GIÁO ÁN MÔN VẬT LÝ CHƯƠNG 6,7,8,9 NĂM HỌC 20142015

Với lăng kính góc nhỏ góc tới i1 và góc chiết quang A đều nhỏ hơn 10o ta có công thức gần đúng sau đây thường dùng trong các bài tập về Tán Sắc Ánh Sáng mà sắp xét đến ở phần sau: Hiện t

Trang 1

Tiết 57

Chương VI - SÓNG ÁNH SÁNG BÀI 35 – HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG Ngày dạy:

A Mục tiêu bài học:

 Kiến thức

- Mô tả và giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Nắm vững khái niệm ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc

 Kỹ năng

- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra trong tự nhiên

- Giải thích màu sắc của các vật

- Một số câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung của bài

- Những điều cần lưu ý trong SGV

b) Kiến thức bổ trợ bài giảng:

HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

1 Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt là đại lượng n được tính bằng công thức

2 Bước sóng ánh sáng trong chân không là trong đó f là tần số của ánh sáng đang xét

3 Bước sóng ánh sáng trong một môi trường trong suốt có chiết suất n là

Vì nên ta có thể suy được:

4 Sự khúc xạ ánh sáng xảy ra khi một tia sáng (đơn sắc) truyền xiên góc tới mặt phân cách

giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau

Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng là n 1 sini = n 2 sinr

Nhận xét:

 Nếu n 2 > n 1 thì r < i: Tia khúc xạ lệch về phía gần pháp tuyến hơn tia tới (ví dụ như khi

tia sáng truyền từ không khí vào nước)

Trang 2

 Nếu n 2 < n 1 thì r > i: Tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn tia tới (ví dụ như khi tia sáng

truyền từ nước ra không khí)

5 Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi tia sáng truyền theo hướng từ môi trường có chiết

suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn (n1 > n2) và toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ trở lại

môi trường thứ nhất, không có tia khúc xạ.

Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần là

o Tia sáng phải truyền theo hướng từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường

chiết suất nhỏ hơn: n 1 > n 2

o Góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới giới hạn: i > i gh

o Công thức tính i gh là < 1

6 Lăng kính là một khối chất trong suốt hình lăng trụ có tiết diện thẳng là một tam giác Góc

hợp bởi hai mặt bên gọi là góc chiết quang A

Đường đi của tia sáng qua lăng kính sau hai lần khúc xạ và không bị phản xạ toàn

Trang 3

Với lăng kính góc nhỏ (góc tới i1 và góc chiết quang A đều nhỏ hơn 10o) ta có công thức gần

đúng sau đây (thường dùng trong các bài tập về Tán Sắc Ánh Sáng mà sắp xét đến ở phần sau):

Hiện tượng này được gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng

II Kết quả rút ra được từ thí nghiệm về tán sắc ánh sáng của Niutơn

Để cho đơn giản, ta hãy xét trường hợp lăng kính góc nhỏ.

Góc lệch của một tia sáng đơn sắc khi truyền qua lăng kính là D = (n - 1)A.

Vì A không đổi nên:

o Tia đỏ bị lệch ít nhất chứng tỏ chiết suất của thủy tinh làm lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất.

o Tia tím bị lệch nhiều nhất chứng tỏ chiết suất của thủy tinh làm lăng kính đối với ánh sáng tím là lớn nhất.

o Các tia khác có góc lệch trung gian nên chiết suất của thủy tinh làm lăng kính cũng có giá trị trung gian giữa hai giá trị trên

Trang 4

Bằng 2 thí nghiệm khác, Niutơn rút ra được 2 kết luận sau:

 Ánh sáng đơn sắc là ánh sắng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi bị khúc xạ

(chẳng hạn như khi truyền qua lăng kính chẳng hạn)

 Ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục

b) Kết quả: ánh sáng bị lệch về đáy lăng kính và

tách ra thành nhiều màu như cầu vồng

Gọi là tán sắc ánh sáng; dải màu là quang phổ

4 ứng dụng:

a) Phân tích ánh sáng

b) Giải thích hiện tượng cầu vồng

7 Trả lời phiếu trắc nghiệm

Hoạt động 1 ( 7 phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

* Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ

- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em

Hoạt động 2 ( 20 phút) : Bài mới: Chương VI: Sóng ánh sáng Bài 35: Hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Phần 1: Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng, ánh sáng trắng và đơn sắc

* Nắm được sơ lược sự tán sắc ánh sáng, ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng

- Quan sát TN, rút ra nhận xét + GV làm thí nghiệm, yêu cầu HS quan sát,

Trang 5

- Đọc SGK theo HD.

- Thảo luận nhóm về hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Trình bày hiện tượng tán sắc ánh sáng

Hoạt động 3 ( 10 phút): Phần 2: Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng và ứng dụng.

* Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng và ứng dụng

- Tìm hiểu cách giải thích hiện tượng

- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Nhận xét+ Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2

- Trả lời câu hỏi 1, 2 SGK

- Tóm tắt bài Đọc “Bạn có biết” sau bài học

- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy

Hoạt động 5 ( 2 phút): Hướng dẫn về nhà.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau

Tiết 58, 59 BÀI 36 – NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - GIAO THOA ÁNH SÁNG

Trang 6

- Nêu được vân sáng, vân tối là kết quả của sự giao thoa ánh sáng.

- Nêu được hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

b) Kiến thức bổ trợ bài giảng

GIAO THOA ÁNH SÁNG

I Thí nghiệm Y-âng

Đặt một ngọn đèn S (phát ra ánh sáng đơn sắc màu đỏ) trước hai khe S1, S2 thì ở trên một màn màu trắng phía sau mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 ta thấy có các vạch sáng màu đỏ xen kẻ với các vạch màu trắng Hiện tượng này được gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng

 Những vạch sáng màu đỏ là các vân sáng.

 Những vạch màu trắng là những vạch tối vì tại đó ánh sáng màu đỏ bị triệt tiêu, ta chỉ

còn quan sát thấy nền màu trắng của màn

Quá trình sóng ánh sáng truyền từ hai khe S1 S2 đến màn được minh họa bởi đoạn hình động sau đây

Nguồn: Wikipedia.org

(Mời bạn ckick vào hình màu để xem hình động về quá trình truyền sóng ánh sáng tạo ra các

vân giao thoa)

II Lý thuyết về giao thoa sóng ánh sáng

Trang 7

Xét một điểm A trên màn hứng vân, cách O đoạn x và ở phía trên của O.

Hiệu đường đi của ánh sáng tù hai khe S1, S2 đến A là

Nếu coi ánh sáng là sóng thì tại vị trí của vân sáng ta phải có

Vậy:

Tại A là vân sáng nếu

 k = 0 thì x = 0: Điều này chứng tỏ tại O là một vân sáng, ta gọi vân sáng này là vân sáng trung tâm (còn gọi là vân sáng giữa)

 k = 1 thì : Tại vị trí này ta có vân sáng thứ nhất ở phía trên vân sáng trung tâm

 k = 2 thì : Tại vị trí này ta có vân sáng thứ hai ở phía trên vân sáng trung tâm

Vậy:Hai vân sáng liên tiếp cách nhau đoạn Ta gọi khoảng cách này là khoảng vân.

Nếu coi x là tọa độ của điểm A trên màn hứng vân với gốc tọa độ là O, chiều dướng hướng lên,

vân như nói ở trên

 k = 0 thì x = 0,5.i: Điều này chứng tỏ: Tại điểm cách vân sáng trung tâm đoạn bằng 1/2 khoảng vân và ở phía trên O có một vân tối Ta gọi vân tối này là vân tối thứ nhất ở phía trên vân sáng giữa

 k = 1 thì x = 1,5.i: Tại vị trí này ta có vân tối thứ hai ở phía trên vân sáng trung tâm

 k = 2 thì : x = 2,5.i: Tại vị trí này ta có vân tối thứ ba ở phía trên vân sáng trung tâm

Vậy:

Trang 8

Hai vân tối liên tiếp cũng cách nhau đoạn Khoảng cách này cũng chính là

khoảng vân.

Nếu coi x là tọa độ của điểm A trên màn hứng vân với gốc tọa độ là O, chiều dướng hướng lên,

ta thấy:

 k = - 1 thì x = - 0,5.i :Tại vị trí này ta có vân tối thứ nhất ở phía dưới vân sáng trung tâm

 k = - 2 thì x = - 1,5.i: Tại vị trí này ta có vân tối thứ hai ở phía dưới vân sáng trung tâm

III Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng là

"Phải có hai nguồn sáng kết hợp, nghĩa là phải có hai nguồn sáng cùng tần số (cùng màu sắc, cùng bước sóng trong chân không) và có độ lệch pha không đổi"

IV Kết luận quan trọng rút ra được từ thí nghiệm Y-âng là

"Ánh sáng có tính chất sóng"

Người ta chứng minh được ánh sáng nói chung là sóng điện từ Ta nói: Ánh sáng thấy được có bản chất là sóng điện từ.

V Ứng dụng của thí nghiệm Y-âng:

Nhờ thí nghiệm Y-âng mà người ta đo được chính xác bước sóng của mỗi ánh sáng đơn sắc.Kết quả là:

 Ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất là 0,76 (bước sóng trong chân không)

 Ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất là 0,38 (bước sóng trong chân không)

 Các màu trung gian sẽ có bước sóng có giá trị trung gian cho bởi hình sau đây:

Đây là ảnh chụp màn hình của chương trình mô tả phổ màu.

Trong hình: Wavelength là bước sóng tính bằng namômét (nm) ở hàng dưới; Frequency là tần số

tính bằng THz (10 12 Hz) ở hàng trên.

VI Lý thuyết về sự trộn màu phát xạ

Chiếu ba chùm tia đơn sắc đỏ (Red), lục (Green), lam (Blue), lên trên một màn ảnh màu trắng

sao cho tâm của 3 vòng tròn sáng nằm ở vị trí 3 đỉnh của một tam giác đều thì trên màn này ta sẽ quan sát thấy sự trộn màu phát xạ Kết quả như sau:

Trang 9

Đôi khi, ta cũng thấy các màu cơ bản (R, G, B) và các màu thứ cấp (C, M, Y) và "màu đen" (K)

ở hình này trên màn hình TV trong khoảng thời gian đài truyền hình chuẩn bị phát sóng hoặc vừahết giờ phát sóng

Với đài phát hình theo hệ PAL (như ở Việt Nam)

Với đài phát hình theo hệ NTSC (như ở Mỹ)

c) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)

Bài 49+50: Hiện tượng giao thoa ánh sáng

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

1 Thí nghiệm về sự giao thoa ánh sáng:

a) Thí nghiệm: Sơ đồ SGK

b) Kết quả thí nghiệm: vạch màu và tối

xen kẽ, cách nhau đều đặn

c) Giải thích:

- Gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Sóng ánh sáng từ Đ tới 2 khe S1 và S2

- S1 và S2 là 2 nguồn kết hợp, phát ra 2 sóng

kết hợp Tại vùng gặp nhau sẽ tạo ra giao thoa

- hiện tượng giao thoa là bằng chứng thựcnghiệm chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

2 Hiện tượng giao thoa ánh sáng trên bảnmỏng:

SGK

3 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng:

a) Thí nghiệm: SGKb) Giải thích: Sự truyền ánh sáng là một quátrình truyền sóng

c) ứng dụng: trong máy quang phổ cách tửnhiều xạ

Hoạt động 1 (7 phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

* Nắm sự chuẩn bị bài và học bài cũ của học sinh

- Báo cáo tình hình lớp

- Trả lời câu hỏi của thày

- Nhận xét bạn

- Tình hình học sinh

- Yêu cầu: trả lời về hiện tượng tán sắc ánh sáng

Hoạt động 2 ( 38phút) : Bài mới: Bài 49+50: Hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Phần 1: Thí nghiệm về giao thoa ánh sáng

* Nắm được thí nghiệm giao thoa ánh sáng và giải thích thí nghiệm

- Nghe thày trình bày và mô tả lại

- Mô tả thí nghiệm

- Nhận xét bạn

+ GV trình bày thí nghiệm như phần 1.a

- Yêu cầu HS mô tả lại thí nghiệm

- Nhận xét

Trang 10

- Đọc SGK , mô tả kết quả thí nghiệm.

- Thảo luận nhóm

- Trình bày kết quả …

- Nhận xét bạn

+ GV nêu kết quả thấy được trong thí nghiệm

- Yêu cầu HS vẽ hình và mô tả lại kết quả thínghiệm

- Trình bày kết quả thí nghiệm…

- Nhận xét

- Đọc SGK theo HD

- Thảo luận nhóm về hiện tượng

- Trình bày cách giải thích hiện tượng

- Nhận xét bạn

+ HD HS đọc phần 1.b

- Tìm cách giải thích hiện tượng

Hoạt động 3 ( 37 phút): Phần 2: Hiện tượng nhiều xạ ánh sáng.

* Nắm được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

- Thảo luận nhóm về hiện tượng

- Trình bày hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

- Nhận xét bạn

+ HD HS đọc phần 3.a

- Tìm hiểu thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng

- Trình bày hiện tượng xảy ra

- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt

- Thảo luận nhóm về cách giải thích hiện tượng

- Giải thích hiện tượng

- Nhận xét bạn

+ HD HS đọc phần 2.b

- Tìm hiểu cách giải thích hiện tượng

- Về làm bài và đọc SGK bài sau

- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK

- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau

Tiết 60 BÀI 37 – KHOẢNG VÂN – BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG

Ngày dạy:

- Nắm chắc điều kiện để có vân sáng, điều kiện để có vân tối

- Nắm chắc và vận dụng được công thức xác định vị trí vân sáng, vị trí vân tối, khoảng vân

- Biết được cỡ lớn của bước sóng ánh sáng, mối liên hệ giữa bước sóng ánh sáng và màu sắcánh sáng

- Biết được mối quan hệ giữa chiết suất và bước sóng ánh sáng

 Kỹ năng

- Xác định được vị trí các vân giao thoa, khoảng vân

- Nhận biết được tương ứng màu sắc ánh với bước sóng ánh sáng

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

Trang 11

a) Kiến thức và dụng cụ:

- Hình vẽ xác định vị trí vân giao thoa, hình vẽ giao thoa với ánh sáng trắng

- Những diều cần lưu ý trong SGV

b) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)

Bài 37: Khoảng vân

Bước sóng và màu sắc ánh sáng

1 Xác định vị trí các vận giao thoa và khoảng vân:

a) Vị trí của các vân giao thoa:

d2  1 

- A có vân sáng khi: d2 - d1 = k =>

a

Dk

xS  

k là bậc của vân giao thoa, k = 0, +1, +2

k = 0 là vân trung tâm

- A’ có vân tối khi:

212

1 2







 d ( k )d

=>

a

Dk

- Đo được bước sóng => tần số f

- Mỗi màu sắc có bước sóng (f) nhất định

Hoạt động 2 ( 20phút) : Bài mới: Bài 37: Khoảng vân - Bước sóng và màu sắc ánh sáng.

Phần 1: Xác định vị trí vân giao thoa và khoảng vân

* Nắm được vị trí các vân sáng, vân tối trong trường giao thoa

- Thảo luận nhóm tìm hiệu đường đi

- Thảo luận nhóm tìm vị trí vân sáng và vân tối trên

- Thảo luận nhóm tìm khoảng cách đó

- Trình bày khoảng cách tìm được

Hoạt động 3 ( 10phút): Phần 2: Đo bước sóng, bước sóng và màu sắc ánh sáng.

* Nắm được phương pháp đo bước sóng ánh sáng bằng giao thoa; nắm liêm hệ giữa bước sóngánh sáng với màu sắc, chiết suất của môi trường

Trang 12

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Thảo luận nhóm về mối liên hệ

- Trình bày nội dung trên

- Nêu định nghĩa ánh sáng đơn sắc

- Trình bày nôi dung SGK

+ Yêu cầu HS trả lởi câu hỏi C2, C3

- Thảo luận nhóm về mối liên hệ

- Trình bày nội dung trên

- Tóm tắt bài Đọc “Em có biết”sau bài học

- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK

- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau chữa bài tập

Tiết 61, 62 BÀI 38 – BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG

- Nắm được cách tạo ra hai nguồn kết hợp

- Xác định khoảng cách hai nguồn sáng, xác định miền giao thoa và số vân quan sát

Bài 38: Bài tập về giao thoa ánh sáng

1 Tóm tắt kiến thức:

b) Bài 2: SGKCho lưỡng lăng kính có A, n, d, , d’

Tìm trường giao thoa và số vân quan sát được.Giải:

Trang 13

- Vị trí vân sáng:

a

Dk

xS  

- Vị trí vân tối:

a

Dk

N 1 2 ;

d

'dSSP

- Ôn lại phương pháp xác định vị trí vân giao thoa và khoảng vân

- Ôn lại các kiến thức về gương phẳng, lăng kính, thấu kính

3 Gợi ý ứng dụng CNTT:

GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về cách tạo ra nguồn kết hợp

C Tổ chức các hoạt động dạy học :

Hoạt động 2 ( 20 phút) : Bài mới: Bài 38: Bài tập về giao thoa ánh sáng.

Phần 1: Tóm tắt kiến thức liên quan

* Nắm được các công thức cần vận dụng

- Làm theo HD của thày

- Trả lời các vấn đề thày nêu

- Trình bày

- Nhận xét bạn

+ Yêu cầu HS trình bày các kiến thức về:

- Vị trí vân giao thoa, khoảng vân

- Công thức tính góc lệch tia sáng qua lăng kính khi góc tới và góc chiết quang nhỏ

- Tóm tắc các công thức đó

Hoạt động 3 ( 60 phút): Phần 2: Bài tập về giao thoa ánh sáng.

* Học sinh vận dụng được các công thức để giải bài tập về giao thoa ánh sáng

Trang 14

Hoạt động 5 ( 3phút): Hướng dẫn về nhà.

- Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK

- Nhận biết tác dụng các bộ phận của máy quang phổ

- Nêu được nguồn phát, đặc điểm ứng dụng của các loại quang phổ

- Những điều lưu ý trong SGV

b)Kiến thức bổ trợ bài giảng

CÁC LOẠI QUANG PHỔ

I Máy quang phổ lăng kính

1 Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành các thành

phần đơn sắc khác nhau

2 Cấu tạo:

Theo cách đơn giản nhất, một máy quang phổ lăng kính gồm có 3 bộ phận chính

 Ống chuẩn trực có tác dụng biến chùm ánh sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song

song nhờ một thấu kính hội tụ

Trang 15

 Hệ tán sắc gồm một hoặc hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng vừa ra

khỏi ống chuẩn trực

 Ống ngắm hoặc buồng tối (buồng ảnh) là nơi ta đặt mắt vào để quan sát quang phổ của

nguồn sáng cần nghiên cứu hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu

3 Hoạt động:

Chiếu vào khe F của ống chuẩn trực C một chùm ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng J Giả sử nguồn J phát ra hai bức xạ đơn sắc đỏ và tím

 Ánh sáng phát ra từ nguồn J sẽ được thấu kính L1 biến thành chùm tia song song (người

ta bố trí cho khe hẹp F nằm ngay trên tiêu diện vật của thấu kính hội tụ L1)

 Khi chùm sáng song song này đi vào lăng kính thì chúng bị tách ra thành hai chùm sáng sóng song: một chùm màu đỏ và một chùm màu tím lệch theo hai phương khác nhau

 Nhờ thấu kính hội tụ L2 mà trên màn M của buồng tối ta thu được hai vạch quang phổ: Vạch S1 là vạch màu đỏ; vạch S2 là vạch màu tím

II Quang phổ liên tục

1 Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục (liền nhau, không bị đứt đoạn) bắt

 Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào

cấu tạo chất của vật

 Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím

4 Ứng dụng

Dùng để đo nhiệt độ của các vật ở rất xa (nhiệt độ các thiên thể) hoặc các vật có nhiệt độ rất cao

(nhiệt độ của lò luyện kim)

III Quang phổ vạch phát xạ

1 Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ trên nền tối.

Trang 16

1 Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối trên nền quang phổ liên tục.

2 Điều kiện phát sinh:

Đặt một chất khí áp suất thấp trên đường đi của một chùm ánh sáng trắng

Trang 17

4 Ứng dụng

Dùng để nhận biết thành phần cấu tạo chất của các vật

Nhờ nghiên cứu quang phổ của ánh sáng Mặt Trời mà người ta tìm được khí hêli trên bề mặt MặtTrời trước khi tìm được nguyên tố hêli trên Trái Đất Quang phổ của ánh sáng Mặt Tròi mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ vạch hấp thụ

Hình ảnh này cho thấy: Trong một vùng hẹp (màu đỏ) của ánh sáng Mặt Trời có rất nhiều các

vạch hấp thụ

Hình sau đây giúp ta có cái nhìn tổng quát về sự khác nhau giữa các loại quang phổ

Bài 53: Máy quang phổ Quang phổ liên tục

1 Máy quang phổ lăng kính:

a) Định nghĩa: SGK

b) Cấu tạo: 3 bộ phận chính (Vẽ hình)

- ống chuẩn trực: tạo ra chùm sáng song

song, gồm thấu kính hội tụ L1

- Lăng kính P hoặc cách tử nhiễu xạ: phân

tích chùm sáng song song thành nhiều chùm

sáng đơn sắc song song

- Buồng ảnh: tạo ra quang phổ của chùm

sáng, để quan sát hoặc chụp ảnh, gồm thấu

ra những bức xạ có bước sóng xác định và chomột quang phổ vạch riêng, đặc trưng chonguyên tố đó

4 Quang phổ vạch hấp thụ:

a) Định nghĩa: SGKb) Nguồn phát: SGKc) Tính chất: Mỗi chất khí bị kích thích phát

ra những bức xạ có bước sóng xác định và chomột quang phổ vạch riêng, đặc trưng chonguyên tố đó

5 Phép phân tích quang phổ:

a) Định nghĩa: SGKb) Tiện lợi và ứng dụng: Nó cho biết sự cómặt của 1 nguyên tố hoá học trong mẫu Cho

Trang 18

c) Tính chất: Phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt

- Trả lời câu hỏi của thầy

- Nhận xét bạn

- Yêu cầu: trả lời về tán sắc ánh sáng

Hoạt động 2 ( 20 phút) : Bài mới: Bài 39: Máy quang phổ, các loại quang phổ.

Phần 1: Máy quang phổ

* Nắm được cấu tạo và hoạt động của máy quang phổ lăng kính

Hoạt động 3 ( 18 phút): Phần 2: Quang phổ liên tục.

* Nắm được định nghĩa, nguồn phát, tính chất và ứng dụng của quang phổ liên tục

- Thảo luận nhóm về quang phổ liêu tục

- Trình bày khái niệm, nguồn phát, tính chất và ứng

dụng của quang phổ liên tục

* Nắm được định nghĩa, nguồn phát, tính chất của quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ

- Cách thu và điều kiện có quang phổ vạch

Trang 19

Hoạt động 5 ( 5 phút) : Phần 4: Phép phân tích quang phổ.

* Nắm được phép phân tích quang phổ, tiên lợi và ứng dụng

- Thảo luận nhóm về phép phân tích quang phổ

- Trình bày tiện lợi và ứng dụng

- Nhận xét bạn

+ HD HS đọc phần 5 Tìm hiểu các vấn đề sau:

- Tóm tắt bài Đọc “Em có biết” sau bài học

- Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK

- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau

Tiết 65 BÀI 40 – TIA HỒNG NGOẠI TIA TỬ NGOẠI.

- Điều khiển từ xa…

- Những điều lưu ý trong SGV

- Thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại và tử ngoại

TIA HỒNG NGOẠI - TIA TỬ NGOẠI

I Thí nghiệm kiểm chứng sự tồn tại của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Trang 20

Dùng máy quang phổ lăng kính để thu ảnh quang phổ của một nguồn sáng có nhiệt độ rất cao (như hồ quang điện hay ánh sáng Mặt Trởi chẳng hạn) ta thấy trên màn ảnh của máy quang phổ

có một dải màu liên tục từ đỏ đến tím Ở ngoài vùng đỏ và ngoài vùng tím là vùng tối đen

Dùng một cặp nhiệt điện rất nhạy có một mối hàn (gọi là đầu dò D) đặt vào một lỗ nhỏ (có thể dichuyển theo phương thẳng đứng) trên màn F của buồng tối, mối hàn kia của cặp nhiệt điện được nhúng vào nước đá (hoặc đặt ở nơi có nhiệt độ thấp xác định nào đó)

Di chuyển đầu dò D suốt vùng từ đỏ đến tím ta thấy kim điện kế G luôn bị lệch.(dù có thay đổi ítnhiều) Điều này chứng tỏ "Ánh sáng có tác dụng nhiệt"

Nếu đưa đầu dò D của một cặp nhiệt điện vào vùng tối đen ở phía trên vùng đỏ ta cũng thấy kim điện kế G bị lệch (thậm chí nhiều hơn khi còn ở vùng đỏ), chứng tỏ trong vùng này cũng có một loại "ánh sáng" nào đó mà mắt ta không nhìn thấy được Ta gọi các bức xạ trong vùng này là các bức xạ hồng ngoại (IR: Infra Red)

Nếu dùng một lớp bột huỳnh quang phủ kín vùng tối ở phía dưới vùng tím thi ta thấy vùng này phát sáng Điều này chứng tỏ ở ngoài vùng tím có một loại bức xạ không nhìn thấy được nhưng

có khả năng làm phát quang Ta gọi các bức xạ trong vùng này là các bức xạ tử ngoại (UV: UltraViolet)

II Tia hồng ngoại

1 Định nghĩa: Tia hồng ngoại là các bức xạ mà mắt ta không nhìn thấy được (còn gọi là các bức

xạ ngoại vùng khả kiến) có bước sóng từ 0,76 đến vài milimét (lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến cực ngắn)

2 Nguồn phát:

 Mặt Trời là một nguồn phát tia hồng ngoại mạnh.

 Nói chung, các vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều có phát ra tia hông ngoại.

 Đèn dây tóc, bếp gas, lò sưởi là những nguồn phát ra tia hồng ngoại khá mạnh.

 Cơ thể con người có nhiệt độ bình thường là 37oC nên là một nguồn phát ra tia hồng ngoại với bước sóng khoảng 9

Mắt người không nhìn thấy được tia hồng ngoại vì thế để có thể xem các vật phát ra tia hồng ngoại như thế nào người ta phải dùng đến kính ảnh (hay phim ảnh) hồng ngoại hoặc các cảm biến hồng ngoại

Tùy theo chế độ "phiên dịch" mà các bức ảnh hồng ngoại sẽ là ảnh đen trắng hoặc ảnh màu

 Với ảnh có chế độ "phiên dịch" màu ta sẽ có ảnh như sau:

Trang 21

Trong ảnh: Cột bên phải mô tả trình biên dịch màu Ta thấy những chi tiế có màu vàng tươi ứng

với nhiệt độ khoảng 93 o F tức là khoảng 33,9 o C.

Bảng tính dưới đây giúp bạn tính toán những nhiệt độ khác (Nhập nhiệt độ tính theo độ F vào hàng trên, xem giá trị quy đổi sang độ C ở hàng dưới)

Hình dưới đây là ảnh chụp chòm sao Orion (Tráng sĩ) bằng máy ảnh thông thường và bằng máy ảnh hồng ngoại

3 Đặc điểm

 Có tác dụng nhiệt mạnh

 Có tác dụng lên phim ảnh

 Có thể gây ra các phản ứng hóa học (Ví dụ như tạo ra phản ứng trên phim hồng ngoại)

 Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần

4 Ứng dụng

 Dùng để sấy, sưởi

 Dùng để chụp ảnh hay quay phim ban đêm

 Dùng để truyền tín hiệu điều khiển trong các bộ điều khiển từ xa (remote)

III Tia tử ngoại

1 Định nghĩa: Tia hồng ngoại là các bức xạ mà mắt ta không nhìn thấy được (còn gọi là các bức

xạ ngoại vùng khả kiến) có bước sóng từ vài nanômét đến 0,38 (lớn hơn bước sóng của tia

X - xem bài Tia X - và nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím)

2 Nguồn phát:

 Mặt Trời là một nguồn phát ra tia tử ngoại mạnh.

Trang 22

 Hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân là các nguồn phát ra tia tử ngoại khá mạnh.

 Nói chung những vật có nhiệt độ trên 2000 o C đều có phát ra tia tử ngoại (ngoài việc có

phát ra tia hồng ngoại và ánh sáng thấy được)

 Làm ion hóa không khí

 Có tác dụng sinh học, hủy diệt tế bào

Nhờ tác dụng phát quang người ta dùng tia tử ngoại làm máy soi tiền

Trong biểu diễn nghệ thuật người ta sơn lên vật thể các lớp bột phát quang khác nhau, chúng sẽ phát sáng các màu khác nhau khi được chiếu bằng tia tử ngoại

Khi đèn sân khấu tắt và đèn tử ngoại được chiếu vào thì diễn viên trở thành một bộ xương.

4 Ứng dụng

 Dùng để dò tìm vết xướt trên bề mặt sản phẩm

 Dùng để điều trị chứng bệnh còi xương ở trẻ em

 Dùng để tiệt trùng cho thực phẩm

Bài 40: Tia hồng ngoại Tia tử ngoại

nhiệt mạnh, tác dụng lên kính ảnh, gây hiệu ứng

quang điện trong ở một số chất bán dẫn

d) Công dụng: Nó được ứng dụng để sưởi,

sấy khô, chụp ảnh hồng ngoại, quan sát ban

a) Định nghiã: SGK b) Nguồn phát: Phát ra từ những vật nungnóng có nhiệt độ cao (20000C trở lên) hoặc dođèn hồ quang, phóng điện qua hơi thuỷ ngân ở

áp suất thấp

c) Tính chất: Có tác dụng lên kính ảnh, tácdụng sinh lí, ion hoá không khí, khích thíchphát quang một số chất, bị nước và thuỷ tinhhấp thụ mạnh Tia tử ngoại có bước sóng0,18m đến 0,4m truyền qua được thạch anh.Gây phản ứng quang hoá, gây ra hiện tượng

Trang 23

đêm (quân sự), điều khiển từ xa trong các thiết

bị nghe, nhìn

3 Tia tử ngoại:

quang điện

d) Công dụng: Dùng để khử trùng nước, thựcphẩm; để chữ bệnh (còi xương), kích thích phátquang (đèn ống) phát hiện vết nứt trên sảnphẩm

Hoạt động 1 ( 5phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

Hoạt động 2 ( 10 phút) : Bài mới: Bài 40: Tia hồng ngoại và tử ngoại.

Phần 1: Các bức xạ không nghì thấy, tia hồng ngoại

* Nắm được thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại, tử ngoại; định nghiã, nguồn phát, tính chất,công dụng của tia hồng ngoại

- HS ghi nhận kiến thức + GV giới thiệu thí nghiệm phát hiện ra tia

hồng ngoại và tia tử ngoại

+ Đọc SGK theo HD của thầy

+ Thảo luận nhóm tìm:

- Định nghĩa tia hồng ngoại; nguồn phát ra? tính

chất và ứng dụng của tia hồng ngoại?

+ HD HS nêu được các vấn đề sau:

Hoạt động 3 ( 15 phút): Phần 2: Tia tử ngoại.

* Nắm được định nghiã, nguồn phát, tính chất, công dụng của tia tử ngoại

+ Đọc SGK theo HD của thày

+ Thảo luận nhóm tìm:

- Định nghĩa tia tử ngoại; nguồn phát ra? tính chất và

ứng dụng của tia tử ngoại?

+ HD HS nêu được các vấn đề sau:

- Tia tử ngoại là gì?

- Tìm hiểu nguồn phát ra tia tử ngoại?

- Tia hồng ngoại có các tính chất gì?

- ứng dụng tia tử ngoại làm gì?

Trang 24

+ Trình bày các kiến thức theo yêu cầu của thày.

- Trình bày

- Nhận xét bạn

+ Trả lời câu hỏi C1

+ Yêu cầu HS trình bày các vấn đề trên

- Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau

Tiết 66, 67 BÀI 56 – TIA X – THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG

THANG SÓNG ĐIỆN TỪ Ngày dạy:

- Hiểu được bản chất tia X, nguyên tắc tạo ra tia X, các tính chất và công dụng của nó

- Hiểu được thuyết điện từ ánh sáng

- Hình dụng được một cách khái quát thang sóng điện từ

 Kỹ năng

- Trình bày về tia X, phân biện với tia hồng ngoại và tử ngoại

- Phân biệt được các sóng điện từ, cách tạo ra, thu nhân chúng

Rơn-ghen gọi loại bức xạ này là tia X Ngày nay, đôi khi người ta gọi đây là tia Rơn-ghen để tỏ lòng kính trọng ông

Kết luận rút ra từ các thí nghiệm tiếp theo của Rơn-ghen là:

Mỗi khi một chùm tia catốt - tức là một chùm electron có năng lượng lớn - đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X.

Trang 25

Ảnh chụp X quang bàn tay trái của vợ ông Rơnghen do chính ông Rơnghen thực hiện vào ngày 23

tháng 01 năm 1896 trong một buổi thuyết trình Tài liệu đăng tại wikipedia.org

II Cách tạo ra tia X:

Ngày trước, người ta tạo ra tia X bằng ống Rơn-ghen, sau này người ta dùng ống Coolidge

 Anốt là điện cực dương ở phía đối diện với catốt ở thành bình bên kia.

 Đối catốt là một điện cực (thường được nối với anốt) Ở bề mặt của đối catốt là một kim

loại có nguyên tử lượng lớn và khó nóng chảy

b) Hoạt động:

Đặt vào giữa anốt và catốt một hiệu điện thế không đổi (khoảng vài chục kV) thì electron bứt

ra từ catốt được tăng tốc rất mạnh Khi đập vào đối âm cực, các electron bị đột ngột hãm lại và làm phát ra tia X Người ta gọi tia X là bức xạ hãm

2 Ống Coolidge:

a) Cấu tạo:

Ban đầu, ống Cooligde có dạng một bình hình cầu bên trong là chân không và có 2 điện cực:

Trang 26

 Catốt là một chõm cầu có tác dụng làm tập trung các electron về phía tâm của bình cầu.

 Một dây tim để nung nóng catốt.(để catốt phát ra electron) được cấp điện nhờ một nguồn

điện riêng

 Anốt là điện cực dương Bề mặt của anốt là một lớp kim loại có nguyên tử lượng lớn và

khó nóng chảy Để giải nhiệt cho anốt người ta đôi khi cũng chế tạo sao cho có thể đưa một dòng nước chảy luồn bên trong anốt

b) Hoạt động

Khi đặt một hiệu điện thế (xoay chiều hoặc một chiều) vào hai cực của ống Coolidge thì

electron được tăng tốc mạnh và đến đập vào anốt, xuyên sâu vào lớp vỏ nguyên tử của chất làm anốt, tương tác với các lớp electron ở các lớp trong cùng làm phát ra tia X

Hiệu điện thế ở hai cực của ống Cooldge từ vài chục kV đến khoảng 120 kV.

Hiện nay người ta đã chế tạo các loại ống tia X có hình dạng khác nhau dù về nguyên tắc thì giống như ống Coolidge:

Trong nha khoa:

Trong máy chụp X quang thông thường:

Trang 27

Trong các máy CT hoặc CAT:

III Bản chất của tia X:

Tia X là sóng điện từ mà mắt không nhìn thấy được có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia X nhưng lớn hơn bước sóng của tia gamma (xem bài Sự phóng xạ ở chương sau) Bước sóng của tia X có giá trị từ 10 - 11 m đến 10 - 8 m (tức là từ 0,01 nm đến khoảng 1 nm)

 Những tia X có bước sóng từ 0,01 nm đến 0,1 nm có tính đâm xuyên mạnh hơn nên gọi

là tia X cứng

 Những tia X có bước sóng từ 0,1 nm đến khoảng 1 nm có tính đâm xuyên yếu hơn được

gọi là tia X mềm.

IV Tính chất của tia X:

 Tia X có tính đâm xuyên mạnh

 Có tác dụng lên kính ảnh (làm đen kính ảnh dùng để chụp X quang)

 Làm phát quang một số chất

 Làm ion hóa không khí

 Có tác dụng sinh lý, hủy diệt tế bào

Trang 28

 Dùng để diệt khuẩn.

 Dùng trong điều trị ung thư nông, gần da

 Dùng để nghiên cứu cấu trúc của mạng tinh thể

V Thang sóng điện từ

Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng thấy được, tia tử ngoại, tia X, tia gamma đều có bản chất

là sóng điện từ chỉ khác nhau ở bước sóng dẫn đển sự thể hiện khác nhau

Một bảng sắp xếp các loại sóng điện từ này theo thứ tụ bước sóng tăng dần (hoặc giảm dần) gọi

là thang sóng điện từ

Bảng dưới đây là thang sóng điện từ có nguồn từ wikipedia.org được phiên dịch ra tiếng Việt

Bài 41: Tia X Thang sóng điện từ

1 Tia X:

a) Khái niệm: SGK

b) Cách tạo ra tia X: trong ống riêng: ống tia

catốt có lắp thêm đối âm cực bằng kim loại có

nguyên tử lượng lớn, chịu nhiệt độ cao

c) Tính chất: (5)

+ Có khả năng đâm xuyên mạnh (giảm theo

chiều tăng của nguyên tử lượng),

+ Tác dụng lên kính ảnh, ion hoá không khí,

2 Thuyết điện từ ánh sáng: SGK



 v

b) Bảng sắp xếp: SGKc) So sánh: có   -> tạo ra và tính chất 

2 Học sinh:

- Ôn lại kiến thức về tia catốt ở lớp 11

Trang 29

GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về chụp, chiếu điện

C.Tổ chức các hoạt động dạy học :

Hoạt động 1 (5 phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

- Trả lời câu hỏi của thầy

- Nhận xét bạn

- Yêu cầu: trả lời về tia hồng ngoại và tử ngoại

Hoạt động 2 ( 40 phút) : Bài mới: Bài 41: Tia X Thang sóng điện từ Phần 1: Tia X

* Nắm được khái niệm, cách tạo ra, tích chất và công dụng của tia X

- Thảo luận nhóm tìm cách tại ra tia X

- Trình bày cách tạo ra tia X

- Nhận xét bạn

+ HD HS đọc “Bạn có biết” trang 252

- Tạo ra tia X thế nào? Đọc phần 1.a

- Trình bày cách tạo ra

- Tìm hiểu tính chất của tia X?

- Trình bày tính chất của tia X

- Thảo luận nhóm công dụng của tia X

- Trình bày công dụng tia X

- Nhận xét bạn

+ Trả lời câu hỏi C1 và C2

+ HD HS đọc phần 1.c

- Tìm hiểu công dụng tia X

- Trình bày công dụng của tia X

+ Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 và C2

Hoạt động 3 ( 30 phút): Phần 2: Thuyết điện từ ánh sáng Thang sóng điện từ.

* Nắm được thánh sóng điện từ, phân biệt khác nhau giữa chúng

- Thảo luận về thuyết điện từ

- Trình bày được như HD bên

- Nhận xét bạn trình bày

+ HD HS đọc phần 2

+ Tìm hiểu về thuyết điện từ

- Trình bày thuyết sóng điện từ về ánh sáng

- Nhận xét, tóm tắt

- Thảo luận nhóm tìm đặc điểm chung và riêng

của các loại sóng điện từ

- Trình bày được như HD bên

Trang 30

chất sóng); bước sóng ngắn thể hiện khả năng đâm xuyên, ion hoá không khí tốt (tính chất hạt)

- Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.- Đọc bài mới và chuẩn bị bài sau thực hành

Tiết 68 BÀI TẬP

Ngày dạy:

A Mục tiêu

 Kiến thức:

- Nắm được phương pháp giải bài tập về tần số và bước sóng của tia X

- Nắm được phương pháp giải bài tập về tia X

Hoạt động 1: (10phút) Phương pháp giải bài tập

Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên

- Học sinh nghe, hiểu và đưa ra phương pháp giải

bài tập

- Thảo luận theo nhóm

- Đại diện một nhóm lên trình bày phương pháp

chung của nhóm

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung

- Hướng dẫn học sinh đưa ra phương pháp giảibài tập về tính hiệu điện thế giữa AK khi biếtvận tốc của e tới dập vào đối catốt và Tìm fmax

hay min khi biết UAK hoặc v

- Cho lớp thảo luận theo nhóm đưa ra phương pháp

- Quan sát, hướng dẫn từng nhóm

- Nhận xét, và đưa ra phương pháp chung chohọc sinh

Hoạt động 2:(10phút) Sửa bài tập 1,2 SGK trang 213

- Học sinh trình bày phương án giải bài tập của

Trang 31

đưa ra lời giải khoa học nhấtHoạt động 3:(10phút) Giải bài tập 7.32 SBT trang 53Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, hoạt động

theo nhóm

- Đại diện nhóm lên trình bày phương án của mình

- Các nhóm khác quan sát, nhận xét phương án

của nhóm bạn

- Trình bày phương án của nhóm mình

- Hướng dẫn và chia nhóm cho học sinh hoạtđộng

- Quan sát các nhóm trình bày phương án của mình

- Nhận xét, bổ sungHoạt động 4 :(10phút) Giải bài thêm

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, hoạt động

1018Hz

a Tìm số điện tử đập vào đối catốt trong một phút

và hiệu điện thế giữa anốt và catốt, coi rằng điện

tử thoát ra khỏi catốt có vận tốc ban đầu khôngđáng kể

b Hướng chùm bức xạ có tần số trên vào catốtcủa tế bào quang điện có công thoát 4,5eV.Tìm vận tốc ban đầu cực đại và số điện tử giảiphóng khỏi catốt trong một giây Cho công suấtbức xạ của Rơnghen là 0,6W, hiệu suất lượng tửcủa tế bào quang điện là 30%

- Hướng dẫn và chia nhóm cho học sinh hoạtđộng

- Quan sát các nhóm trình bày phương án củamình

- Nhận xét, bổ sungHoạt động 5 :(5phút) củng cố dặn dò

- Ghi câu hỏi về nhà

- Nghe và Ghi câu hỏi hướng dẫn của giáo viên - Cho học sinh bài tập về nhà.- Hướng dẫn học sinh chuẩn bị bài thực hành:

Trang 32

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tạo ra hệ vân giao thoa, nhất là kỹnăng phối hợp việc điều chỉnh ống quan sát với việc quan sát hệ vận giao thoa.

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Dụng cụ thí nghiệm : như trong SGK

- Tiến hành trước thí nghiệm nêu trong bài

- Một số lưu ý khi làm thí nghiệm trong SGV

- Trả lời các câu hỏi trong bài

- Báo cáo thí nghiệm

- Các bước tiến hành thí nghiệm trong SGK đã hướng dẫn

GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về tiến hành thí nghiệm và kết quả

C Tổ chức các hoạt động dạy học :

Bài mới: Bài 57+58: Thực hành: Xác định bước sóng của ánh sáng Phương án 1.

* Nắm được các bước tiến hành làm thí nghiệm theo phương án 1 và kết quả thí nghiệm

Trang 33

- Đọc SGK theo HD.

- Thảo luận nhóm, tiến hành làm thí nghiệm

- Do các đại lượng tìm được

- Viết kết quả thí nghiệm

- Tím toán kết quả cuối cùng

- Ghi kết quả

+ HD HS đọc phương án 1

- Các bước tiến hành thế nào? Làm theo các bước đó

- HD HS làm theo các bước, do các giá trị…

- HD HS làm từng bước, do các đại lượng

- HD viết kết quả thí nghiệm

- Ghi vào báo cáo thí nghiệm

Hoạt động 3 ( 15 phút): Phần 2: Phương án 2:

* Nắm được các bước tiến hành làm thí nghiệm theo phương án 2 và kết quả thí nghiệm

- Thảo luận nhóm, tiến hành làm thí nghiệm

- Do các đại lượng tìm được

- Viết kết quả thí nghiệm

- Tím toán kết quả cuối cùng

- Ghi kết quả

+ HD HS đọc phương án 2

- Các bước tiến hành thế nào? Làm theo các bước đó

- HD HS làm theo các bước, do các giá trị…

- HD HS làm từng bước, do các đại lượng

- HD viết kết quả thí nghiệm

- Ghi vào báo cáo thí nghiệm

Hoạt động 4 ( 20 phút): Vận dụng, củng cố.

- Hoàn thiện báo cáo

- Nộp báo cáo thí nghiệm

- Yêu cầu HS hoàn thiện báo cáo kết quả

- Nộp báo cáo thí nghiệm

- Đọc “Bài đọc thêm” sau bài học

- Đọc tóm tắt chương VI

Tiết 71, 72 Chương VII - LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

BÀI 43 – HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

- Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định lượng hiện tượng quang điện

- Hiểu và phát biểu được các định luật quang điện

 Kỹ năng

- Trình bày hiện tượng quang điện

Trang 34

- Trình bày kết quả thí nghiệm.

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Hình vẽ các hình 43.3; 43.4 SGK

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I.Hiện tượng quang điện

I Thí nghiệm Hertz về hiện tượng quang điện

Đặt một tấm kẽm đã được tích điện âm lên trên một điện nghiệm (tấm kẽm nối với điện cực của điện nghiệm) thì thấy hai lá kim loại của điện nghiệm xòe ra

Chiếu một chùm ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm thì thấy hai lá kim loại của điện nghiệm cụp lạichứng tỏ tấm kẽm bị mất điện tích âm nghĩa là êlectrôn đã bị bật ra khỏi tấm kẽm

Hiện tượng trên không xảy ra nếu

 ban đầu ta tích điện dương cho tấm kẽm

hoặc

 chắn chùm ánh sáng hồ quang bằng một tấm thủy tinh.

Lý do mà hiện tượng không xảy ra là:

 Nếu ban đầu tích điện dương cho tấm kẽm thì tấm kẽm này đang thiếu electrôn Khi chiếu chùm ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm thì cũng có electrôn bị bật ra nhưng sẽ ngaylập tức bị tấm kẽm hút trở lại (Theo định luật Coulomb: "Hai điện tích trái dấu hút

nhau") Do đó điện tích của tấm kẽm không đổi Hai lá kim loại của điện nghiệm vẫn tiếptục xòe ra

 Tia tử ngoại trong chùm hồ quang bị thủy tinh hấp thụ mạnh nên chùm ánh sáng đến được tấm kẽm chỉ là các bức xạ đơn sắc có bước sóng dài (các tia tử ngoại có bước sóng dài, ánh sáng thấy được, tia hồng ngoại) Điều này giúp khẳng định rằng hiện tượng electrôn bị bật ra khỏi tấm kẽm chỉ xảy ra với các bức xạ tử ngoại mà thôi

Từ thí nghiệm trên ta có thể rút ra kết luận sau:

 Hiện tượng ánh sáng làm bật các electrôn ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quangđiện ngoài

 Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra với một số bức xạ đơn sắc nào đó

Trang 35

II Định luật về giới hạn quang điện (Định luật quang điện thứ nhất)

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện của kim loại đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện

Nói ngắn gọn: " Hiện tượng quang điện xảy ra "

 Giới hạn quang điện của các kim loại thông thường (như: bạc, đồng, kẽm, nhôm) ở trong miền tử ngoại.

 Giới hạn quang điện của các kim loại kiềm, kềm thổ (như: canxi, natri, xêsi, kali) ở trong miền ánh sáng thấy được

III Thuyết lượng tử ánh sáng

1 Giả thuyết Plăng

Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hoặc phân tử hấp thụ hoặc bức xạ có một giá trị hoàn

toàn xác định và bằnghf, trong đó h = 6,625.10 - 34 J.s là hằng số Plăng, f là tần số của ánh sáng

ứng với bức xạ đang xét (Hz)

2 Thuyết lượng tử ánh sáng

a) Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn

b) Trong chùm ánh sáng đơn sắc có tần số f thì mỗi phôtôn có một năng lượng không đổi

là trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không, là bước sóng trong chân không của ánh sáng đang xét

c) Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng

d) Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ thì chúng phát xạ và hấp thụ một phôtôn.e) Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên

3 Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng

Theo Anhxtanh, mỗi lần nguyên tử hay phân tử ở bề mặt kim loại hấp thụ một phô tôn thì nó dùng năng lượng này vào hai việc:

cung cấp một một năng lượng A để bứt electrôn ra khỏi liên kết với hạt nhân nguyên tử Năng

lượng này được gọi làcông thoát.

phần năng lượng còn lại biến thành động năng của electrôn khi bứt khỏi kim loại

Như vậy, theo định luật bảo toàn năng lượng thì

Vì nên

Đặt là giới hạn quang điện của kim loại đang xét

Ta suy được điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là

Như vậy công thức tính công thoát của kim loại là

IV Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

 Từ thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng ta thấy ánh sáng có tính chất sóng.

Trang 36

 Từ thí nghiệm về hiện tượng quang điện ta thấy ánh sáng có tính chất hạt (tính chất

lượng tử)

Do vậy ta nói: "Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt"

Chú ý: Dù ánh sáng thể hiện ra là sóng hay là hạt thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ.

V Phần thêm cho chương trình nâng cao:

1 Tế bào quang điện:

a) Cấu tạo:

Tế bào quang điện là một bình cầu bằng thạch anh, trong bình là chân không

Tế bào quang điện gồm có hai điện cực:

 Anốt A là một vòng dây kim loại đặt ở tâm bình cầu.

 Catốt K là một chõm cầu bằng kim loại.

b) Hoạt động:

Đặt một hiệu điện thế UAK vào hai điện cực của tế bào quang điện

UAK có thể thay đổi giá trị (âm, dương hoặc bằng 0) tùy theo vị trí của con chạy C

Chiếu ánh sáng đơn sắc vào catốt của tế bào quang điện và điều chỉnh giá trị của UAK người ta thu được đường biểu diễn sau đây (gọi là đường đặc trưng vôn - ampe của tế bào quang điện)

Đường đặc trưng vôn - ampe này (và một số thí nghiệm cụ thể khác) cho phép kết luận:

 Đối với mỗi kim loại làm catốt thì cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với

cường độ của chùm ánh sáng kích thích (Định luật quang điện thứ hai)

 Động năng ban đầu cực đại của electrôn quang điện (bằng tích e|Uh| ) không phụ thuộc vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh

sáng kích thích và vào bản chất của kim loại dùng làm catốt (Định luật quang điện thứ ba)

2 Các công thức trong các bài toàn dùng tế bào quang điện

a) Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

Trang 37

b) Công thức tính động năng ban đầu cực đại của quang

electrôn: trong đó Uhlà hiệu điện thế hãm (hiệu điện thế

UAK vừa đủ để làm triệt tiêu dòng quang điện, Uh có giá trị âm)

Chú ý: Đôi khi người ta cũng định nghĩa hiệu điện thế hãm U h là một số dương sao cho khi

giảm hiệu điện thế UAK đến giá trị UAK = - Uh thì cường độ dòng quang điện vừa đủ triệt tiêu Khi

đó trong công thức tính động năng ban đầu cực đại ở trên ta không cần dùng dấu | | (dấu trị tuyệtđối)

c) Công thức tính công suất của nguồn sáng: trong đó np là số phô tôn

do nguồn sáng phát ra trong mỗi giây, là bước sóng trong chân không của ánh sáng đơn sắc do nguồn sáng phát ra

d) Công thức tính cường độ dòng quang điênj bão hòa: I bh = n e e trong đó n e là số electrôn

quang điện đến được anốt của tế bào quang điện mỗi giây, e = 1,6.10 - 19 C là điện tích nguyên tố dương

e) Công suất tính hiệu suất lượng tử của tế bào quang điện: .100%

Chương VII- Lượng tử ánh sáng

Bài 43: hiện tượng quang điện - Các định luật

quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

1 Hiện tượng quang điện

a) Thí nghiệm của Hecxơ: SGK

b) Hiện tượng quang điện: SGK

2 Thí nghiệm khảo sát với tế bào quang điện:

a) Thí nghiệm: SGK (vẽ hình)

b) Kết quả:

- Bước sóng ngắn, UAK > 0: có dòng quang điện

-   có 0 là giới hạn quang điện

-  < 0: I = 0 khi UAK < 0 UAK = -Uh Uh:hiệu điện thế hãm

- Ibh phụ thuộc vào cường độ ánh sáng.c) Nhận xét SGK

3 Các định luật quang điện

a) Định luật 1: (giới hạn quang điện) SGKb) Định luật 2: (dòng quang điện bão hoà)SGK

c) Định luật 3: (động năng ban đầu cực đại các êléctron quang điện) SGK

Hoạt động 1 (5 phút) : ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ.

* Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ

- ổn định chỗ ngồi, báo cáo sĩ số học sinh - Yêu cầu báo cáo sĩ số, chuẩn bị bài

Hoạt động 2 ( 15phút) : Chương VII: Lượng tử ánh sáng.

Bài 43: hiện tượng quang điện Các định luật quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

Phần 1: Hiện tượng quang điện:

 Nắm được hiện tượng quang điện

Trang 38

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

+ Trả lời câu hỏi C1

+ Hiện tượng quang điện là gì? Đọc phần 1 b

- Trình bày khái niệm hiện tượng quang điện

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1

Hoạt động 3 ( 20phút) : Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện.

* Nắm được các kết quả thí nghiệm với tế bào quang điện

- Quan sát thí nghiệm, nêu kết quả quan sát

được

- Trình bày kết quả theo trình tự thí nghiệm

- Nhận xét, bổ xung tình bày của bạn

+ Thí nghiệm: GV lắp đặt thí nghiệm, nêu yêucầu thí nghiệm, hướng dẫn HS quan sát kết quả

- Chiếu chùm sáng bước sóng ngắn có Iqd

- Thay đổi kính lọc sắc tìm thấy có 0

-  < 0, thay đổi U, nghiên cứu I thế nào?

-  không đổi thay đổi cường độ á => I thế nào?

- Mỗi phần yêu cầu HS nêu kết quả thí nghiệm

- Nêu nhận xét kết quả quan sát được

- Thảo luận nhóm, trình bày nhận xét của mình

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2, 3, 4

Hoạt động 4 ( 25 phút) : Các định luật quang điện.

 Nắm được nội dung các định luật quang điện

- Đọc SGK phần 2

- Thảo luận nhóm, trình bày nội dung các định

luật quang điện

- Nhận xét bổ xung cho bạn

- Trả lời câu hỏi C5

+ Trình bày nội dung các định luật quang điện?

- Sau định luật 1, GV giải thích về giới hạnquang điện

Trang 39

Hoạt động 5 ( 20 phút): Vận dụng, củng cố.

- Ghi chép tóm tắt

- Trả lời câu hỏi theo yêu cầu của thày

- Tóm tắt kiến thức trong bài

- Trả lời các câu hỏi sau bài học trong phiếu họctập

- Nhận xét, đánh giá kết quả bài dạy

Hoạt động 6 ( 5phút): Hướng dẫn về nhà.

- Về làm bài tập và đọc bài sau

- Làm các bài tập trong SGK

- Đọc và chuẩn bị bài sau

Tiết 73 BÀI 44 - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG Ngày dạy:

- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thính được các định luật quang điện

- Vận dụng công thức của Anhxtanh và các công thức về quang điện để giải bài tập vềquang điện

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Một số kiến thức bổ trợ trong SGV

Bài 44: Thuyết lượng tử ánh sáng

Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng

1 Thuyết lượng tử ánh sáng:

a) Thuyết lượng tử năng lượng của Plăng: SGK

 = hf = hc/; h = 6,625.10-34J.s

b) Thuyết lượng tử ánh sáng Phôton SGK

Mỗi hạt là một phôton hay lượng tử ánh sáng

2 Giải thích các định luật quang điện:

a) Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang

điện Mỗi êléctron hấp thụ hoàn toàn năng lượng

một phôton

2

2 0

+ Ibh tỉ lệ thuận với số êléctron quang điện

+ Số êléctron quang điện tỉ lệ với số phôton

+ Số phôton tỉ lệ với cường độ ánh sáng

+ Suy ra Ibh tỉ lệ với cường độ ánh sáng

- Định luật 3: SGK

Trang 40

A: công thoát; 2

2 0

mvđộng năng ban đầu cực đại của các êléctron quang điện

2 Học sinh:

- Ôn lại bài trước

- Ôn khái niệm sóng và hạt

3 Gợi ý CNTT: Một số video clis về hai nhà bác học Plăng và Anh-xtanh.

C Tổ chức các hoạt động dạy học:

Hoạt động 1 (5 phút) : ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ.

 Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ

- ổn định chỗ ngồi, báo cáo sĩ số học sinh - Yêu cầu báo cáo sĩ số, chuẩn bị bài

Hoạt động 2 ( 15 phút) : Bài 44: Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng- hạt của ánh sáng.

Phần 1 Thuyết lượng tử ánh sáng

* Nắm được nội dung thuyết lượng tử ánh sáng

- Đọc SGK phần 1.a Tìm hiểu các nội dung

của thuyết lượng tử năng lượng của Plăng

- Thảo luận nhóm, trình bày nội dung của thuyết

- Nhận xét, bổ xung cho bạn

+ Giả thuyết lượng tử ánh sáng của Plăng

- Yêu cầu HS đọc SGK phần 1,a Tìm hiểu nhữngnội dung chính của thuyết lượng tử của Plăng

- Trình bày nội dung thuyết lượng tử ánh sáng

Tìm hiểu các nội dung của thuyết lượng tử ánh

sáng Phôtôn

- Thảo luận nhóm, trình bày nội dung của thuyết

- Nhận xét, bổ xung cho bạn

+ Thuyết lượng tử ánh sáng Phôton

- Yêu cầu HS đọc SGK phần 1,b Tìm hiểu nhữngnội dung chính của thuyết lượng tử của Anhxtanh

- Trình bày nội dung thuyết phôton

Hoạt động 3 ( 15 phút) : Giải thích các định luật quang điện.

* Yêu cầu vận dụng giải thích các định luật quang điện

- Đọc SGK phần 2.a

- Thảo luận nhóm về quá trình trao đổi năng

lượng của phôtôn và êléctron Từ đó công thức

Anh-xtanh

- Trình bày

- Nhận xét bạn

+ Công thức Anhxtanh về hiện tượng quangđiện

- Tìm hiểu sự trao đổi năng lượng của phôtônvới êléctron

- Năng lượng êléctron nhận làm gì?

- Thảo luận nhóm, trình bày nội dung các định

luật quang điện

- Nhận xét bổ xung cho bạn

+ Giải thích các định luật quang điện?

- Sau định luật 1, GV giải thích về giới hạnquang điện

Hoạt động 4 ( 5 phút) : Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

* Nắm được lưỡng tính sóng- hạt của ánh sáng

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	2,82 MB

GIÁO ÁN MÔN VẬT LÝ CHƯƠNG 6,7,8,9 NĂM HỌC 20142015

Thí nghiệm Hertz về hiện tượng quang điện

Thuyết lượng tử ánh sáng 1 Giả thuyết Plăng