ĐỀ CƢƠNG HƢỚNG DẪN SẢN PHẨM KHOA HỌC KỸ THUẬT Năm học 2014-2015 Tên sản phẩm: Kính Vạn Hoa

Nguyễn Diệu Linh - Sinh năm 2000 Học sinh lớp 9 - Trường THCS Thụy Chính – Thái Thụy Số tiết hướng dẫn: 5 tiết trong đó 2 tiết LT và 3 tiết TH Phần I- Lý thuyết 1- Lịch sử phát minh

ĐỀ CƯƠNG HƯỚNG DẪN SẢN PHẨM KHOA HỌC KỸ THUẬT

Năm học 2014-2015 Tên sản phẩm: Kính Vạn Hoa

Tên sản phẩm: Kính Vạn Hoa

Ngày biên soạn: 25/02/2015

Lĩnh vực: Khoa học Vật lý - Công nghệ

Đối tượng dự thi

1 Nguyễn Hồng Dịu - Sinh năm 2000

2 Nguyễn Diệu Linh - Sinh năm 2000

Học sinh lớp 9 - Trường THCS Thụy Chính – Thái Thụy

Số tiết hướng dẫn: 5 tiết trong đó 2 tiết LT và 3 tiết TH

Phần I- Lý thuyết

1- Lịch sử phát minh

Kính vạn hoa, hay kiếng vạn hoa, là một dụng cụ quang học thường được

tạo thành từ 3 tấm gương xếp theo hình lăng trụ, có tác dụng tạo ra hình ảnh phản

xạ nhiều lần

Kính vạn hoa là một ống gồm những tấm gương chứa những hạt chuỗi, viên sỏi màu, hoặc những vật nhỏ có màu Người xem nhìn vào một đầu

và ánh sáng vào đầu còn lại, phản chiếu qua những tấm gương Loại tiêu biểu có hai tấm gương đặt theo chiều dọc Khi đặt các tấm gương nghiêng 45 độ tạo thành

8 ảnh của vật, tạo thành 6 ảnh khi đặt 60 độ, và 4 ảnh khi đặt ở 90 độ Khi ống được xoay, sự xáo trộn các vật thể nhỏ tạo ra nhiều màu sắc và hình dạng Bất kỳ hình dạng nào của các vật thể được tạo ra đều là những mẫu đẹp đối xứng vì nó được phản chiếu qua gương Kiểu 2 gương tạo thành mẫu hoặc những mẫu được ngăn cách bởi nền đen, trong khi kiểu 3 gương (hình tam giác đóng) tạo thành mẫu lắp đầy khung nhìn

Kính vạn hoa được phát minh bởi Sir David Brewster năm 1816 khi đang làm thí nghiệm về phân cực ánh sáng Nó được cấp bằng phát minh năm 1817 Mẫu thiết kế ban đầu được làm từ một cái ống, trong đó Brewster đặt một cặp gương ở một đầu, đầu kia đặt một đĩa kính mờ Ở giữa, ông đặt những hạt chuỗi Lúc ban đầu nó có dụng ý là một dụng cụ khoa học, nhưng nó nhanh chóng được làm thành đồ chơi

Do hình trong kính vạn hoa được tạo ra một cách tình cờ, nên các hình nhìn

cùng bé), nên Kính vạn hoa được hiểu là hình ảnh đại diện cho cái gì đó rất đa dạng, rất phong phú

2- Nguyên lý hoạt động

- Kính vạn hoa dựa vào hiện tượng phản xạ ánh sáng mà các tia sáng đổi hướng nhiều lần nhờ các tấm kính tạo ra nhiều hình tam giác ghép lại lung linh như viên kim cương xung quanh hình ảnh chính ở giữa

3- Ý tưởng sáng tạo

Kính vạn hoa cũng như bao loại kính khác là dùng để quan sát những hình ảnh đẹp mắt của người dùng Song ở độ tuổi thích khám phá, sáng tạo đổi mới HS muốn lưu giữ nhình hình ảnh đẹp riêng biệt Vì vậy HS đã cùng nhau làm ra sản phẩm "kính vạn hoa "để thực hiện điều đó

4- Ứng dụng

- Sản phẩm được nghiên cứu thiết kế và chế tạo dựa trên sự tổng hợp những kiến thức cơ bản trong SGK Công nghệ, Vật lý THCS và một số sách tham khảo, dựa trên trò chơi của ống kính vạn hoa

- Giúp người quan sát nhận được nhiều hình ảnh khác nhau ở nhiều góc độ

- Sản phẩm có thể thay thế cho các mô hình khi quan sát để vẽ một vật thể trong quá trình học tập và trong sinh hoạt đặc biệt giúp các em có trí tưởng tượng về hình học không gian, tăng tính thẩm mỹ và sáng tạo

- Là cơ sở để các em học tốt các môn học: Công nghệ, Vật lí và Toán học

- Dựa vào hiện tượng phản xạ ánh sáng mà các tia sáng đổi hướng nhiều lần, để ta quan sát được nhiều hình ảnh khác nhau nhờ các tấm kính tạo ra nhiều hình tam

giác ghép lại lung linh như viên kim cương kết hợp với những bông hoa và một số hình vẽ với nhiều sắc màu để ứng dụng trong học tập

- Sản phẩm được hoạt động theo nguyên lí phản xạ ánh sáng

- Giúp học sinh quan sát được nhiều hình ảnh dựa vào hiện tượng phản xạ ánh sáng mà các tia sáng đổi hướng nhiều lần nhờ các tấm kính tạo ra nhiều hình tam giác ghép lại lung linh như viên kim cương xung quanh hình ảnh chính ở giữa Để ứng dụng trong học tập và thực tiễn

- Giúp cho người quan sát thấy vui mắt, tạo tâm lý thoải mái sau quá trình học tập, lao động mệt mỏi

5- Hiệu quả

- Hiệu quả kinh tế: đơn giản, rẻ tiền (dễ làm, nguyên liệu tận dụng đơn giản )

- Hiệu quả xã hội: Sản phẩm phù hợp với tâm lý tuổi thiếu niên Mang tính giáo dục thẩm mỹ và sáng tạo cho thiếu nhi

- Hiệu quả môi trường: Sản phẩm gọn nhẹ, tận dụng được phế liệu xây dựng Thân thiện với môi trường, không gây độc hại

- Có tính giáo dục tích cực tốt về mặt xã hội do giải pháp mang lại, không gây hại cho tác động môi trường mang tính uy tín chất lượng của sản phẩm đảm bảo được tính mỹ quan trong công nghiệp và mỹ quan cho xã hội

Phần II- Thực hành - Hướng dẫn Quy trình công nghệ

I- Vật liệu

+ 3 tấm kính hình chữ nhật (được mài vát cạnh 3cm) có kích thước 7,5cm x 23cm ghép thành hình tam giác (hình vẽ)

+ Giấy si phát quang (xanh, đỏ, vàng, trắng)

+ Những hạt đá phát quang với nhiều màu sắc

+ Một đĩa CD đặt bên dưới tạo các hình ( hoa, hình chữ nhật, hình bình hành, hình

+ Một ống nhựa dài 10cm và 2 lắp có đường kính phi 110

+ Một đèn LED sử dụng với nguồn pin 9V có công tắc điều khiển

+ Một mô tơ điện với nguồn điện áp 12V

Sau đó được cho vào ống tròn và

II- Tiến hành lắp rắp

Bước 1: Ghép kính thành lăng trụ và đặt vào ống tròn, kẹp và cố định bằng 2

đoạn dây điện theo hình tròn xung quanh được gắn kết với nhau

Bước 2: Lắp hệ thống đèn LED để lấy ánh sáng màu

Bước 3: Đặt mẫu vật (là hoa, hình ảnh) ở nắp dưới, nắp trên có đục lỗ để quan sát Bước 4: Hoàn thiện mạch điện, bọc vỏ kính

III- Kết quả sản phẩm

1- Lần thứ nhất:

-Ưu điểm: Đã thu được hình ảnh đẹp nhiều màu sắc lung linh

-Hạn chế: Thao tác sử dụng khó, hình ảnh chưa sống động, không chuyển động, biến đổi được

2- Cải tiến, lắp rắp sản phẩm lần thức Hai: Lắp thêm đế và mô tơ quay vật mẫu

dưới đế (Một giá hình tròn có đường kính là 50cm được lấy từ hộp bánh kẹo làm

bằng nhựa dùng để các nguyên vật liệu trên)

Kết quả:

-Ưu điểm: Đã thu được hình ảnh sống động hơn, hình ảnh đã chuyển động, biến đổi được

-Hạn chế: chưa điều khiển được lăng kính khi quan sát

3- Cải tiến, lắp rắp sản phẩm lần thức ba: Lắp thêm 2 công tắc để điều khiển ánh sáng trong lăng kính và điều khiển môtơ quay mẫu vật 1 đèn báo

Kết quả:

- Khi bật công tắc đèn led trong ống kính vào giữa hình tam giác trên sẽ tạo ra hiệu ứng đặc biệt với nhiều màu sắc, hình ảnh trong khi ta quan sát

- Với thiết kế chế tạo từ chiếc mô tơ để quay những viên đá ở nhiều góc độ khác nhau cho ta nhiều hình ảnh khác nhau dưới ống kính vạn hoa trong mắt người quan sát

Bài học qua quá trình thử nghiệm:

Phấn đấu hoàn thành sản phẩm “Kính vạn hoa” để tham dự cuộc thi sáng

tạo khoa học kỹ thật lần thứ nhất năm học 2014-2015

Qua quá trình hướng dẫn đã góp phần giáo dục cho HS niềm say mê nghiên cứu khoa học Trong quá trình chế tạo và lắp đặt học sinh đã ứng dụng được các kiến thức Toán học trong đo đạc, tính toán vật liệu; kiến thức vật lý để lắp lăng kính, điều khiển nguồn điện, …; kiến thức công nghệ trong trang trí, chọn mẫu vật,…

Rèn cho học sinh kỹ năng tính toán, đo đạc, sử dụng an toàn điện, an toàn lao động, kỹ năng viết nhật ký, báo cáo,…

Rèn thái độ cẩn thận, kiên trì, hợp tác trong hoạt động nhóm

Phần III- Những thuận lợi và khó khăn cơ bản khi nghiên cứu chế tạo

1- Thuận lợi:

-Giáo viên và học sinh đều say mê nghiên cứu khoa học kỹ thuật

-Nhà trường tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành nhiệm vụ học tập

2- Khó khăn:

-Thời gian tổ chức nghiên cứu chế tạo ít do HS còn mải tập trung học văn hóa cơ bản

-Công cụ, dụng cụ hỗ trợ để thiết kế, chế tạo không có (phải nhờ hay thuê thợ làm giúp, phải đi lại quá nhiều)

-Phụ huynh lo lắng kết quả học tập của con em nên chưa tạo điều kiện nhiều cho lĩnh vực nghiên cứu của các em

Phần IV- Kết luận

Sản phẩm “Kính vạn hoa” với hy vọng sẽ mang lại sự mới lạ, thú vị trong hội thi Sáng tạo KHKT lần thứ nhất của ngành GD Thái Thụy tổ chức Sản phẩm đơn giản gọn nhẹ, dễ làm nhưng có tính giáo dục thẩm mỹ, đặc biệt là tạo nên những phút thư giãn cho Học sinh sau quá trình học tập mệt mỏi

Xác nhận của nhà trường Giáo viên hướng dẫn

Bùi Thị Hà

Tổ Vật lý - Công nghệ