Bài giảng bài 53: Kính hiển vi

BÀI 53. KÍNH HIỂN VI I.CÁC KẾT LUẬN VỀ KIẾN THỨC MỚI CẦN XÂY DỰNG VÀ CÂU HỎI ĐỀ XUẤT TƯƠNG ỨNG - Kết luận 1: Kính hiển vi gồm hệ hai thấu kính hội tụ ghép đồng trục. Thấu kính một cho ta ảnh thật lớn hơn vật,thấu kính hai cho ảnh ảo làm kính lúp để quan sát vật. - Câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng: Kính hiển vi có nguyên tắc cấu tạo như thế nào? - Kết luận 2: Để nhìn rõ vật qua kính hiển vi ta phải thay đổi khoảng cách d1 giữa vật kính và thị kính sao cho nhìn thấy ảnh A 2B2 rõ nhất. - Câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng: Làm cách nào để nhìn rõ ảnh của vật qua kính hiển vi? - Kết luận 3: Biểu thức tính số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực . - Câu hỏi đề xuất vấn đề tương ứng: Hãy thiết lập biểu thức tính số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chùng ở vô cực? II. SƠ ĐỒ XÂY DỰNG TỪNG ĐƠN VỊ KIẾN THỨC 1. Sơ đồ 1: ĐVKT1: NGUYÊN TẮC CẤU TẠO KÍNH HIỂN VI Vấn đề Nguyên tắc cấu tạo kính hiển vi ? Giải pháp - GV cho HS quan sát sơ đồ kính hiển vi từ đó hiểu được nguyên tắc cấu tạo. - Gợi ý cho HS thông qua các câu hỏi : + Nêu cấu tạo sơ bộ của kính hiển vi ? + Thấu kính thứ nhất cho ảnh gì ? + Câu hỏi C1: Muốn có ảnh thật thì vật phải đặt trong khoảng nào ? + Thấu kính thứ hai cho ảnh gì? Sự kiện xuất phát Kính lúp có số bội giác lớn nhất cỡ vài chục. Để nhìn rõ các vật rất nhỏ, ví dụ như vi khuẩn,tế bào,…cần phải có các dụng cụ quang học có số bội giác cỡ hàng trăm hay hàng nghìn. Từ các linh kiện quang học đã biết, ta có thể đưa ra nguyên tắc cấu tạo của một dụng cụ quang học có số bội giác lớn hơn nhiều lần so với số bội giác của kính lúp, đó là kính hiển vi. Kết luận Kính hiển vi gồm hệ hai thấu kính hội tụ ghép đồng trục. Thấu kính thứ nhất cho ảnh thật. Muốn có ảnh thật thì vật phải đặt ở ngoài tiêu cự của kính. Thấu kính thứ hai cho ảnh ảo dùng làm quan sát ảnh qua thấu kính thứ nhất. Thực hiện giải pháp HS hoạt động theo nhóm, quan sát, thảo luận và trả lời các câu hỏi. 2. Sơ đồ 2: ĐVKT2: CÁCH NGẮM CHỪNG QUA KÍNH HIỂN VI Sự kiện xuất phát Khi quan sát hình ảnh của các vật rất nhỏ như vi khuẩn, tế bào…qua kính hiển vi nhiều khi lại không rõ, tại sao lại như vây? Đó là vi ta chưa biết cách ngắm chừng. Vấn đề - Phải làm thế nào thì mới quan sát được hình ảnh của vật một cách rõ nét ? - Quan sát như thế nào để đỡ mỏi mắt ? Giải pháp Cho HS quan sát ảnh của vật AB qua kính hiển vi. Yêu cầu HS thảo luận chung cả lớp. Thực hiện giải pháp GV đưa ra sơ đồ tạo ảnh: Để nhìn rõ ảnh, ta phải thay đổi khoảng cách d1 giữa vật và vật kính sao cho ảnh này nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt Để đỡ mỏi mắt, cần điều chỉnh để ngắm chừng ảnh A2B2 ở vô cực. Kết luận Muốn ngắm chừng ở kính hiển vi, ta phải thay đổi khoảng cách d1 giữa vật và vật kính bằng cách đưa toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho mắt nhìn thấy ảnh A2B2 của vật rõ nhất. Vận dụng Vẽ được ảnh của một vật qua kính hiển vi. Biết cách ngắm chừng sao cho quan sát được ảnh rõ nét mà không mỏi mắt. Biết cách sử dụng kính. 3. Sơ đồ 3: ĐVKT 3:SỐ BỘI GIÁC CỦA KÍNH HIỂN VI Sư kiện xuất phát Ta đã biết số bội giác của kính lúp. Vậy số bội giác cuả kính hiển vi được tính như thế nào? Vấn đề bài toán Biểu thức tính số bội giác G trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực? Giải pháp Giáo viên hướng dẫn học sinh cách thiết lập biểu thức tính số bội giác. Thực hiện giải pháp HS thảo luận theo nhóm sau đó lên thực hiện yêu cầu của giáo viên. Học sinh đọc sách giáo khoa, quan sát hình 53.3,tiến hành lập công thức tính độ bội giác. Kết luận Biểu thức tính độ bội giác trong trường hợp ngắm hcừng ở vô cực: Vận dụng Tính toán các đại lượng liên quan đến việc sử dụng kính hiển vi. III.MỤC TIÊU DẠY HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được cấu tạo, tác dụng của kính hiển vi, cách ngắm chừng và cách sử dụng kính. - Tham gia xây dựng được biểu thức độ bội giác của kính hiển vi trong các trường hợp. 2. Về kỹ năng - Rèn luyện kỹ năng vẽ ảnh của một vật qua kính hiển vi - Rèn luyện kỹ năng tính toán xác định các đại lượng liên quan đến việc sử dụng kính hiển vi. IV.CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Tranh ảnh mô phỏng kính hiển vi. Kính hiển vi sử dụng trong trường học (nếu có). 2. Học sinh Ôn tập các kiến thức về tạo ảnh qua kính lúp và tạo ảnh qua hệ thấu kính. V.TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỤ THỂ HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề. Học sinh trả lời các câu hỏi. - HS trả lời. - HS lên bảng viết công thức theo yêu cầu của giáo viên. GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ : - Nêu tác dụng của kính lúp và trình bày khái niệm độ bội giác của kính lúp ? - Viết công thức độ bội giác của kính lúp trong trường hợp ngắm chừng ở điểm cực cận và ở điểm cực viễn ? GV nhận xét và cho điểm. Đặt vấn đề: Kính lúp có số bội giác lớn nhất cỡ vài chục. Để nhìn rõ các vật rất nhỏ, ví dụ như vi khuẩn,tế bào,…cần phải có các dụng cụ quang học có số bội giác cỡ hàng trăm hay hàng nghìn. Từ các linh kiện quang học đã biết, ta có thể đưa ra nguyên tắc cấu tạo của một dụng cụ quang học có số bội giác lớn hơn nhiều lần so với số bội giác của kính lúp, đó là kính hiển vi. Cho HS quan sát hình ảnh kính hiển vi. Hoạt động 2 : Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo của kính hiển vi. HS chú ý quan sát hình ảnh GV đưa ra. HS quan sát sơ đồ kính hiển vi và trả lời câu hỏi. - Gồm hệ hai thấu kính hội tụ đặ đồng trục. - Thấu kính thứ nhất cho ảnh thật - HS trả lời câu hỏi C1 trong SGK: muốn có ảnh thật thì vật phải đặt ở ngoài tiêu cự của kính. - Thấu kính thứ hai cho ảnh ảo. HS quan sát sơ đồ tạo ảnh. HS nhận xét: ảnh A2B2 lớn hơn nhiều so với vật AB. HS lắng nghe và ghi nhớ. Cho HS quan sát sơ đồ của kính hiển vi. Hình bên là sư đồ tạo ảnh của kính hiển vi. GV gợi ý cho HS tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo kính hiển vi thông qua các câu hỏi Nêu cấu tạo sơ bộ của kính hiển vi ? - Thấu kính thứ nhất cho ảnh gì ? Câu hỏi C1: muốn có ảnh thật thì vật phải đặt trong khoảng nào ? - Thấu kính thứ hai cho ảnh gì ? GV đưa ra sơ đồ tạo ảnh qua hình vẽ trong SGK(hình 53.1) Nhận xét về ảnh cuối cùng A2B2 ? Các em vừa tìm hiểu song về nguyên tắc cấu tạo của kính hiển vi. Vậy kính hiển vi là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ,với độlớn hơn nhiều so với độ bội giác của kính lúp. Đặt vấn đề : Để rõ hơn chúng ta đi tìm hiểu cấu tạo của kính hiển vi, từ đó có cách ngắm chừng sao cho ảnh thu được là rõ nét. Hoạt động 3 : Tìm hiểu cấu tạo và cách ngắm chừng của kính hiển vi. HS quan sát hình ảnh HS tiếp thu, ghi nhớ. Vật kính Thị kính Vật quan sát Bộ phận chiếu sáng HS thực hiện nhiệm vụ. Để ảnh A1B1 là ảnh thật thì vật AB phải đặt ngoài khoảng tiêu cự của vật kính(ngoài O1F1) và đặt gần F1. A1B1 = Để A2B2 là ảnh ảo thì A1B1 phải nằm trong khoảng O2F2. Ảnh mà ta quan sát được là ảnh ảo. Để nhìn rõ ảnh, ta phải thay đổi khoảng cách d1 giữa vật và vật kinhsao cho ảnh này nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt. Để đỡ mỏi mắt, cần điều chỉnh để ngắm chừng A2B2 ở vô cực. Ghi chép vào vở. GV cho HS quan sát hình ảnh của kính hiển vi. GV thông báo cấu tạo của kính hiển vi và chỉ từng bộ phận của nó : - Kính hiển vi gồm có hai bộ phận chính là vật kính và thị kính. + Vật kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn,khoảng vài milimet, dùng để tạo ra một ảnh thật, lớn hơn vật nhiều lần. + Thị kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự vài xentimet, được dùng như một kính lúp để quan sát ảnh thật qua vật kính. + Hai thấu kính được ghép đồng trục ở hai đầu của một ống hình trụ; khoảng cách giữa chúng không đổi. + Ngoài ra, còn có bộ phận chiếu sáng vật cần quan sát. Đặt vấn đề : Khi quan sát hình ảnh của các vật rất nhỏ như vi khuẩn, tế bào…qua kính hiển vi nhiều khi lại không rõ, tại sao lại như vây? Phải chăng ta chưa biết ngắm chừng. Để rõ hơn về điều này chúng ta đi tìm hiểu cách ngắm chừng qua kính. GV yêu cầu HS cùng dựng ảnh của vật AB qua kính hiển vi. GV nêu câu hỏi : - Để ảnh A1B1là ảnh thật thì vật AB phải đặt ở đâu ? So sánh ảnh A1B1 với AB ? GV nhận xét : A1B1 đóng vai trò là vật đối với thị kính. Để A2B2 là ảnh ảo thì A1B1 phải nằm trong khoảng nào ? Ảnh mà ta quan sát được là ảnh nào? Để nhìn rõ ảnh A2B2 ta phải điều chỉnh như thế nào ? Để đỡ mỏi mắt thì phải điều chỉnh ảnh A2B2 ở đâu ? Tóm lại, muốn ngắm chừng ở kính hiển vi, ta phải thay đổi khoảng cách d1 giữa vật và vật kính bằng cách đưa toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho mắt nhìn thấy ảnh A2B2 rõ nhất. Hoạt động 4: Xây dựng công thức tính độ bội giác kính hiển vi. HS thảo luận theo nhóm sau đó lên báo cáo kết quả. Từ hình 53.3, ta có: Còn . HS thảo luận theo nhóm sau đó lên báo cáo kết quả. Trong đó: + G∞ : Độ bội giác khi ngắm chừng ở vô cực. + δ : Độ dài quang học của kính hiển vi (là khoảng cách F’1F2). + f1,f2 : Là tiêu cự của vật kính và thị kính. + Đ : khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt. GV yêu cầu HS xây dựng công thức tính số bội giác ngắm chừng ở vô cực. GV nêu các câu hỏi gợi ý: - tanα, tanα0 được xác định như thế nào? - Khi A2B2 ở vô cực, tanα có thể tính theo A1B1được không? GV nêu câu hỏi tiếp - G∞ phụ thuộc như thế nào vào tiêu cự của vật kính và thị kính? GV gợi ý: Gọi khoảng F’1F2 = δ là độ dài quang học thì tỉ số được tính theo độ dài quang học như thế nào? Hoạt động 5: Củng cố bài học thông qua phiếu học tập và giao bài tập về nhà. Nhận phiếu học tập và làm theo yêu cầu HS ghi nhớ nhiệm vụ. Phát phiếu học tập cho HS làm. GV giao bài tập về nhà cho HS, yêu cầu HS trả lời các câu hỏi và làm bài các tập trong SGK trang (262-263). GV dặn dò thêm : đọc trước bài kính thiên văn để phục vụ cho bài học sau được tốt hơn. PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Khẳng định nào sau đây đúng khi nói về kính hiển vi ? Kính hiển vi có số bội giác lớn hơn số bội giác của kính lúp. Cả hai thấu kính của kính hiển vi đều là thấu kính phân kì. Kính hiển vi là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt quan sát những vật rất nhỏ. Kính hiển vi gồm hai bộ phận chính là : vật kính và thị kính. Câu 2: Ảnh của vât tạo bởi kính hiển vi luôn có tính chất : Là ảnh thật, cùng chiều và lớn hơn vật. Là ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật. Là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật. Là ành ảo, ngược chiều và lớn hơn vật. Câu 4: Để điều chỉnh kính hiển vi khi ngắm chừng phải : Thay đổi khoảng cách giữa vật và vật kính bằng cách đưa toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất. Thay đổi khoảng cách giữa vật và vật kính bằng cách giữ nguyên toàn bộ ống kính, đưa vật lại gần vật kính sao cho ảnh của vật to và rõ nhất. Thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất. Thay đổi khoảng cách giữa vật và thị kính sao cho thấy ảnh của vật to và rõ nhất. Câu 4: Công thức về số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở cực cận là : A. B. C. D. VI.NỘI DUNG GHI BẢNG BÀI 53. KÍNH HIỂN VI 1. Nguyên tắc cấu tạo kính kiển vi Kính hiển là hệ hai thấu kính hội tụ ghép đồng trục để tạo góc trông ảnh của vật lớn hơn góc trông vật trực tiếp nhiều lần. Thấu kính thứ nhất cho ta ảnh thật của vật được phóng đại. Thấu kính thứ hai cho ta ảnh ảo, được dùng làm kính lúp để quan sát ảnh này. Kính hiển vi là dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt trong việc quan sát các vật rất nhỏ, nó có số bội giác lớn hơn nhiều số bội giác của kính lúp. Ta có sơ đồ tạo ảnh : 2. Cấu tạo và cách ngắm chừng a. Cấu tạo Thị kính Vật kính Vật quan sát Bộ phận chiếu sáng Kính hiển vi gồm có hai bộ phận chính là vật kính và thị kính. - Vật kính (kính vật) là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn,khoảng vài mm, dùng để tạo ra một ảnh thật, lớn hơn vật nhiều lần. - Thị kính (kính mắt) là một thấu kính hội tụ có tiêu cự vài cm, được dùng như một kính lúp để quan sát ảnh thật qua vật kính. - Hai thấu kính được ghép đồng trục; khoảng cách giữa chúng không đổi. - Ngoài ra, còn có bộ phận chiếu sáng vật cần quan sát. b. Ngắm chừng Muốn ngắm chừng ở kính hiển vi, ta thay đổi khoảng cách d1 giữa vật và vật kính bằng cách đưa toàn bộ ống kính lên hay xuống sao cho mắt nhìn thấy ảnh A2B2 rõ nhất. 4. Độ bội giác của kính hiển vi Độ bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực : ; Hay Mặt khác, ta có : Vậy : Trong đó : + G∞ : Độ bội giác khi ngắm chừng ở vô cực. + δ : Độ dài quang học của kính hiển vi (là khoảng cách F’1F2). + f1,f2 : Là tiêu cự của vật kính và thị kính. + Đ : khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt (Đ25 cm).