(SKKN mới NHẤT) một vài kinh nghiệm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và triển khai lắp đặt một số thí nghiệm dùng cho giảng dạy phần giao thoa sóng cơ, giao thoa ánh sáng trong chương trình vật lý lớp 12

Nhưng qua tìm hiểu thực tế dạy và học ở các trường phổ thông trong tỉnhthì tôi thấy: các thí nghiệm dạy học phần quang học, phần cơ học sóng, phầncảm ứng từ lớp 11, phần cơ học chất lưu

Trang 1

MỤC LỤC Trang

B PHẦN NỘI DUNG 3

III Soạn thảo tiến trình giảng dạy một số bài nhằm kiểm

tra tính khả thi của đề tài

0

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Trang 2

Trêng THPT Th¹ch Thµnh 3  S¸ng kiÕn kinh nghiÖm

A PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

những thành tựu to lớn; những kiến thức khoa học ngày càng sâu và rộng hơn.Khoa học kỹ thuật đã có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộmặt của xã hội loài người, nhất là những ngành khoa học kỹ thuật cao

Cũng như các môn khoa học khác, Vật lý học là bộ môn khoa học cơbản, làm cơ sở lý thuyết cho một số môn khoa học ứng dụng mới ngày nay Sựphát triển của Vật lý học dẫn tới sự xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹthuật điện, kỹ thuật điện tử, tự động hoá và điều khiển học, công nghệ thôngtin…

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm Phần lớn các khái niệm, địnhluật vật lý giảng dạy ở trường phổ thông hiện nay đều rút ra từ thực nghiệm,nên việc sử dụng thí nghiệm trong dạy hoc vật lý đóng vai trò rất quan trọng,không thể thiếu được trong quá trình hình thành kiến thức Thí nghiệm cungcấp cho chúng ta những thông tin, dữ liệu về các hiện tượng, sự vật cần nghiêncứu làm cơ sở cho những khái quát hóa, từ đó rút ra được những tính chấtnhững quy luật cơ bản của sự vật hiện tượng trong tự nhiên

ở trường phổ thông Ngoài ra thí nghiệm còn là phương tiện trực quan giúp chohọc sinh nhanh chóng thu nhận những thông tin chính xác, chân thật và tựnhiên hơn các phương tiện khác Bởi vậy sử dụng thí nghiệm đúng đắn trongdạy học không những góp phần phát triển tư duy cho học sinh mà còn gópphần phát triển các kỹ năng trong quá trình nghiên cứu các hiện tượng, cácđịnh luật vật lý

Thí nghiệm đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động nhận thức của họcsinh Nhưng qua tìm hiểu thực tế dạy và học ở các trường phổ thông trong tỉnhthì tôi thấy: các thí nghiệm dạy học phần quang học, phần cơ học sóng, phầncảm ứng từ lớp 11, phần cơ học chất lưu lớp 10,… đang còn rất thiếu thốn.Một số trường có nhưng do đã quá cũ không còn khả năng hoạt động được, vànhững thiết bị này thường là những chi tiết hoàn chỉnh, đắt tiền và rất khó tháorời ra từng chi tiết để quan sát

các tranh ảnh, hình vẽ, lời nói để mô tả thí nghiệm, từ đó dẫn tới học sinh tiếpthu bài một cách thụ động, miễn cưỡng, không phát huy được tính tích cực, tựlực, sáng tạo của học sinh trong học tập

Với sự cấp thiết như vậy, tôi chọn đề tài “MỘT VÀI KINH NGHIỆM

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT MỘT SỐ THÍ NGHIỆM DÙNG CHO GIẢNG DẠY PHẦN GIAO THOA

GV: NguyÔn v¨n b×nh M«n VËt lý

1

Trang 3

SÓNG CƠ, GIAO THOA ÁNH SÁNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT

LÝ LỚP 12-THPT”

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm phần giao thoa sóng cơ, sóng ánhsáng, nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong chương trình vật lý phổ thông

III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, GIẢ THUYẾT KHOA HỌC:

1 Đối tượng nghiên cứu:

Các dụng cụ thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, kính quan sátgiao thoa ánh sáng

2 Giả thuyết khoa học

Các bộ thí nghiệm khi được chế tạo thành công sẽ góp phần làm tăngtính tích cực, tăng khả năng sáng tạo của học sinh trong việc học tập môn vâtlý

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Thực nghiệm, tiến hành đo, lắp ráp các linh kiện cần thiết cho thí nghiệm

Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông qua đợt thực tâp sư phạm

2

Trang 4

B PHẦN NỘI DUNG I.CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN TỚI CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM I.1 GIAO THOA SÓNG NƯỚC

I.1.1 Hiện tượng giao thoa

Dùng hai hòn bi nhỏ gắn vào hai

nhánh đặt chạm mặt nước Khi thanh P

dao độnghai hòn bi A và B sẽ tạo ra trên

mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo

hình tròn đồng tâm Hai hệ thống đường

tròn mở rộng ra và đan trộn vào nhau

trên mặt nước Khi hình ảnh sóng đã ổn

định, chúng ta phân biệt được trên mặt

nước một nhóm những đường cong tại đó biên độ dao động là cực đại, và xen

kẽ giữa chúng là nhóm những đường cong khác tại đó mặt nước không dao

I.1.2 Lí thuyết giao thoa.

Giả sử A và B là hai nguồn dao

động cùng tần số và cùng pha với nhau

và sóng của chúng cùng truyền tới một

điểm M theo hai đường d1, d2 Hai

nguồn dao động cùng tần số và cùng

pha hoặc độ lệch pha không đổi được

gọi là hai nguồn kết hợp và sóng mà

chúng tạo ra được gọi là sóng kết hợp

Trong thí nghiệm trên, hai hòn bi

không dao động độc lập nhau mà

chúng luôn dao động cùng tần số và cùng pha với thanh P do đó chúng là hainguồn kết hợp

co biên độ các sóng truyền tới M là bằng nhau

Gọi v là vận tốc truyền sóng

PAB

Hình 1.1

Trang 5

Thời gian để sóng truyền từ A đến M là

dao động tại M vào thời điểm t cùng pha với

dao động tại A vào thời điểm

Vì vậy phương trình dao động tại M từ A

Tại những điểm mà hiệu đường đi d = (2n + 1) thì hiệu số pha bằng (2n+1) tức là hai sóng ngược pha nhau, biên độ của sóng tổng hợp bằng 0, ở đâymôi trường không dao động Quỹ tích các điểm này cũng là một họ các đường

I.2 GIAO THOA ÁNH SÁNG:

I.2.1 Thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng

Một đèn Đ chiếu sáng một khe hẹp S nằm trên một màn

chắn M



2 1

Trang 6

S

thấy có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng và những vạchtối xen kẽ nhau một cách đều đặn

I.2.2.Giải thích hiện tượng.

Hiện tượng có những vạch sáng vạch tối xen kẽ nhau chỉ có thể giải thíchbằng sự giao thoa của hai sóng: những vạch sáng ứng với những chỗ hai sónggặp nhau tăng cường lẫn nhau: những vạch tối ứng với những chỗ hai sónggặp nhau triệt tiêu lẫn nhau Ta gọi những vạch sáng, vạch tối này là những vângiao thoa

Nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng, ta sẽ giải thích hiện tượng xảy ratrong thí nghiệm Iâng như sau:

hai sóng ánh sáng, lan tỏa tiếp theo về phía sau Hai chùm sáng này có mộtphần chồng lên nhau và chúng dao thoa với nhau, cho những vân sáng vân tối Hai sóng ánh sáng này dao thoa nhau vì chúng được phát ra từ hai nguồn

Trang 7

+ Khoảng cách từ S1,S2 đến S là không đổi nên độ lệch pha của hai sóngnày là môt hằng số

Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơnsắc khác nhau sẽ không trùng khít với nhau Khi đó ở chính, giữa vân sángcủa các ánh sáng đơn sắc khác nhau trùng với nhau cho một vân trắng gọi là

vân sáng chính giữa Ở hai bên vân sáng chính giữa là giải màu như màu cầu

I.2.4 Vị trí của các vân

trong thí nghiệm Iâng:

a



sin2

Trang 8

Cần rung

Nguồn điện

Đế gỗ

Mô tơ điện

Hình 2.2

Sơ đồ lắp ráp các bộ phận

(a)

(e)

(d)

(b)

(c)

Hình 2.1

I.2.5 Khoảng vân:

Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối cạnh nhau

Cần rung có gắn hai hòn bi,

nguồn điện một chiều, các thanh

- Ta đặt môtơ vào trong một khớp

nối của ống nhựa Rồi đặt lên thanh giá

đỡ phía trong

- Nguồn một chiều được nối với môtơ

Trên trục môtơ ta gắn một đĩa tròn

Trên đĩa ta tạo các rãnh như răng cưa

cách đều nhau

D x

Trang 9

- Đĩa được đặt tiếp xúc với một đầu của cần rung để khi đĩa quay nó sẽ làmcho cần rung dao động.

- Ở chính giữa cần rung ta gắn một trục vuông góc với cần rung, trục này đặtvào hai thanh giá đỡ còn lại

Ta gắn hai hòn bi bằng nhựa vào một thanh thép uốn hình chữ U rồi gắnvào đầu cần rung

Nối mô tơ với nguồn điện rồi đặt cả hệ thống lại gần khay nước sao cho hai

II.2: BỘ THÍ NGHIÊM GIAO THOA ÁNH SÁNG.

II.2.1 Cấu tạo: Hình dạng của kính như hình vẽ

Ống kính gồm hai ống hình trụ ghép với nhau

=8mm

+ Một ống hình trụ dài 20 cm, đường kính  = 42 mm

+ Ba khớp nối thẳng

II.2.2 Nguyên tắc hoạt động.

Dùng hai mảnh bìa cứng không cho ánh sáng truyền qua ta cắt thành haihình tròn có đường kính lần lượt là 48 mm, và 42 mm

+ Mỗi tấm bìa cắt một khe hình chữ nhật kích thước 5  20 mm

+ Một tấm làm khe hẹp S có chắn 2 nửa lưỡi con dao cạo để tạo thành khe

hở kích thước 1 20 mm

khe ta căng một sợi dây có kích thước cỡ micromet

Để tạo ống kính ta dùng khớp nối để nối hai ống lại với nhau các khe hẹp S

và khe Iâng đặt vào trong hai khớp nối còn lại rồi gắn vào các ống như hình vẽ

Hình2.4: Bộ phận tạo khe sáng hẹp S

8

Trang 10

Trang 11

KIỂM TRA TÍNH KHẢ THI CỦA ĐỀ TÀI.

Để kiểm tra tính khả thi của đề tài, tức là tính ứng dụng được trong dạy họccủa các dụng cụ thí nghiệm tôi đã tiến hành soạn thảo hai bài tương ứng vớihai bộ thí nghiệm tôi đã chế tạo được

3- Thái độ: Tuân thủ các bước sử dụng máy

4- Những năng lực cốt lõi cần được chú trọng: Tư duy, kĩ năng thực hành, lắp

ráp thiết bị

Có thể thay đổi khoảng cách giữa khe Iâng và k he hẹp S

Hình 2.7 : Sơ đồ lắp ráp các bộ phận

10

Trang 12

Cần rung

Mô tơ điện

nghiệm và tiến hành thí nghiệm

Lưu ý: Họ các đường hypebol

này đứng yên tại chỗ

Gv: yêu cầu hs trả lời C 1

I-HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA 2 SÓNGNƯỚC

1)Thí nghiệm :Kết

quảthí

nghiệm

2) Giải thích :-Những đường congdao động với biên

độ cực đại ( 2 sónggặp nhau tăngcường lẫn nhau)-Những đường cong

Trang 13

dao động với biên độ cực tiểu đứng yên( 2 sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau)-Các gợn sóng có hình các đường hypebolgọi là các vân giao thoa

phụ thuộc vị trí của điểm M

Gv: M dao động với biên độ cực

đại khi nào ?

(Hai dao động cùng pha

)

d2 –d1 : gọi là hiệu đường đi

Hs: Trả lời

Gv:Y/c HS diễn đạt điều kiện

những điểm dao động với biên

:Phương trình dao động tại 2 nguồn :

d1 = S1M và d2 = S2M

-Biên độ dao động là :

2) Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa a) Vị trí các cực đại giao thoa :

 Hiệu đường đi = một số nguyên lầnbước sóng

 Quỹ tích các điểm này là những đường

là những vân giao thoa cực đại

 k = 0 d1 = d2

b) Ví trí các cực tiểu giao thoa :

12

Trang 14

 Quỹ tích các điểm này là những đường

là những vân giao thoa cực tiểu

GV : ĐK để có giao thoa là gì?

Hs: Nghe và ghi nhớ

III- ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP

a) Dao động cùng phương , cùng tần số.b) Có hiệu số pha không đổi theo thờigian

 Hai nguồn kết hợp phát ra 2 sóng kết hợp.

[1]

4.Củng cố luyện tập

-Nêu công thức xác định vị trí các cực đại và các cực tiểu giao thoa ?

-Điều kiện để có giao thoa ?

Câu 5 (trang 45 sgk) chọn D ; Câu 6 chọn D

= 11cm

5 Hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà

- Trả lời câu hỏi 1,2,3,4 ,

- Bài tập 8 trang 45 SGK và sách bài tập

Trang 15

* Mức độ nhận biết: - Mô tả được thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí

nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng

- Nhớ được giá trị tượng trưng của bước sóng ứng với vài màu thông dụng:

đỏ, vàng, lục…

- Nêu được điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

* Mức độ thông hiểu: - Viết được các công thức cho vị trí của các vân sáng,

tối theo khoảng vân i

* Mức độ vận dụng: - áp dụng được các công thức xác định khoảng vân, vị

trí vận sáng và vân tối để giải các bài tập liên quan

2 Kĩ năng: Quan sát, thu thập được thông tin từ thí nghiệm về hiện tượng giao

thoa ánh sáng

3 Thái độ: Tích cực thảo luận để giải quyết yêu cầu của gv đưa ra.

4 Những năng lực cốt lõi cần được chú trọng: phát hiện, giải quyết vấn đề,

làm việc hợp tác

5 Trọng tâm bài học: Hiện tượng giao thoa ánh sáng, công thức định vị trí

B CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Làm thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc

2 Học sinh: Ôn lại bài 8: Giao thoa sóng.

C CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY - HỌC

HOẠT ĐỘNG CỦA GV-HS NỘI DUNG GHI BẢNG

Gv: Mô tả hiện tượng nhiễu xạ ánh

sáng

Hs: ghi nhận kết quả thí nghiệm và

thảo luận để giải thích hiện tượng

- O càng nhỏ D’ càng lớn so với D

Dành hs khá giỏi: Nếu ánh sáng

truyền thẳng thì tại sao lại có hiện

tượng như trên?

Hs: thảo luận để trả lời

I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

- Hiện tượng truyền sai lệch so với

sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vậtcản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánhsáng

- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như mộtsóng có bước sóng xác định

Gv: Mô tả bố trí thí nghiệm Y-âng

Gv : tiến hành thí nghiệm biểu diễn

II Hiện tượng giao thoa ánh sáng

1 Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng

14

Trang 16

Hs: quan sát , thảo luận và nhận xét

Dành HS yếu kém: Giải thích tại sao

lại xuất hiện những vân sáng, tối trên

M?

Dành hs khá giỏi: Để tại A là vân

sáng thì hai sóng gặp nhau tại A phải

thoả mãn điều kiện gì?

Dành hs yếu kém: Làm thế nào để

xác định vị trí vân tối?

- Lưu ý: Đối với vân tối không có

khái niệm bậc giao thoa

Gv: Nêu định nghĩa khoảng vân và

yêu cầu học sinh tìm công thức tính

khoảng vân dựa trên định nghĩa

- Vị trí các vân sáng:

- Vị trí các vân tối:

3 Khoảng vân

a Định nghĩa: (Sgk)

b Công thức tính khoảng vân:

c Tại O là vân sáng bậc 0 của mọibức xạ: vân chính giữa hay vân trungtâm, hay vân số 0

4 Ứng dụng:

- Đo bước sóng ánh sáng

Trang 17

Nếu biết i, a, D sẽ suy ra được :

Câu hỏi chung: Hãy cho biết quan hệ

giữa bước sóng và màu sắc ánh

sáng?

Hs: đọc Sgk để tìm hiểu

- Hai giá trị 380nm và 760nm được

gọi là giới hạn của phổ nhìn thấy

được chỉ những bức xạ nào có bước

sóng nằm trong phổ nhìn thấy là giúp

được cho mắt nhìn mọi vật và phân

biệt được màu sắc

- Quan sát hình 25.1 để biết bước

sóng của 7 màu trong quang phổ

III Bước sóng và màu sắc

1 Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với mộtbước sóng trong chân không xácđịnh

2 Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìnthấy có: (380 - 760) nm

3 Ánh sáng trắng của Mặt Trời làhỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc

có bước sóng biến thiên liên tục từ 0đến

[1]

Củng cố luyÖn tËp

- Nêu điều kiện để có giao thoa ánh sáng

- Viết công thức xác định khoảng vân i, vị trí vân sáng và vị trí vân tối

Hướng dẫn về nhà

- Các em cần hiểu rõ hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Giải thích được các hiện tượng quan sát thấy trong thực tiễn như váng dầu,

bong bóng xà phòng

- Nêu được ý nghĩa hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Trả lời các câu hỏi trong SGK

III KIỂM NGHIỆM

Nội dung sáng kiến trên đã được kiểm nghiệm qua thực tế giảng dạy tạitrường cho thấy nó phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay

So sánh giảng dạy hai lớp 12 trường THPT Thạch Thành 3

Điểm kiểm tra trước và sau tác động của lớp thực nghiệm: Lớp 12A2

16

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	513,58 KB