LUẬN văn sư PHẠM vật lý BIÊN SOẠN hệ THỐNG câu hỏi TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN CHƯƠNG “PHÂN cực ÁNH SÁNG” bổ SUNG NGUỒN học LIỆU học PHẦN SP139

Tuy nhiên; lượng câu hỏi trắc nghiệm khách quan về phân cực ánh sáng nằm rải rác chưa tập hợp lại thành một hệ thống nên người học ở học phần này không được thuận lợi trong việc tìm kiếm

Trang 1

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ths.GVC Nguyễn Hữu Khanh Lê Trường Duy

Mã số SV: 1090303

Lớp: Sư phạm Vật lý–Công nghệ Khóa: 35

Trang 2

SVTH: Lê Trường Duy i

Phần MỞ ĐẦU - 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - 1

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - 1

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIỆN CỨU - 1

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU - 1

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 1

6 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH - 2

Phần NỘI DUNG - 3

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ BẰNG TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN - 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG - 3

1.1.1 Nhu cầu đo lường trong giáo dục - 3

1.1.2 Các dụng cụ đo lường - 3

1.1.3 So sánh hình thức luận đề và hình thức trắc nghiệm khách quan - 3

1.1.3.1 Điểm giống nhau - 3

1.1.3.2 Điểm khác nhau - 4

1.1.3.3 Các trường hợp sử dụng luận đề - 4

1.1.3.4 Các trường hợp sử dụng trắc nghiệm khách quan - 4

1.1.3.5 Trường hợp sử dụng cả luận đề và trắc nghiệm khách quan - 5

1.1.3.6 Ưu và nhược điểm của hình thức trắc nghiệm khách quan - 5

1.2 CÁC HÌNH THỨC CÂU TRẮC NGHIỆM - 5

1.2.1 Có 4 hình thức thông dụng - 5

1.2.2 Ưu và nhược điểm của các loại câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn - 6

1.2.3 Những yêu cầu khi soạn câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn: - 6

1.2.4 Những hình thức tiết lộ câu lựa chọn (đúng) khi viết các câu trắc nghiệm - 6

1.3 CÁC BƯỚC SOẠN THẢO MỘT BÀI TRẮC NGHIỆM - 7

1.3.1 Xác định mục đích bài kiểm tra - 7

1.3.2 Xác định mục tiêu học tập - 7

1.3.3 Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung - 8

1.3.4 Thiết lập dàn bài trắc nghiệm - 8

1.3.5 Lựa chọn câu trắc nghiệm cho bài kiểm tra - 9

Trang 3

SVTH: Lê Trường Duy ii

1.3.6 Trình bày bài kiểm tra - 9

1.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ BÀI TRẮC NGHIỆM - 9

1.4.1 Phân tích câu trắc nghiệm - 9

1.4.1.1 Mục đích của việc phân tích - 9

1.4.1.2 Các bước phân tích câu trắc nghiệm - 10

1.4.1.3 Độ khó của câu trắc nghiệm - 10

1.4.1.4 Độ phân cách câu trắc nghiệm - 11

1.4.1.5 Phân tích đáp án và mồi nhử - 11

1.4.1.6 Một số tiêu chuẩn chọn câu trắc nghiệm - 11

1.4.2 Phân tích bài trắc nghiệm - 12

1.4.2.1 Đánh giá bài trắc nghiệm dựa vào Điểm số trung bình - 12

1.4.3 Các loại điểm số trắc nghiệm - 13

1.4.3.1 Điểm thô trên một bài trắc nghiệm - 13

1.4.3.2 Điểm phần trăm đúng X(%) - 13

Chương 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ CÔNG TÁC GIẢNG DẠY BÀI TẬP VẬT LÝ VÀ CÁC LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ - 14

2.1 VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP TRONG GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP VẬT LÝ - 14

2.2 PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ - 14

2.2.1 Bài tập Vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết - 14

2.2.2 Bài tập vật lý định lượng - 15

2.2.2.1 Bài tập dượt - 15

2.2.2.2 Bài tập tổng hợp - 15

2.2.3 Bài tập đồ thị - 15

2.2.3.1 Đọc và khai thác đồ thị đã cho - 15

2.2.3.2 Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho - 15

2.2.4 Bài tập thí nghiệm - 15

Chương 3: TÓM LƯỢC KIẾN THỨC CƠ BẢN CHƯƠNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG - 16

3.1 ÁNH SÁNG TỰ NHIÊN VÀ ÁNH SÁNG PHÂN CỰC - 16

3.2 HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG DO PHẢN XẠ - 18

3.2.1 Thí nghiệm Malus - 18

Trang 4

SVTH: Lê Trường Duy iii

3.2.2 Định luật Brewster - 19

3.2.3 Khảo sát lý thuyết về phân cực ánh sáng do phản xạ - 20

3.2.4 Độ phân cực - 21

3.3 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG DO KHÚC XẠ QUA MÔI TRƯỜNG DỊ HƯỚNG - 22 3.3.1 Môi trường dị hướng: - 22

3.3.2 Bề mặt sóng thường Bề mặt sóng bất thường - 22

3.3.3 Vận tốc thường Vận tốc bất thường - 24

3.3.4 Chiết suất - 24

3.3.5 Phân loại tinh thể: - 24

3.3.6 Cách vẽ tia khúc xạ Cách vẽ Huyghens - 25

3.3.7 Sự phân cực do khúc xạ qua môi trường dị hướng - 26

3.3.8 Các loại kính phân cực - 27

3.3.9 Định luật Malus (1809) - 28

3.4 GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHÂN CỰC - 28

3.4.1 Thí nghiệm Fresnel- Arago - 28

3.4.2 Khảo sát dao động Elip - 29

3.4.3 Khảo sát cường độ sáng của vân - 31

3.5 BẢN TINH THỂ MỎNG - 31

3.5.1 Phương ưu đãi - 31

3.5.2 Hiệu quang lộ giữa tia thường và tia bất thường gây ra do bản tinh thể - 33

3.5.3 Dao động Elip truyền qua một Nichols - 33

3.5.4 Các bản mỏng đặc biệt - 34

3.5.5 Phân biệt các loại ánh sáng phân cực - 36

3.5.6 Tác dụng của bản tinh thể dị hướng đối với ánh sáng tạp – Hiện tượng phân cực màu - 37

3.6 PHÂN CỰC QUAY TỰ NHIÊN - 38

3.6.1 Thí nghiệm về phân cức quay - 38

3.6.2 Định luật Biot - 39

3.6.3 Lý thuyết về hiện tượng phân cực quay - 39

3.6.4 Kiểm chứng thuyết Fresnel - 40

3.6.5 Đường kế - 40

Trang 5

SVTH: Lê Trường Duy iv

3.6.6 Tán sắc do hiện tượng phân cực quay - 42

Chương 4: BIÊN SOẠN HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN VÀ KẾT QUẢ KHẢO SÁT TỪ SINH VIÊN - 44

4.3 MỤC TIÊU NHẬN THỨC ĐẠT ĐƯỢC CHO TỪNG LOẠI KIẾN THỨC 46

4.4 BIÊN SOẠN HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM - 48

4.4.1 Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực (14 câu) - 48

4.4.2 Hiện tượng phân cực do phản xạ (13 câu) - 51

4.4.3 Hiện tượng phân cực do khúc xạ qua môi trường dị hướng (18 câu) - 53

4.4.4 Giao thoa với ánh sáng phân cực (17 câu) - 56

4.4.5 Bản tinh thể mỏng (15 câu) - 59

4.4.6 Phân cực quay tự nhiên (3 câu) - 61

4.5 KẾT QUẢ BIÊN SOẠN - 61

4.5.1 Về số lượng - 61

4.5.2 Phân loại - 61

4.5.3 Mức độ nhận thức - 61

4.5.4 Mức độ đáp ứng yêu cầu của luận văn - 62

4.5.5 Số lượng câu hỏi dùng để khảo sát - 62

4.6 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TỪ SINH VIÊN - 62

Phần KẾT LUẬN - 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 66

Trang 6

GVHD: Nguyễn Hữu Khanh Trang 1 SVTH: Lê Trường Duy

Phần MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những thập niên gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế thế giới,

của khoa học kĩ thuật Thế giới đã tạo ra được rất nhiều công trình khoa học có ý nghĩa

thực tiễn cũng như ý nghĩa khoa học, phục vụ trực tiếp hoặc gián tiếp đến cuộc sống của

con người Để có được những thành tựu như vậy giáo dục đóng vai trò rất quan trọng

Tuy vậy, nền giáo dục ở mỗi quốc gia, mỗi châu lục lại có nội dung và cách thức thực

hiện khác nhau Chính điều đó đã làm cho chất lượng giáo dục ở mỗi quốc gia có được

những thành tựu khác nhau Đối với Việt Nam – là một đất nước đang phát triển, chắc

chắn chưa thể có một nền giáo dục hiện đại và hoàn chỉnh Nghị quyết đại hội lần thứ IX

của Đảng đã nêu rõ: “ Tiếp tục nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung,

phương pháp dạy và học, phát huy tinh thần độc lập suy nghĩ và sáng tạo của học sinh,

sinh viên, đề cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề ” Muốn vậy, chúng

ta cần phải tiến hành đổi mới cho giáo dục: đổi mới về nội dung chương trình, về phương

thức thực hiện, về kiểm tra đánh giá, về công tác quản lí…ở tất cả các cấp học bậc học

Trong các công tác cần phải đổi mới đó, việc đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá chất

lượng học sinh là rất quan trọng Vì vậy; trong quá trình dạy học người ta đã sử dụng

hình thức kiểm tra bằng trắc nghiệm khách quan Tuy nhiên; lượng câu hỏi trắc nghiệm

khách quan về phân cực ánh sáng nằm rải rác chưa tập hợp lại thành một hệ thống nên

người học ở học phần này không được thuận lợi trong việc tìm kiếm để tham khảo

Với mong muốn cho sinh viên dễ dàng tìm kiếm tài liệu ở học phần này, tôi đã chọn

đề tài “Biên soạn hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan chương Phân cực ánh sáng bổ

sung nguồn học liệu học phần SP139” Đây được xem như một trong những chương có

nhiều kiến thức quan trọng mà sinh viên cần hiểu rõ

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Soạn ra hệ thống câu hỏi trắc nghiệm trong chương “Phân cực ánh sáng” chọn câu

hỏi hay để bổ sung vào nguồn học liệu cho học phần SP139

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIỆN CỨU

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống các câu hỏi trắc nghiệm trong chương

“Phân cực ánh sáng”

Nguồn tài liệu, hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là ứng dụng của bài tập Vật lý trong giảng dạy và biên

soạn hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan trong chương “Phân cực ánh sáng” trong

Trang 7

Tham khảo các tài liệu chuyên môn liên quan đến chương “Phân cực ánh sáng” trong

Bước 1: Nhận đề tài từ giáo viên hướng dẫn

Bước 2: Phân tích đề tài để hiểu rõ hơn về đề tài

Bước 3: Nghiên cứu một số tài liệu có liên quan đến đề tài

Bước 4: Tiến hành thực hiện, viết đề cương

Bước 5:Viết luận văn

Bước 6: Chỉnh sữa

Bước 7: Khảo sát hệ thống câu hỏi trắc nghiệm từ sinh viên

Bước 8: Nộp luận văn

Trang 8

Phần NỘI DUNG

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ BẰNG

TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG:

1.1.1 Nhu cầu đo lường trong giáo dục:

- Trong cuộc sống hằng ngày, nhu cầu đo lường đánh giá chiếm một tỉ lệ lớn Con

người phải đối chiếu các hoạt động đang triển khai với mục đích đã định, hoặc thẩm định

các kết quả đã làm để từ đó cải tiến

- Muốn đánh giá chính xác thì phải đo lường trước Không có số đo thì không thể

đưa ra những nhận xét hữu ích

- Trong giáo dục, việc đo lường, đánh giá cũng hết sức quan trọng Nhờ đo lường

đánh giá mà giáo viên biết được trình độ học sinh từ đó có phương pháp, hình thức dạy

học hợp lý, hiệu quả

- Một dụng cụ đo lường tốt cần có những đặc điểm: độ tin cậy và tính giá trị

1.1.2 Các dụng cụ đo lường:

Trong giáo dục, các dụng cụ đo lường là các hình thức kiểm tra, đánh giá học sinh,

gọi chung là trắc nghiệm

Trắc nghiệm có các hình thức thông dụng sau:

Sơ đồ các hình thức thông dụng của Trắc nghiệm

1.1.3 So sánh hình thức luận đề và hình thức trắc nghiệm khách quan:

1.1.3.1 Điểm giống nhau:

- Có thể đo lường kết quả học tập của người cần kiểm tra

- Đòi hỏi sự vận dụng, phán đoán chủ quan

- Giá trị của chúng tùy thuộc vào tính khách quan và độ tin cậy của chúng

Tiểu luận

Báo cáo khoa học

Trang 9

1.1.3.2 Điểm khác nhau:

Bảng 1.1 Bảng so sánh điểm khác nhau giữa luận đề và trắc nghiệm khách quan

- Thí sinh phải tự mình soạn câu

trả lời và diễn đạt bằng ngôn ngữ

của chính mình

- Số câu hỏi trong một bài tương

đối ít, tính tổng quát không cao

- Thí sinh bỏ ra phần lớn thời

gian để suy nghĩ và viết

- Điểm số phụ thuộc nhiều vào

chủ quan của người chấm

- Chất lượng bài phụ thuộc vào

người làm bài và kĩ năng của

người chấm bài

- Bài thi tương đối dễ soạn, khó

chấm, khó cho điểm chính xác

- Người chấm thấy được lối tư

duy, khả năng diễn đạt của thí

- Thí sinh dùng nhiều thời gian để đọc và suy nghĩ

- Điểm số không phụ thuộc vào chủ quan của ngườ chấm

- Chất lượng bài xác định phần lớn do kĩ năng của người soạn đề trắc nghiệm

- Bài thi khó soạn, dễ chấm, điểm số chính xác

- Hạn chế khả năng diễn đạt tổng hợp vấn đề bằng lời một cách logic của học sinh

- Sự phân bố điểm số được quyết định chủ yếu từ bài trắc nghiệm

1.1.3.3 Các trường hợp sử dụng luận đề:

- Khi nhóm dự thi kiểm tra hay kiểm tra không quá đông, đề thi chỉ được sử dụng

một lần

- Khi khuyến khích kĩ năng diễn đạt bằng văn viết của thí sinh

- Khi muốn thăm dò thái độ hoặc tìm hiểu tư tưởng của thí sinh về một vấn đề nào

1.1.3 4 Các trường hợp sử dụng trắc nghiệm khách quan:

- Khi cần khảo sát thành quả học tập của một số đông học sinh, hoặc muốn bài

khảo sát ấy được dùng lại

- Khi muốn có những điểm số đáng tin cậy, không phụ thuộc chủ quan của người

chấm bài

- Khi đề cần những yếu tố công bằng, vô tư, chính xác

- Khi có nhiều câu trắc nghiệm tốt đã được dự trữ sẵn để có thể lựa chọn và soạn

lại một bài trắc nghiệm mới, muốn chấm nhanh để sớm công bố điểm

- Khi muốn ngăn ngừa nạn học vẹt, học tủ, gian lận trong thi cử

Trang 10

1.1.3.5 Trường hợp sử dụng cả luận đề và trắc nghiệm khách quan:

- Đo lường mọi thành quả học tập mà một bài khảo sát viết có thể đo được

- Khảo sát khả năng hiểu và suy nghĩ có phê phán

- Khảo sát khả năng giải quyết vấn đề mới

- Khảo sát khả năng lựa chọn những sự kiện thích hợp và các nguyên tắc để tổ hợp

chúng lại với nhau nhằm giải quyết những vấn đề phức tạp

- Khuyến khích học tập để nắm vững kiến thức

1.1.3 6 Ưu và nhược điểm của hình thức trắc nghiệm khách quan:

 Ưu điểm:

-Do số lượng câu cho bài trắc nghiệm nhiều nên kiểm tra được nhiều nội dung

kiến thức của môn học

- Nội dung trong bài kiểm tra tương đối rộng do đó hạn chế được tình trạng học

tủ, buộc người học phải ôn tập cẩn thận, nghiêm túc

- Với đáp án của mỗi bài trắc nghiệm đã có sẵn nên điểm số của bài trắc nghiệm

không phụ thuộc vào chủ quan của người chấm bài

- Thời gian chấm bài nhanh

- Độ tin cậy cao

- Có thể so sánh, đánh giá trong giáo dục

 Nhược điểm:

-Tốn công sức trong việc biên soạn đề thi

- Hạn chế khả năng tư duy, diễn đạt, sáng tạo của học sinh

1.2 CÁC HÌNH THỨC CÂU TRẮC NGHIỆM

1.2.1 Có 4 hình thức thông dụng:

 Loại câu trắc nghiệm hai lựa chọn (Đúng – Sai)

 Loại câu một lựa chọn

 Loại câu điền khuyết

 Loại câu ghép đôi

Bảng 1.2 Cấu trúc các hình thức trắc nghiệm thông dụng

- Trong thời gian ngắn có thể soạn được nhiều câu hỏi

- Là hình thức đơn giản nhất, có thể áp dụng rộng rãi

- Độ may rủi cao (50%) do đó khuyến khích đoán mò

Câu một lựa

chọn

- Gồm 2 phần + Một lựa chọn đúng (đáp án) + Những lựa chọn còn lại là sai nhưng có vẻ đúng và hấp dẫn (mồi nhử)

- Phổ biến hiện nay

- Độ may rủi thấp (25% đối với câu 4 lựa chọn và 20% đối với câu 5 lựa chọn)

- Càng nhiều lựa chọn, tính chính xác

Trang 11

càng cao

Câu ghép đôi

- Gồm 3 phần + Phần chỉ dẫn cách trả lời + Phần gốc (cột 1): gồm những câu ngắn, đoạn, chữ, số

+ Phần lựa chọn (cột 2): cũng gồm những câu ngắn, chữ, số

- Số câu ở hai cột không bằng nhau

- Các lựa chọn quá dài làm mất thời gian của thí sinh

- Chỗ để trống điền vào là duy nhất đúng

-Thường thể hiện ở mục tiêu nhận thức thấp

1.2.2 Ưu và nhược điểm của các loại câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn:

 Ưu điểm:

- Độ may rủi thấp (25% đối với câu 4 lựa chọn và 20% đối với câu 5 lựa chọn)

- Nếu soạn đúng qui cách, kết quả có tính tin cậy và tính giá trị cao

- Có thể khảo sát thành quả học tập của một số đông học sinh, chấm nhanh, kết

quả chính xác

- Có thể phân tích được tính chất của mỗi câu hỏi, xác định được câu nào là dễ,

khó hay không có giá trị

- Tăng tính chất khách quan khi chấm bài

 Nhược điểm:

- Khó soạn câu hỏi

- Cần đầu tư nhiều thời gian và tuân thủ đầy đủ các bước soạn thảo câu trắc

nghiệm

- Không kiểm tra được khả năng diễn đạt, tư duy của học sinh

 Nhận xét:

Đây là loại câu trắc nghiệm phong phú

1.2.3: Những yêu cầu khi soạn câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn:

- Số lựa chọn nên từ 4 đến 5 câu để xác suất may mắn chọn đúng là thấp

- Khi soạn phần gốc phải trình bài ngắn gọn, rõ ràng, chỉ hỏi một vấn đề và soạn

đáp án (đúng) trước Vị trí đáp án đúng được đặt một cách ngẫu nhiên

- Soạn mồi nhử “Mồi nhử hay” thì nên chọn những câu sai mà học sinh thường

gặp

1.2.4 Những hình thức tiết lộ câu lựa chọn (đúng) khi viết các câu trắc nghiệm:

- Tiết lộ qua chiều dài câu trắc nghiệm (câu đúng thường dài)

- Dùng danh từ khó so với các lựa chọn khác, cách dùng chữ hay chọn ý (không bao

giờ, thường thường…) tiết lộ qua những câu đối chọi phản nghĩa nhau

- Tiết lộ do những mồi nhử quá giống nhau về tính chất

Trang 12

- Tiết lộ qua mồi nhử sai một cách rõ rệt

1.3 CÁC BƯỚC SOẠN THẢO MỘT BÀI TRẮC NGHIỆM

Để soạn thảo một bài trắc nghiệm cần thực hiện các bước sau:

 Xác định mục đích bài kiểm tra

 Xác định mục tiêu học tập

 Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung

 Thiết kế dàn bài trắc nghiệm

 Lựa chọn câu hỏi cho bài trắc nghiệm

 Trình bày bài kiểm tra

1.3.1 Xác định mục đích bài kiểm tra

Tùy từng mục đích mà bài trắc nghiệm sẽ có nội dung, mức độ khó, dễ của bài, số

lượng câu và thời gian làm bài khác nhau

Mục đích của bài kiểm tra thực hiện trong đề tài này:

Kiểm tra kiến thức của sinh viên trong chương “Phân cực ánh sáng” trong học phần

Quang học Thông qua việc khảo sát bằng trắc nghiệm khách quan, sau đó sẽ lựa chọn

những câu hỏi tốt, độ tin cậy cao để bổ sung vào nguồn học liệu SP139

1.3.2 Xác định mục tiêu học tập:

Xây dựng mục tiêu có nghĩa là xác định những tiêu chí, kĩ năng, kiến thức mà học

sinh cần đạt được khi kết thúc chương trình đào tạo Sau đó xây dựng qui trình công cụ

đo lường nhằm đánh giá xem học sinh có đạt được các tiêu chí đó không

 Những lợi điểm khi xác định rõ ràng mục tiêu cần đạt:

- Tạo thuận lợi cho việc kiểm tra và chấm điểm công bằng

- Thấy rõ ràng sự đối chiếu kết quả đào tạo giữa nội dung giảng viên truyền đạt và

nội dung học sinh tiếp thu

 Phân loại mục tiêu giảng dạy:

Theo Bloom mục tiêu thuộc lĩnh vực nhận thức có 6 mức độ từ thấp đến cao Dưới

đây là các động từ hành động ứng với 6 mức độ nhận thức đó:

 Kiến thức:

Lựa chọn Tìm kiếm Tìm ra cái phù hợp Kể lại

 Thông hiểu:

Trang 13

Ước tính Sắp xếp thứ tự Điều khiển

 Phân tích:

Tổng hợp:

Đánh giá:

1.3.3 Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung

 Tiến trình phân tích nội dung:

Bước 1: Tìm ra những ý tưởng chính của nội dung cần kiểm tra

Bước 2: Tìm ra những khái niệm quan trọng để đem ra khảo sát (chọn những từ,

nhóm chữ, kí hiệu mà học sinh cần giải nghĩa)

Bước 3: Phân loại thông tin: có 2 loại

- Những thông tin nhằm lí giải, minh họa

- Những khái niệm quan trọng

Bước 4: Lựa chọn một số thông tin và ý tưởng đòi hỏi học sinh phải có khả năng

ứng dụng để giải quyết những vấn đề trong một tình huống mới

1.3.4 Thiết lập dàn bài trắc nghiệm:

 Định nghĩa:

Dàn bài trắc nghiệm thành quả học tập là bảng dự kiến phân phối hợp lý các câu

hỏi của bài trắc nghiệm theo mục tiêu và nội dung của môn học, sao cho có thể đo lường

chính xác các khả năng mà ta muốn đo

 Khi thiết kế dàn bài cần chú ý những vấn đề sau:

- Tầm quan trọng thuộc phần nào, ứng với những mục tiêu nào

- Cần trình bài câu hỏi dưới hình thức nào để hiệu quả

- Xác định mức độ dễ, khó của bài trắc nghiệm

Thiết kế dàn bài qui định số câu trắc nghiệm cho mỗi phần và lập thành bảng qui

định hai chiều để thể hiện số câu và tỉ lệ phần trăm cho từng nội dung

 Minh họa lập dàn bài trắc nghiệm:

Bảng 1.3 Bảng minh họa lập dàn bài trắc nghiệm

Nội dung

Mục tiêu

Chủ đề 1 Chủ đề 2 Chủ đề 3 Tỉ lệ

Trang 14

 Số câu trong bài trắc nghiệm:

- Số câu trong bài trắc nghiệm khách quan tùy thuộc lượng thời gian dành cho việc

kiểm tra Thời gian càng dài thì số câu càng nhiều

- Tổng số câu của bài trắc nghiệm nên là số chẵn

- Số câu trong bài trắc nghiệm thường được quyết định bởi các yếu tố:

+ Mục tiêu đánh giá đặt ra

+ Thời gian và điều kiện cho phép

+ Độ khó của câu trắc nghiệm

- Thời gian cho một bài trắc nghiệm chỉ nên trên dưới 1 giờ Tối đa 120 phút

 Những điều kiện cần thiết giúp giáo viên soạn trắc nghiệm:

- Yêu câu chung:

+ Giỏi chuyên môn

+ Am hiểu kỹ thuật soạn trắc nghiệm

+ Khả năng viết ngắn gọn, rõ, chính xác ý tưởng

- Về mặt kỹ năng:

+ Muốn có một bài trắc nghiệm tốt đòi hỏi nhiều thời gian và công sức

+ Tuân thủ các yêu cầu về nội dung trọng tâm, các mục tiêu về nhận thức

+ Các chủ điểm kiến thức quan trọng thì có nhiều câu hơn

+ Độ khó, độ phức tạp về sự đan chen mức độ hiểu, biết, vận dụng…

1.3.5 Lựa chọn câu trắc nghiệm cho bài kiểm tra:

- Với cùng một mục tiêu nhưng có thể có nhiều câu trắc nghiệm khác nhau, do đó

người ra đề phải lựa chọn các câu hỏi có mức độ khó phù hợp với mục đích, đối tượng

tham gia bài kiểm tra

- Ban đầu, độ khó của câu trắc nghiệm là do chủ quan của người ra đề Sau khi khảo

sát, người ra đề phải thống kê để phân tích độ khó, độ phân cách của các câu Trên cơ sở

đó, sẽ chọn ra những câu hỏi tốt cho lần kiểm tra mới

1.3.6 Trình bày bài kiểm tra:

- Các câu trắc nghiệm phải viết rõ ràng, không viết tắt, có chú thích rõ ràng

- Những từ cần nhấn mạnh cho thí sinh thì in đậm, gạch chân

- Có phiếu trả lời Trên phiếu ghi đầy đủ cách hướng dẫn thí sinh làm bài

- Tạo tối thiểu 4 mã đề khác nhau (đảo đề) nhằm tránh tình trạng trùng đề

1.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ BÀI TRẮC NGHIỆM

1.4.1 Phân tích câu trắc nghiệm

1.4.1.1 Mục đích của việc phân tích:

Phân tích câu trắc nghiệm giúp ta:

Trang 15

- Biết được độ khó, độ phân cách của mỗi câu => biết được câu nào quá khó, câu

nào quá dễ

- Lựa chọn được câu có độ phân cách cao => phân biệt được học sinh giỏi và học

học sinh kém

- Biết được giá trị của đáp án và mồi nhử => hiểu được lí do vì sao câu trắc

nghiệm không đạt được hiệu quả như mong muốn

- Đánh giá câu trắc nghiệm và ra quyết định chọn, sửa hay bỏ câu trắc nghiệm đó

- Làm gia tăng tính tin cậy của bài trắc nghiệm

1.4.1.2 Các bước phân tích câu trắc nghiệm:

T: Tổng số người làm bài trắc nghiệm

 Đánh giá câu trắc nghiệm dựa vào độ khó:

+ Công thức:

Đ1: Độ khó vừa phải của câu i

m: % may rủi

 Loại câu Đúng – Sai: tỉ lệ may rủi là 50%

 Loại câu 4 lựa chọn: tỉ lệ may rủi là 25%

 Loại câu 5 lựa chọn: tỉ lệ may rủi là 20%

=> Câu trắc nghiệm 4 lựa chọn:

Đ 2: Độ khó vừa phải

+ Để đánh giá câu trắc nghiệm, ta so sánh độ khó của câu với độ khó vừa phải

 Nếu độ khó của câu > độ khó vừa phải thì câu trắc nghiệm dễ so với trình độ

2

% 25

% 100

Đ

Trang 16

 Nếu độ khó của câu < độ khó vừa phải thì câu trắc nghiệm khó so với trình độ

Độ phân cách của một câu trắc nghiệm là một chỉ số giúp ta phân biệt được học

sinh giỏi với học sinh kém

 Cách tính:

Sau khi đã chấm điểm và cộng tổng điểm của từng bài trắc nghiệm, ta thực hiện

các bước sau để tính độ phân cách cho các câu:

Bước 1: Xếp các bài của học sinh theo thứ tự từ điểm thấp đến cao

Bước 2: Lấy 27% của tổng số bài làm có điểm từ cao nhất xuống => nhóm Cao

Lấy 27% tổng số bài có điểm từ thấp nhất trở lên => nhóm Thấp

Bước 3: Tính tỉ lệ phần trăm học sinh làm đúng câu trắc nghiệm bằng cách đếm số người

làm đúng trong mỗi nhóm => đúng (Cao) và đúng (Thấp)

Bước 4: Tính độ phân cách theo công thức: = −

Trong đó:

D: độ phân cách, A: Tỉ lệ % nhóm Cao làm đúng câu trắc nghiệm, B: Tỉ lệ % nhóm Thấp

làm đúng câu trắc nghiệm

 Ý nghĩa của độ phân cách:

Độ phân cách của một câu trắc nghiệm nằm trong khoảng giới hạn từ: -1→1

Để kết luận một câu trắc nghiệm, ta căn cứ vào qui định sau:

 D≥0 4 → Câu trắc nghiệm có độ phân cách rất tốt

 0.3≤D≤0.39 → Câu trắc nghiệm có độ phân cách khá tốt, nhưng có thể làm

cho tốt hơn

 0.2≤D≤0.29 → Câu trắc nghiệm có độ phân cách tạm được, cần phải điều

chỉnh

 D≤0.19 → Câu trắc nghiệm có độ phân cách kém, cần phải loại bỏ hay gia

công sữa chữa nhiều

1 4.1.5 Phân tích đáp án và mồi nhử:

- Đáp án: là lựa chọn được xác định là đúng nhất trong số các lựa chọn của phần

trả lời

- Mồi nhử: là những lựa chọn được xác định là sai trong phần trả lời

- Đáp án được gọi là tốt khi: - Học sinh thuộc nhóm Thấp ít chọn nó

- Học sinh thuộc nhóm Cao chọn nó nhiều

- Mồi nhử được gọi là tốt khi: - Học sinh thuộc nhóm Cao ít chọn nó

- Học sinh thuộc nhóm Thấp chọn nó nhiều

1.4.1.6 Một số tiêu chuẩn chọn câu trắc nghiệm:

Trang 17

- Những câu trắc nghiệm có độ khó quá thấp hay quá cao, đồng thời độ phân cách

quá âm hoặc quá thấp là những câu kém, cần phải xem lại để loại hay sữa chữa cho tốt

1.4.2 Phân tích bài trắc nghiệm

1.4.2.1: Đánh giá bài trắc nghiệm dựa vào Điểm số trung bình:

- Để biết một bài trắc nghiệm là dễ, vừa sức hay khó so với trình độ hiện tại của

học sinh => ta đối chiểu Điểm trung bình bài làm của học sinh với Điểm trung bình lí

thuyết

 Điểm trung bình (Mean):

+ Cách tính: Cộng tất cả các điểm số (bài làm của học sinh) sau đó chia cho tổng

số bài (hay số học sinh làm bài)

Đ t: Điểm tối đa của bài trắc nghiệm

Đm: Điểm may rủi tối đa

Trong đó: đói với câu trắc nghiệm 4 lựa chọn:

Điểm may rủi = Điểm tối đa x 25%

 Đánh giá bài trắc nghiệm:

 Mean < Mean LT => Bài trắc nghiệm là dễ đối với học sinh

 Mean ≈ Mean LT => Bài trắc nghiệm là vừa sức đối với học sinh

 Mean > Mean LT => Bài trắc nghiệm là khó đối với học sinh

- Để chính xác hơn ta xác định các giá trị biên trên và biên dưới bằng thống kê:

sb

hs

T

T Mean 

2

m

Đ LT Mean  

Trang 18

G d: Giá trị biên dưới

G t : Giá trị biên trên

Trong đó:

Mean: trị trung bình điểm các bài làm của học sinh

N: số học sinh

S: độ lệch chuẩn

Z: trị số phụ thuộc xác suất tin cậy định trước (thường chọn Z=1.96 khi xác suất tin cậy

là 95% hoặc Z=2.58% khi xác suất tin cậy là 99%)

1.4.3 Các loại điểm số trắc nghiệm

1.4.3.1 Điểm thô trên một bài trắc nghiệm:

+ Định nghĩa: Là tổng các điểm số của từng câu trắc nghiệm

+ Đặc điểm: Điểm thô không giúp so sánh giữa các bài trắc nghiệm có độ khó

khác nhau Nên thường qui đổi điểm thô thành các loại điểm khác cho phù hợp với việc

nghiên cứu trình bài, giải thích

1.4.3.2 Điểm phần trăm đúng X(%):

+ Công thức:

C đ: Số câu học sinh làm đúng

T c: Tổng số câu bài trắc nghiệm

+ Ý nghĩa: Điểm phần trăm đúng dùng so sánh điểm của học sinh này với điểm tối đa có

thể đạt được

Yếu tố xác định điểm số này là độ khó của nội dung bài trắc nghiệm

N

S Z Mean G

N

S Z Mean G

Trang 19

Chương 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ CÔNG TÁC GIẢNG DẠY BÀI

TẬP VẬT LÝ VÀ CÁC LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

2.1 VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP TRONG GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP VẬT

LÝ

Việc giảng dạy bài tập Vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được

một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp các

em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn

đề mà thực tiễn đã đặt ra

Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng,

kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày

Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước

đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Bài

tập Vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học

Vật lý ở trường phổ thông

Trước hết, Vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm được qui luật vận động của thế

giới vật chất và bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết phân tích và

vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp mặt dù người giáo

viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgic, phát biểu định luật chính xác, làm

thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ

chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải các bài tập

Vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng

kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc

và hoàn thiện

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập Vật lý đặt ra, học sinh

phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa , trừu

tượng hóa …để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển

Vì vậy có thể nói bài tập Vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng

tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục

những khó khăn trong cuộc sống của học sinh

Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý

thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh

Đặc biệt, để giải được các bài tập Vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh

ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều

chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh

trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập

khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học

2.2 PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

2.2.1 Bài tập Vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết

Trang 20

Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn

giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải thích hiện tượng thông qua

các lập luận có căn cứ, có lôgic

Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều kiến thức

Vật lý

 Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước:

* Phân tích câu hỏi

* Phân tích hiện tượng Vật lý có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định các định

luật, khái niệm Vật lý hay một qui tắcVật lý nào đó để giải quyết câu hỏi

*Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi

2.2.2 Bài tập vật lý định lượng

Đó là loại bài tập Vật lý mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt các phép

tính Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:

2.2.2.1 Bài tập tập dượt: Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu

một khái niệm hay một qui tắc Vật lý nào đó để học sinh vận dụng kiến thức vừa mới tiếp

thu

2.2.2.2 Bài tập tổng hợp: Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh vận

dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực

Đặc biệt, khi các câu hỏi loại này được nêu dưới dạng trắc nghiệm khách quan thì yêu

cầu học sinh phải nhớ kết quả cuối cùng đã được chứng minh trước đó để giải nó một

cách nhanh chóng Vì vậy, yêu cầu học sinh phải hiểu bài một cách sâu sắc để vận dụng

kiến thức ở mức độ cao

2.2.3 Bài tập đồ thị

Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dưới dạng đồ thị hay trong quá trình giải nó ta

phải sử dụng đồ thị Ta có thể phân loại dạng câu hỏi này thành các loại:

2.2.3.1 Đọc và khai thác đồ thị đã cho: Bài tập loại này có tác dụng rèn luyện cho

học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết cách đoán nhận sự thay đổi trạng thái của vật thể, hệ

Vật lý, của một hiện tượng hay một quá trình Vật lý nào đó Biết cách khai thác từ đồ thị

những dữ liệu để giải quyết một vấn đề cụ thể

2.2.3.2.Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho: Bài tập này rèn luyện cho học sinh kỹ

năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị chính

xác

2.2.4 Bài tập thí nghiệm

Là loại bài tập cần phải tiến hành các thí nghiệm hoặc để kiểm chứng cho lời giải lý

thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng trong việc giải các bài tập.Tác dụng cụ

thể của loại bài tập này là Giáo dục, giáo dưỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp

Đây là loại bài tập thường gây cho học sinh cảm giác lí thú và đặc biệt đòi hỏi học sinh ít

nhiều tính sáng tạo

Trang 21

Chương 3: TÓM LƯỢC KIẾN THỨC CƠ BẢN CHƯƠNG PHÂN

CỰC ÁNH SÁNG

3.1 ÁNH SÁNG TỰ NHIÊN VÀ ÁNH SÁNG PHÂN CỰC

Hình 3.1: Hình mô tả sóng điện từ

Khi nghiên cứu về hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ người ta thừa nhận tính chất

sóng của ánh sáng mà không cần biết đó là sóng ngang hay sóng dọc Khi nghiên cứu

hiện tượng phân cực ánh sáng, người ta chứng minh được ánh sáng là sóng ngang

 Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng ( λ = 0,4µm 0,8 µm )

 Ánh sáng tự nhiên được coi gồm các dao động thẳng phân bố điều theo tất cả mọi

phương thẳng góc với phương truyền của tia sáng, không có một dao động nào được ưu

đãi hơn một phương dao động khác

 Khi có sự mất đối xứng của các dao động sáng thì ánh sáng được gọi là ánh sáng

phân cực

 Lịch sử: [1]

 Hiện tượng phân cực ánh sáng được phát hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 1669

khi Erasmus Bartholin phát hiện thấy tinh thể khoáng chất Spar Iceland (loại chất canxi

trong suốt, không màu) tạo ra một ảnh kép khi các vật được nhìn qua tinh thể trong ánh

sáng truyền qua Trong thí nghiệm của ông, Bartholin cũng quan sát thấy một hiện tượng

khá lạ thường Khi tinh thể canxit quay xung quanh một trục nhất định, một trong hai ảnh

cũng chuyển động tròn xung quanh ảnh kia, mang lại bằng chứng 80 mạnh mẽ cho thấy

tinh thể bằng cách nào đó đã tách ánh sáng thành hai chùm tia khác nhau

Trang 22

Hình 3.2: Hình mô tả sự khúc xạ kép trong tinh thể Canxi

 Hơn một thế kỉ sau, nhà Vật lý người Pháp Etienne Malus đã xác định được ảnh

tạo ra với ánh sáng phản xạ trên tinh thể canxi Ông nhận thấy rằng ánh sáng ban ngày

thông thường gồm hai dạng ánh sáng khác nhau truyền qua tinh thể canxi theo các đường

đi độc lập Ánh sáng ban ngày bao gồm những ánh sáng dao động trong mọi mặt phẳng,

trong khi ánh sáng phản xạ thường chỉ trong một mặt phẳng song song với bề mặt mà từ

đó ánh sáng bị phản xạ

 Phân loại:

Chỉ có véctơ cường độ điện trường ⃗ mới có tác dụng lên mắt nên gọi là véctơ

chấn động sáng ⃗= E 0 sin (t - )

 Nếu ⃗ phân bố xung quanh phương truyền → ánh sáng tự nhiên

 Nếu sự phân bố của ⃗ không đối xứng → ánh sáng phân cực

 Phân cực một phần (phân cực Elip và phân cực tròn): đầu múc của véctơ điện

trường chuyển động trên đường tròn hay Elip

 Phân cực hoàn toàn (ánh sáng phân cực thẳng): ánh sáng có véctơ ⃗ luôn song

song với một phương hoàn toàn xác định trong quá trình truyền

Ánh sáng tự nhiên Phân cực tròn Phân cực elip Phân cực thẳng

Trang 23

Hình 3 4: Mô hình thí nghiệm Malus

 M1, M2 : gương phẳng giống hệt nhau, mặt sau bôi đen

 E: màn ảnh

 Tia tới SI tới M1 góc tới 570

 Màn E hứng tia phản xạ IJ

 Tiến hành:

 Giữ tia tới SI cố định, quay gương M1 xung quanh tia tới SI với góc tới 570 không

đổi → cường độ của tia phản xạ IJ không đổi

Etienne Louis Malus 1809

Trang 24

 Giữ tia tới IJ cố định, quay gương M2 quanh phương của tia tới IJ với góc tới 570

không đổi

Quan sát cường độ tia phản xạ JR trên màn E, ta thấy:

 Cường độ tia phản xạ JR trải qua những cực đại và những cực tiểu triệt tiêu

 Khi 2 mặt phẳng chính: SIN1 và IJN2 song song trùng nhau ứng với A1 và A3 trên

màn E thì cường độ tia phản xạ cực đại

 Khi 2 mặt phẳng tới vuông góc với nhau ứng với điểm A2 và A4 thì cường độ tia

phản xạ triệt tiêu

 Lặp lại thí nghiệm với góc tới khác 570 thì cường độ cực tiểu không triệt tiêu

 Giải thích:

 Tia tới SI do nguồn phát ra là ánh sáng tự nhiên nên véctơ chấn động ⃗ đối xứng

quanh phương truyền

 Cường độ của tia phản xạ IJ tỉ lệ với hình chiếu của các véctơ ⃗ lên mặt phẳng của

 Cường độ của tia phản xạ JR tỉ lệ với hình chiếu ⃗ lên mặt phẳng của gương M2

Khi ta quay gương M2, hình chiếu này thay đổi nên cường độ của tia phản xạ JR thay đổi

Trải qua những cực đại, cực tiểu triệt tiêu

 Nếu góc tới khác 570 thì tia phản xạ IJ là ánh sáng phân cực elip

 Kết luận:

Hiện tượng phản xạ ánh sáng trên gương M1 đã biến ánh sáng tự nhiên thành ánh

sáng phân cực → gọi là phân cực ánh sáng do phản xạ

Gương M1: kính phân cực

Gương M2: kính phân tích (cho biết ánh sáng IJ là ánh sáng gì)

3.2.2 Định luật Brewster

Trang 25

Hình 3.5: Hình mô tả sự phân cực do phản xạ trên tinh thể trong suốt – Định luật Brewster

Khi có hiện tượng ánh sáng từ môi trường có chiết suất n trên môi trường có chiết suất n’

→ tia phản xạ là ánh sáng phân cực hoàn toàn Khi đó góc tới thỏa mãn điều kiện:

3.2.3 Khảo sát lý thuyết về phân cực ánh sáng do phản xạ

 Xét sóng điện từ phân cực thẳng tới một mặt lưỡng chất của hai môi trường

có chiết suất n và n’ (giả sử n’>n)

Xét trường hợp véctơ điện ⃗ của sóng tới nằm trong mặt phẳng tới

1

1 1

k p

t

k p

Trang 26

) (

) cos(

).

sin(

sin cos 2

1 1

r i tg

r i tg E E

r i r i

i i E

E

t p

t k

(công thức Fresnel)

Hệ số phản chiếu: = = = ( )

Với IP và It là cường độ ánh sáng tới và ánh sáng phản xạ

Xét trường hợp véctơ điện trường ⃗ của sóng tới thẳng góc với mặt phẳng tới

2 2

) sin(

sin cos

2

) sin(

t k

t p

E r i

r i E

E r i

r i E

Hệ số phản chiếu: = = = ( )

 Ánh sáng tới là ánh sáng tự nhiên

Ánh sáng này gồm các sóng phân cực thẳng phân bố theo tất cả mọi phương

vuông góc với tia sáng

Hệ số phản xạ: = = ( )

( ) + ( )

 Trường hợp góc tới là góc Brewster: i+r =

Ánh sáng phản xạ là ánh sáng phân cực thẳng có phương dao động thẳng góc với mặt

phẳng tới

 Trường hợp góc tới không là góc Brewster:

→ ánh sáng phản xạ véctơ dao động sáng có cả hai thành phần thẳng góc và song song

với mặt phẳng tới, do đó chỉ phân cực một phần

3.2.4 Độ phân cực

Là đại lượng dùng để đặc trưng cho mức độ phân cực của ánh sáng phân cực

Xét ánh sáng tới là ánh sáng tự nhiên, có thể coi ánh sáng tới này là tạo bởi hai thành

phần vuông góc có cường độ bằng nhau ( = ) nhưng không thể kết hợp về pha Ánh

sáng phản xạ cũng gồm hai thành phần vuông góc không kết hợp về pha nhưng có cường

1 2

p p

p p p

I I









Ip1 : cường độ ánh sáng ứng với thành phần song song với mặt phẳng tới

Ip2 : cường độ ánh sáng ứng với thành phần vuông góc với mặt phẳng tới

 Chùm tia tới thẳng góc với mặt lưỡng chất: i = 0, r = 0, I p1 =I p2 => = 0

→ ánh sáng phản xạ là ánh sáng tự nhiên

Trang 27

 Tia tới lướt trên mặt lưỡng chất:

Ik1 : cường độ ánh sáng ứng với thành phần song song với mặt phẳng tới

IK2 : cường độ ánh sáng ứng với thành phần vuông góc với mặt phẳng tới

 Chùm tia tới vuông góc với mặt lưỡng chất: i = 0, I k1 =I k2 => = 0

Muốn tăng độ phân cực của ánh sáng ló, ta dùng nhiều bản thủy tinh đặt song song và

liên tiếp nhau

3.3 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG DO KHÚC XẠ QUA MÔI TRƯỜNG DỊ

HƯỚNG

3.3.1 Môi trường dị hướng:

Môi trường đẳng hướng là môi trường khi ánh sáng truyền theo các hướng khác

nhau thì có tính chất như nhau

Môi trường dị hướng là môi trường mà ánh sáng truyền qua theo các hướng khác nhau thì

có tính chất khác nhau tính chất đó đặc trưng là vận tốc truyền

Tổng quát khi chiếu ánh sáng vào một môi trường dị hướng ta có 2 tia khúc xạ :

 Tia khúc xạ R0 tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng gọi là tia thường

 Tia khúc xạ Re không tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng là tia bất thường

3.3.2 Bề mặt sóng thường Bề mặt sóng bất thường

Chiếu một chùm tia sáng song song tới bản dị hướng các điểm I, I1 , I2… trở thành

nguồn phát sóng thứ cấp

 Đối với tia thường

Các sóng thứ cấp lan truyền theo các hướng khác nhau với cùng vận tốc truyền

Nên sau một đơn vị thời gian Các sóng thường lan truyền đến mặt cầu tâm I bán kính v0

là vận tốc thường

Mặt cầu này là bề mặt sóng thường

Mặt phẳng ∑ ế xúc với các bề mặt sóng, còn gọi là mặt phẳng sóng thường

Trang 28

 Đối với bất thường

Các sóng thứ cấp lan truyền trong không gian theo các hướng khác nhau với

những vận tốc truyền khác nhau Nên sau một đơn vị thời gian sóng bất thường lan

truyền đến bề mặt có dạng ellipsoid

Ellipsoid này là bề mặt sóng bất thường  e với trục đối xứng là trục quang học

Mặt phẳng e tiếp xúc với các bề mặt sóng thường  e gọi là mặt phẳng sóng bất

Trang 29

 IM = ver vận tốc bất thường theo tia

Từ M kẻ mặt phẳng tiếp tuyến với ellipsoid

Từ I kẻ đường vuông góc với mặt phẳng tiếp tuyến, chân đường vuông góc là H

IH = ven vận tốc bất thường theo pháp tuyến

 ven v ercos

Nếu tia Re vuông góc trục quang học (M nằm trên đường tròn xích đạo):

IB v

v

c

3.3.5 Phân loại tinh thể:

 Tinh thể dương: v0>ve (n0<ne): thạch anh

 Tinh thể âm: v0<ve (n0>ne): đá băng lan

Hình 3.9 Hình thạch anh và đá băng lan

Trang 30

3.3.6 Cách vẽ tia khúc xạ Cách vẽ Huyghens

 Nguyên tắc: Thực hiện tuần tự các bước sau:

 Vẽ tất cả các bề mặt sóng của môi trường tới và khúc xạ

 Kéo dài tia tới cắt bề mặt sóng thường của nó tại Tt

 Từ Tt kẻ tiếp tuyến với bề mặt sóng

 Tiếp tuyến cắt bề mặt ngăn cách 2 môi trường tại N

 Từ N kẻ tiếp tuyến với bề mặt sóng của môi trường khúc xạ, tiếp điểm Tk

 Nối I với Tk ta có tia khúc xạ

- Khúc xạ qua môi trường đẳng hướng:

Hình 3.10 Hình vẽ minh họa bề mặt sóng thường, sóng bất thường, vận tốc thường,

vận tốc bất thường của tinh thể âm và tinh thể dương

v Nước



Hình 3.11 Hình mô tả cách vẽ Huyghens khi ánh sáng

khúc xạ qua môi trường đẳng hướng

Trang 31

- Khúc xạ qua môi trường dị hướng

+ tinh thể dương:

+ Tinh thể âm:

3.3.7 Sự phân cực do khúc xạ qua môi trường dị hướng

Hình 3.14 Hình mô tả sự phân cực qua môi trường dị hướng

Hình 3.12 Hình mô tả cách vẽ Huyghens khi ánh sáng khúc xạ qua môi trường dị hướng có trục quang học nằm trong mặt phẳng hình vẽ

ko

 ke

 t

Trang 32

 Kết quả thí nghiệm Malus:

Khi ánh sáng phân cực thẳng IJ có véctơ chấn động sáng vuông góc với mặt phẳng

tới (IJN) thì cường độ tia phản xạ IJ cực đại nếu véctơ chấn động sáng trùng mặt phẳng

tới (IJN), cường độ tia phản xạ cực tiểu triệt tiêu

Chiếu vuông góc vào một bản tinh thể dị hướng bằng thạch anh (v0>ve)

 có 2 tia khúc xạ: R0 và Re

Hứng hai chùm tia ló trên gương phẳng M, sao cho góc tới i=570

Quay gương M xung quanh tia tới với góc 570 không đổi Quan sát cường độ của hai

 Phương chấn động của R0 và Re vuông góc nhau

Ta thấy ở vị trí mặt phẳng hình vẽ khi mặt phẳng tới (R0JN) nằm trong mặt phẳng hình vẽ

thì cường độ tia phản xạ R0 cực đại và Re triệt tiêu

Vậy: véctơ chấn động sáng R0 vuông góc với mặt phẳng tới và véctơ chấn sáng của Re

nằm trong mặt phẳng tới

Véctơ chấn động sáng của tia thường thì vuông góc mặt phẳng chính

Véctơ chấn động sáng của tia bất thường thì nằm trong mặt phẳng chính

3.3.8 Các loại kính phân cực

Kính phân cực bao gồm: Nichols, Tuormaline, Poraloid

Đó là những bản tinh thể dị hướng có đặc tính hấp thụ tia thường hay khử tia thường

bằng hiện tượng phản xạ toàn phần

Khi chiếu một chùm tia sáng tự nhiên tới kính phân cực thì ta được một chùm tia ló là tia

bất thường là ánh sáng phân cực thẳng có véctơ chấn động sáng nằm trong mặt phẳng

chính

 Nichols:

Là một trong những loại kính phân cực phổ biến nhất, gồm hai lăng kính bằng tinh

thể đá thạch anh dán lại với nhau bằng một lớp nhựa thông Canada có chiết suất n1,550

Khi chiếu chùm ánh sáng tự nhiên tới Nichols thì bị tách thành tia thường và tia bất

thường, nhưng đến lớp Canada tia thường bị phản xạ toàn phần, nên chỉ có tia bất thường

đi qua Nichols

Khi rọi một chùm ánh sáng tự nhiên qua Nichols thì sau Nichols ta được một chùm ánh

sáng phân cực hoàn toàn có véctơ điện trường

+ Nếu hai Nichols có mặt phẳng chính song song nhau, cường độ ánh áng qua Nichols

(2) bằng cường độ sáng qua Nichols (1)

Trang 33

+ Hai Nichols có mặt phẳng chính vuông góc nhau thì (chéo nhau) cường độ ánh sáng

sau khi qua Nichols (2) sẽ bị triệt tiêu

 Tourmaline:

Hấp thụ không đều đối với tia thường và tia bất thường

Tourmaline là bản tinh thể có hai mặt song song

Bản Tourmaline dày 1mm sẽ hấp thụ hoàn toàn tia thường và chỉ cho tia bất thường

truyền qua

 Poraloid:

Là một vật liệu hữu cơ do Edwin H Land phát minh năm 1928

Hấp thụ tia thường mạnh hơn bản Tourmaline

Bản Poraloid dày 0,1mm hấp thụ hoàn toàn tia thường

I 

Trong đó IM là cường độ cực đại của ánh sáng ló ra khỏi A

Khi quay A quanh phương truyền của tia sáng:

I

0 0

0

0 90



3.4 GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHÂN CỰC

3.4.1 Thí nghiệm Fresnel- Arago

Augustin Jean Fresnel (1788 – 1827) Dominique Fancois Jean Arago (1786 – 1858)

Hình 3.15 Hình mô tả định luật Malus

Trang 34

Xét thí nghiệm giao thoa bởi 2 bản thấu kính Billet

- Đặt sau nguồn S một Nichols phân cực P

- Sau Nichols P là 2 bản thấu kính Billet

- Sau ảnh S1, S2 là 2 Tourmaline T1, T2

- Quan sát hiện tượng trên màn E bằng kính ngắm có gắn Nichols A

 Trước hết không dùng Nichols A:

- Trong trường hợp không có Nichols P:

 Ánh sáng tới 2 bản thấu kính L1, L2 là ánh sáng tự nhiên

+ Nếu T1//T2  trên màn E có hiện tượng giao thoa

+ Nếu T 1 T2  trên màn E không có hiện tượng giao thoa

- Trường hợp có Nichols P:

+ Ánh sáng tới 2 bản thấu kính L1, L2 là ánh sáng phân cực thẳng

 Xảy ra hiện tượng tương tự

 Dùng Nichols A, và 2 bản Tourmaline vuông góc nhau:

- Trường hợp không có Nichols P:

+ Ánh sáng tới 2 bản thấu kính L1, L2 là ánh sáng tự nhiên

 Trên mà E không có hiện tượng giao thoa

- Trường hợp có Nichols P:

+ Ánh sáng tới 2 bản thấu kính L1, L2 là ánh sáng phân cực thẳng

 Trên màn E có hiện tượng giao thoa

 Hiện tượng giao thoa bởi ánh sáng phân cực

3.4.2 Khảo sát dao động Elip

 Chứng minh: Sự tổng hợp của hai ánh sáng phân cực thẳng có phương vuông góc

nhau là ánh sáng phân cực elip

a



Hình 3.17: Mô hình thí nghiệm khảo sát dao động elip

Hình 3.16 Hình mô tả thí nghiệm Arago - Fresnel

Trang 35

Giả sử sau khi đi qua Nichols, dao động sáng có phương trình:

t a

s

Phương trình ánh sáng phân cực do hai nguồn kết hợp S1, S2 phát ra:

t a

.sin)

(cos.sin

).2cos(

.cos)

(cos.cos

2 2

2

1 1

a c

r t a

s

r t

a c

r t a

).2cos(

2 1

B

y

r t

)cos(

' '





t B

y

t A

22

cos22

t

a x a

B A

- Đổi tọa độ Oxy OXY bằng phép quay quanh gốc O góc 450

a x y Y

t t

a y x X

y x

Y

y x

2 2

2

) cos(

cos 2 ) ( 2 2

cos sin

sin cos

1 2

sin 2

cos

2 2 2

2a 

Trang 36

3.4.3 Khảo sát cường độ sáng của vân

Tại mỗi điểm trên màn E, có sự hợp của hai dao động vuông góc, cường độ sáng

tại mọi điểm này bằng nhau, do đó không có vân giao thoa Nhưng quan sát màn E qua

Nichols A thì thấy xuất hiện vân

 Đó là sự giao hợp của hai thành phần Om1 và Om2 của các dao động x, y chiếu xuống

phương OA (phương dao động cho bởi Nichols A)

y

t A

sin

cos

s

t A

.sin

2 sin 2 sin 2 sin ) ( cos

2 2

0

2 2

Số hạng thứ nhất không phụ thuộc  tức là không phụ thuộc vào điểm M trên màn

Số hạng thứ hai phụ thuộc   số hạng này ảnh hưởng đến sự thay đổi cường độ sáng

Hệ vân rõ nhất khi nền đen: cos2()0 hay cos2()0

900

)(cos      OA  OP hai Nichols thẳng góc Nếu

2 sin 135

)(cos       OA, OP cùng nằm trong góc phần tư hợp bởi Ox, Oy

Nếu:

2 cos 135

,

0 0



    I  I  quan sát thấy vân giữa sáng

3.5 BẢN TINH THỂ MỎNG

3.5.1 Phương ưu đãi

Chiếu một chùm tia sáng tự nhiên tới bản tinh thể mỏng, hai mặt song song, bề dày

e Ta được 2 chùm tia ló R0 và Re là ánh sáng phân cực thẳng có phương dao động vuông

góc nhau

Trang 37

Nếu bề dày e nhỏ  R0  Re  ánh sáng ló là ánh sáng phân cực elip

Vậy: Khi ánh sáng là sự tổng hợp của 2 ánh sáng phân cực thẳng có phương dao động

vuông góc nhau thì ánh sáng đó là ánh sáng phân cực elip

Hứng chùm tia ló cho đi qua Nichols A, quay Nichols A quanh phương truyền của

Đặt bản mỏng L giữ Nichols phân cực P và Nichols phân tích A (mặt phẳng chính

của P và A vuông góc nhau)

 quan sát cường độ của ánh sáng sau khi qua Nichols A

Hình 3.19: Hình mô tả thí nghiệm kiểm trứng về phương ưu đãi

- Ánh sáng tự nhiên tới Nichols P cho ánh sáng ló là ánh sáng phân cực thẳng có

véctơ chấn động sáng song song mặt phẳng chính của P về phương ưu đãi

- Ánh sáng qua bản L cho ánh sáng phân cực elip

- Khi truyền qua Nichols A cường độ ánh sáng tới mắt tỷ lệ với hình chiếu của chấn

động elip lên Nichols A

- Khi quay Nichols A thì hình chiếu thay đổi trải qua những cực đại và cực tiểu

không triệt tiêu

Vây: ánh sáng tới Nichols A phải là ánh sáng phân cực elip

 Thí nghiệm phương ưu đãi:

Vẫn đặt bản mỏng L giữ Nichols phân cực P và Nichols phân tích A (mặt phẳng

chính của P và A vuông góc nhau), quay bản L xung quanh phương truyền của tia sáng ta

Trang 38

thấy có 2 phương đặc biệt Ox, Oy (OxOy) của bản L mà cường độ ánh sáng đến mắt bị

triệt tiêu

 hai phương đặc biệt đó là 2 phương ưu đãi của bản tinh thể mỏng

3.5.2 Hiệu quang lộ giữa tia thường và tia bất thường gây ra do bản tinh thể

Hình 3.20: Hình vẽ sự truyền ánh sáng qua bản tinh thể dị hướng

Hiệu quang lộ giữa 2 tia đi qua bản là:

+ Tinh thể dương:  (IK)(IJ)e(n en n0)

+ Tinh thể âm:  (IK)(IJ)e(n0 n en)

Với: e là bề dày của bản mỏng

nen: chiết suất bất thường theo pháp tuyến

n0: chiết suất thường

Khi tia bất thường vuông góc trục quang học:

+ Tinh thể thương:  e(n e n0)

+ Tinh thể âm:  e(n0n e)

3.5.3 Dao động Elip truyền qua một Nichols

Hình 3.21: Hình vẽ mô tả dao động elip truyền qua một Nichols

Ánh sáng phân cực thẳng OP có dạng: sacos.t

Khi chiếu vào bản L tại I, ánh sáng phân thành ánh sáng phân cực thẳng R0 và Re

theo hai phương ưu đãi

Trang 39

y R Tia

t A t a

x R Tia

.sin:

coscos

.cos:

'

' 0

)(cos:

)

2cos(

)(cos:

0 0

e t B y R Tia

T v t A v

e t A x R Tia

en e

e

Với:

en en

v

c n v

c n

0 0



v0: vận tốc thường, ven: vận tốc bất thường theo pháp tuyến

- Đổi gốc thời gian

2cos(

)(

2cos:

cos:

B e n e n t

B y R

Tia

t A x R

Tia

en e

Với:  là độ lệch pha của sóng thường và sóng bất thường

 là hiệu quang lộ của tia R0, Re

- Phương trình quỹ đạo của ánh sáng ló ra khỏi bản L là:

0 sin cos

 Đây là phương trình của elip

 Sự tổng hợp của hai ánh sáng phân cực thẳng là ánh sáng elip

y

t A

sin

cos

y t B

y

x t A

Ánh sáng tới là ánh sáng phân cực thẳng OP

Trang 40

y

t A

) sin(

cos

y t

B

y

x t A

x





Vậy: ánh sáng tới là ánh sáng phân cực thẳng OP thì ánh sáng ló cũng là ánh sáng phân

cực thẳng OP’ đối xứng với OP qua phương ưu đãi

 Bản phần tư sóng:

Là bản mỏng đặc biệt có bề dày e sao cho

2 ) 1 2 ( 2 4

) 1 2

y

t A

sin )

cos(

cos

t B t

B

y

x t A

Vậy: ánh sáng ló là ánh sáng phân cực elip Có 2 trục nằm trên phương ưu đãi của bản

Chiều của ánh sáng phân cực elip:



dt

dy t

sin

0cos

dy b

B

a

A

 ánh sáng ló ra là phân cực elip trái

Hình 3.22 Hình vẽ phân cực elip trái

 Nếu OP nằm ở góc phần tư thứ hai

0 0

M0

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	1,86 MB