SKKN phân dạng và hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập phần các định luật quang điện

Tuy nhiên những vấn đề đó chủ yếu được HStìm hiểu trên cơ sở lí thuyết của sách giáo khoa, sự hướng dẫn của GV nên việc vậndụng lí thuyết đó để giải thích hiện tượng, cũng như a

TRƯỜNG THPT SỐ 3 HUYỆN VĂN BÀN

Đề tài sáng kiến :

PHÂN DẠNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

Họ tên tác giả : Nguyễn Luân Lưu Chức vụ: Giáo viên

Tổ chuyên môn: Toán – Lí – Tin – Thiết bị Đơn vị công tác: Trường THPT số 3 huyện Văn Bàn

Văn Bàn, tháng 5 năm 2014

MỤC LỤC

Trang Mục lục

2

ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1 Lí do chọn đề tài 2

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

NỘI DUNG 2

I CƠ SỞ LÍ LUẬN 2

II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ 2

III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH GIẢI QUYẾT 2

1 Thiết kế nghiên cứu 2

2 Quy trình nghiên cứu 2

2.1 Chuẩn bị của giáo viên 2

2.2 Tiến trình dạy thực nghiệm 2

3 Những phương pháp sưu tầm 2

4 Kế hoạch lên lớp 2

4.1 Kế hoạch bài 30 ( Tiết 51 ) 2

4.2 Kế hoạch bài Tiết 52 2

4.3 Kế hoạch bài 31 ( Tiết 53 ) 2

5 Kết quả thu được 2

IV KẾT LUẬN 2

1 Kết luận: 2

2 Khuyến nghị: 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2

PHỤ LỤC 2

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, với việc nghiên cứu và ứng dụng tính chất của ánh sáng khá phổbiến trong thực tế Trong chương trình học vật lí 12 đưa ra một số hiện tượng liênquan đến vấn đề này : hiện tượng quang điện ngoài, hiện tượng quang điện trong,hiện tượng quang – phát quang… Tuy nhiên những vấn đề đó chủ yếu được HStìm hiểu trên cơ sở lí thuyết của sách giáo khoa, sự hướng dẫn của GV nên việc vậndụng lí thuyết đó để giải thích hiện tượng, cũng như áp dụng vào các phần bài tậpgặp nhiều khó khăn Qua thực tế giảng dạy tôi nhận thấy HS có thể hiểu sai bảnchất của hiện tượng, việc áp dụng các công thức còn hay nhầm lẫn, kĩ năng tínhtoán và đổi đơn vị vật lí còn chưa cao những điều đó dễ dẫn đến thái độ không tốt,không tích cực trong học tập bộ môn Với thực trạng như vậy, để giúp đỡ HS giảiquyết khó khăn tôi đưa ra một số phân dạng và hướng dẫn HS phương pháp giảibài tập của phần các định luật quang điện

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống kiến thức về định luật quang điện Phân dạng bài tập vàđưa ra phương pháp giải giúp HS hiểu sâu kiến thức và có khả năng vận dụng tốthơn

3 Đối tượng nghiên cứu

Để đánh giá hiệu quả của sáng kiến tôi tiến hành trên hai nhóm tương đươnglà hai lớp 12A1, 12A2 trường THPT số 3 Văn bàn Lớp thực nghiệm là lớp 12A2được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy các bài : “ Hiện tượng quang điện.Thuyết lượng tử ánh sáng; Hiện tượng quang điện trong” ( Thuộc chương VI vật lí

12 chương trình chuẩn ) Lớp đối chứng là lớp 12A1 không áp dụng sáng kiến

NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN

Trong sách giáo khoa vật lý 12 chương trình cơ bản các ví dụ thực tế về hiệntượng quang điện còn ít , các định luật quang điện và bài tập vận dụng chưa thểhiện rõ được các dạng Việc phân loại dạng bài tập và phương pháp giải giúp các

em củng cố sâu hơn kiến thức qua đó sẽ giúp các em áp dụng vào thực được dễdàng hơn

II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ

Tại trường THPT số 3 Văn Bàn, HS 12 khi học đến bài các hiện tượng quangđiện thường không tập trung và khó khăn trong việc giải thích hiện tượng vật lícũng như vận dụng giải bài tập dẫn đến kết quả học tập chưa cao

Qua việc thăm lớp, dự giờ khảo sát và kinh nghiệm giảng dạy qua các năm,tôi thấy GV hướng dẫn HS tìm hiểu kiến thức lí thuyết thông qua sách giáo khoa vàmột số ví dụ thực tế Tuy nhiên chưa có sự phân hóa về nội dung kiến thức và bàitập liên quan HS có hứng thú học tập, tích cực trả lời câu hỏi và lấy ví dụ trongthực tế nhưng phải có trợ giúp của GV, HS có hiểu bài nhưng chưa có hiểu sâukiến thức Việc áp dụng kiến thức lí thuyết vào vận dụng chưa cao Nếu một đềtoán có dạng toán về hiện tượng quang điện thì HS có học lực trung bình ngại làmvà bỏ qua hoặc chỉ viết được các công thức, biến đổi, thay số vào rồi để như thế,không tìm được kết quả, kĩ năng đổi đơn vị các đại lượng vật lí ở đa số HS chưacao Một số HS khá giỏi thì khi tính toán , có nhiều HS tính toán sai lệch với đápán Một phần HS không làm ( vì không dành ưu tiên, đến khi bắt đầu tính toán thì

hết giờ ) Còn nhiều HS chưa tích cực chưa hứng thú vì gặp phải nội dung trừu

tượng Một số nội dung của bài GV dạy chỉ yêu cầu HS ghi nhớ những kiến thứctrọng tâm, thời gian để áp dụng lí thuyết vào giải quyết thực tế ( giải thích hiệntượng, giải bài tập về hiện tượng quang điện ….) còn ít, chủ yếu mới giao bài tập

về nhà và định hướng qua cách giải HS chưa tự định hình được bản chất vấn đềcũng như các dạng bài tập cùng phương pháp giải

Phương pháp hướng dẫn HS giải bài tập theo các dạng cũng được nhiều GV,nhiều bộ môn thực hiện phục vụ cho công tác giảng dạy

Phân dạng bài tập với việc áp dụng phương pháp giải vào đối tượng bài dạy,

HS cũng còn nhiều khó khăn gặp phải Nhiều chuyên đề nghiên cứu sâu và cụ thể( VD : Chuyên đề “ Lượng tử ánh sang “ – Vũ Đình Hoàng; Lượng tử ánh sáng –Đoàn Văn Lượng; Bài tập các định luật quang điện – Baigiangtructuyen.vn ….) cónhiều giải pháp nhằm nâng cao chất lượng học tập của HS tuy nhiên còn chưa phùhợp với một số đối tượng HS

III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH GIẢI QUYẾT

1 Thiết kế nghiên cứu.

Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 12A2 làm nhóm thực nghiệm, lớp 12A1 làm nhóm đối chứng Dùng bài kiểm tra 15 phút lần 1 học kì II năm học 2013 – 2014

làm bài kiểm tra trước tác động Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự tương đương.

Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra 15 phút lần 2 học kì II được thiết kế gồm 12 câu hỏi câu trắc nghiệm khách quan

2 Quy trình nghiên cứu

2.1 Chuẩn bị của giáo viên.

Lớp thực nghiệm: Xây dựng hệ thống kiến thức Hướng dẫn phân dạng bài tập và phương pháp giải bài tập

Lớp đối chứng: HS tự hệ thống kiến thức Không áp dụng sáng kiến

2.2 Tiến trình dạy thực nghiệm.

Thời gian tiến hành áp dụng tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa

để đảm bảo tính khách quan Cụ thể:

Thời gian thực hiện

3 Những phương pháp sưu tầm

Sưu tầm các dạng bài tập, phương pháp giải trên các bài giảng video day học ( thuvienvatly.com; baigiangtructuyen.vn….)

4 Kế hoạch lên lớp.

4.1 Kế hoạch bài 30 ( Tiết 51 )

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN.

- Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện

- Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng

- Nêu được ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt

- Cách tiến hành:

+ Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp

+ Thông báo yêu cầu học tập của chương

2 Hoạt động 1: Tìm hiểu hiện tượng quang điện

- Mục tiêu:

Trình bày được thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện và nêu được hiệntượng quang điện là gì

- Thời gian: (7 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Minh hoạ thí nghiệm

dương  kim tĩnh điện

kế sẽ không bị thay đổi

 Tại sao?

- Nếu trên đường đi của

ánh sáng hồ quang đặt

một tấm thuỷ tinh dày

 hiện tượng không

xảy ra  chứng tỏ điều

gì?

Quan sát và trả lời

- Tấm kẽm mất bớt điện tích âm  các êlectron bị bật khỏi tấmZn

- Hiện tượng vẫn xảy

ra, nhưng e bị bật ra bị

tấm Zn hút lại ngay  điện tích tấm Zn không bị thay đổi

- HS trao đổi để trả lời

- Thuỷ tinh hấp thụ rất mạnh tia tử ngoại  còn lại ánh sáng nhìn thấy

tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm Còn ánh sáng nhìn thấy được thì không

I Hiện tượng quang điện

1 Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện: SGK

2 Định nghĩa

- Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)

3 Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng một tấm thuỷ tinh dày thì hiện tượng trên không xảy ra  bức xạ tử ngoại có khảnăng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm

3 Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật về giới hạn quang điện

- Mục tiêu:

Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện

- Thời gian: (8 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Thông báo thí nghiệm

khi lọc lấy một ánh

sáng đơn sắc rồi chiếu

vào mặt tấm kim loại

Ta thấy với mỗi kim

loại, ánh sáng chiếu

vào nó (ánh sáng kích

thích) phải thoả mãn 

 0 thì hiện tượng

mới xảy ra

- Thông báo hạn chế

thuyết sóng

- Dạng 1 : Bài tập về

điều kiện xảy ra hiện

tượng quang điện

- Ghi nhận kết quả thí nghiệm và từ đó ghi nhận định luật về giới hạn quang điện

-HS được dẫn dắt để tìm hiểu vì sao thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được

- Chỉ ra phương pháp giải cơ bản là nắm được điều kiện   0

II Định luật về giới hạn quang điện

- Định luật: SGK

- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng cho kim loại đó

- Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được mà chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử

4 Hoạt động 3: Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng

- Mục tiêu:

Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng

- Thời gian: (15 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Khi nghiên cứu bằng

thực nghiệm quang phổ

của nguồn sáng  kết

quả thu được không thể

giải thích bằng các lí

thuyết cổ điển  Plăng

cho rằng vấn đề mấu

chốt nằm ở quan niệm

không đúng về sự trao

đổi năng lượng giữa các

nguyên tử và phân tử

- HS ghi nhận những khó khăn khi giải thíchcác kết quả nghiên cứuthực nghiệm  đi đến giả thuyết Plăng

III Thuyết lượng tử ánh sáng

1 Giả thuyết Plăng

- Thông báo giả thuyết :

Lượng năng lượng

mà mỗi lần một nguyên

tử hay phân tử hấp thụ

hay phát xạ gọi là

lượng tử năng lượng

()

- Y/c HS đọc Sgk từ đó

nêu những nội dung

của thuyết lượng tử

- Dựa trên giả thuyết

của Plăng để giải thích

các định luật quang

điện, Anh-xtah đã đề ra

thuyết lượng tử ánh

sáng hay thuyết

phôtôn

- Phôtôn chỉ tồn tại

trong trạng thái chuyển

khỏi kim loại thì năng

lượng này phải như thế

nào?

- Dạng 2 : bài tập tính

giới hạn quang điện và

công thoát e

- HS ghi nhận tính đúngđắn của giả thuyết

- HS đọc Sgk và nêu các nội dung của thuyết lượng tử

- HS ghi nhận giải thích từ đó tìm được 

 0

- Phải lớn hơn hoặc bằng công thoát

-Tính 0 và A bằng cách áp dụng công thức :

0

hc A

  0

hc A

- Công để “thắng” lực liên kết

gọi là công thoát (A).

- Để hiện tượng quang điện xảy ra:

hf  A hay h c A

   hc

A

  , Đặt 0 hc

A

     0

Lưu ý : Cần đổi đơn vị và cách biến đổi công thức phù hợp với bài toán

5 Hoạt động 4: Tìm hiểu về lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Trong hiện tượng

giao thoa, phản xạ,

khúc xạ …  ánh sáng

thể hiện tích chất gì?

- Liệu rằng ánh sáng

chỉ có tính chất sóng?

- Lưu ý: Dù tính chất

nào của ánh sáng thể

hiện ra thì ánh sáng vẫn

có bản chất là sóng

điện từ

- Ánh sáng thể hiện tính chất sóng

- Không, trong hiện tượng quang điện ánh sáng thể hiện chất hạt

IV Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt

-6 Củng cố và hướng dẫn học bài ở nhà (7 phút)

1 Củng cố

1 : Giới hạn quang điện của bạc là 0, 26 m , của đồng là 0,3 m của kẽm là

A 0, 4 m B 0, 26 m C 0,3 m D 0,35 m

2 Giới hạn quang điện của bạc là 0, 26 m tính công thoát e ra khỏi bề mặt

2 BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 158 và SBT

4.2 Kế hoạch bài Tiết 52

IV TỔ CHỨC

1 Khởi động

- Mục tiêu:

+ Ổn định lớp, tạo không khí học tập

+ Kiểm tra và đánh giá việc học tập bài cũ của HS

- Thời gian: (5 phút)

- Cách tiến hành:

+ Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp

+ Kiểm tra bài cũ:

Câu hỏi: Nêu định nghĩa hiện tượng quang điện ngoài ? Phát biểu nội dung

về định luật giới hạn quang điện ?

2 Hoạt động 1: Hệ thống kiến thức quan trọng

- Mục tiêu:

Hệ thống kiến thức về các định luật quang điện từ đó đưa ra các dạng bàitập liên quan

- Thời gian: ( 12 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

Hệ thống kiến thức

quan trọng :

- Hệ thứcAnhxtanh

Đưa ra các dạng bài

tập thường gặp và định

hướng HS tìm phương

pháp giải :

+ Dạng 1 :b ài tập về

điều kiện xảy ra hiện

tượng quang điện

+ Dạng 2: tính giới hạn

quang điện và công

thoát

- Hệ thức liên hệ giữa

v0max và Uh

Dạng 3 : bài tập xác

định vận tốc cực đại

A

c h





Hs khá ghi nhận vấn đề và

trả lời câu hỏi Xác định v0max từ các công thức:

1 Hệ thức Anhxtanh

2 max

2

1

o

t mv A

c h

2 Hệ thức liên hệ giữa

để tìm vận tốc cực đại

của e ta áp dụng những

công thức nào ?

- Dạng 4 :Công suất

của nguồn sáng ( áp

dụng công thức để tính

số photon….)

2 max

2

1

o

t mv A

c h

Hs Khá ghi nhớ công thức

để áp dụng vào bài tập cụ thể

3 Công suất của nguồn sáng :

N: số phôtôn do bức xạ 

đập vào catôt

3 Hoạt động 2: Bài tập về giới hạn quang điện

- Mục tiêu:

Vận dụng kiến thức ôn tập vào giải bài tập đơn giản về giới hạn quang điện

- Thời gian: (10 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

Thông báo yêu cầu bài

tập

Yêu cầu HS xác định

dạng bài và công thức

liên quan

Nhận xét và kết luận

Yêu cầu HS làm bài

Dạng bài điều kiện xảy

ra hiện tượng quang điện Công thức   o

So sánh bước sóng ánhsáng kích thích với các giới hạn quang điện và

hoàn thiện bài tập

Tìm hiểu bài tập và địnhhướng cách giải

Tóm tắt và đổi đơn vị

Áp dụng công thức :

0

hc A



Thay số tính toán

-Tính từ đơn vị J sangeV:

Cho 1eV = 1,6.10-19 J => ? eV < -5,68.10-

19 J

Bài tập 1 : Giới hạn quang

điện của đồng là 0,3 m , của kẽm là 0,35 m , của nhôm là

0,36 m ,của canxi là 0.75 m Ánh sáng kích thích có bước sóng 0,35 m có thể gây ra hiện tượng quang điện với những kim loại nào?

ĐA : Kẽm, nhôm, canxi

Bài 13 trang 158.

TT

) ( 10 35 ,

1eV= 1,6.10-19 (J)Tính A = ?

Theo đơn vị J và eV

Giải

Công thoát e ra khỏi kẽm là

) ( 10 68 , 5 10

35 , 0

10 3 10 625 ,

6

8 34 0

J hc

) ( 55 , 3 10

6 , 1

10 68 , 5

4 Hoạt động 3: Giải bài tập về vận tốc cực đại của electron

- Mục tiêu:

Áp dụng kiến thức ôn tập vào giải bài tập liên quan đến xác định vận tốc của e trong hiện tượng quang điện

- Thời gian: (13 phút)

- Cách tiến hành:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

Thông báo yêu cầu

bài tập

Định hướng các bước

giải bài tập

Yêu cầu HS thực hiện

thành thạo các bước

sau :

Bước 1 : Tât cả các

đại lượng vật lý đều

sử dụng đơn vị hợp

pháp (SI)

Bước 2 : Viết công

thức liên quan và xác

định công thức phù

hợp với bài

Bước 3 : Biến đổi

công thức để tìm các

đại lượng theo yêu cầu

của bài toán

Bước 4 : Thay số vào

Tóm tắt và đổi đơn vị

1

mv hc

1

mv hc

Bài tập 2: Catốt của một tế bào

quang điện làm bằng xê đi có giới hạn quang điện là 0,66m Chiếu vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33m Tính động năng ban đầu cực đạicủa quang electron ?

1

mv hc