinh xác định: tg a = ? tg a0 = ? - Thị kính O2 là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn có tác dụng như một kính lúp để biến ảnh trung gian A1B1 thành ảnh ảo A2B2. Mắt đặt sau thị kính sẽ nhìn thấy ảnh A2B2 này. * Chú ý: vật kính và thị kính được đặt đồng trục (trùng trục chính) nhưng khoảng cách giữa 2 kính có thể thay đổi. 3. Cách ngắm chừng: Là quá trình thay đổi khoảng cách giữa 2 kính để đưa ảnh vào trong khoảng nhìn rõ của mắt. - Để mắt không phải điều tiết, thì người quan sát thường phải điều chỉnh sao cho ảnh A2B2 ở vô cực, nghĩa là ảnh A1B1 phải nằm trùng với tiêu điểm F1’ của vật kính và tiêu điểm F2 của thị kính (A1  F1’  F1) 4. Thiết lập độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực:  G Khi ngắm chừng ở vô cực: 22 11 OF BA tg  với F2O2 = f2: tiêu cự thị kính => HS nêu lên công thức tính độ bội giác của kính thiên văn. 11 11 0 'OF BA tg  với O1F1’ = f1: tiêu cự vật kính => 2 1 2 11 2 11 0 f f f BA f BA tg tgG     => 2 1 f f G   D. Củng cố: Nhắc lại - Kính hiển vi - kính thiên văn - Định nghĩa - Công thức độ bội giác khi ngắm chừng ở  E. Hướng dẫn: - BTVN: 4, 5, 6: Sgk trang 160 và bài tập trong SBT. - Chuẩn bị tiết sau: “Bài tập”