Bài báo đề cập đến việc chế tạo 2 thiết bị thí nghiệm để các em học sinh sử dụng vào việc thực hiện 6 thí nghiệm hiệu ứng quang điện trong ở lớp 12 trường THPT Việt Nam. Việc mô tả chi tiết và cụ thể giúp giáo viên có đủ hiểu biết về các thí nghiệm đó. Do đó họ có thể tổ chức các hoạt động thí nghiệm của học sinh một cách hiệu quả trong việc học kiến thức này. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1CH TO CC DÖNG CÖ TH NGHIM
THÜC TP
TNG C×ÍNG HOT ËNG THÜC
NGHIM CÕA HÅC SINH TRONG HÅC TP CC KIN THÙC V
HIN T×ÑNG QUANG IN TRONG Ð LÎP 12 THPT
Nguy¹n Ngåc H÷ng v Nguy¹n Xu¥n Trung
Tr÷íng ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi
1 Mð ¦u
- Theo ch÷ìng tr¼nh vªt l½ ð tr÷íng THPT c£ cì b£n v n¥ng cao, hi»n t÷ñng quang i»n trong (HTQ T) ÷ñc · cªp ð lîp 12 Sau khi håc hi»n t÷ñng
n y, håc sinh (HS) c¦n ph¡t biºu ÷ñc ành ngh¾a v· hi»n t÷ñng quang d¨n
v vªn döng ÷ñc thuy¸t l÷ñng tû ¡nh s¡ng º gi£i th½ch hi»n t÷ñng n y; ph¡t biºu ÷ñc ành ngh¾a HTQ T, i·u ki»n º x£y ra hi»n t÷ñng v ph¥n bi»t ÷ñc nâ vîi hi»n t÷ñng quang i»n ngo i; n¶u ÷ñc nguy¶n tc c§u t¤o, ho¤t ëng cõa quang i»n trð v pin quang i»n
- º HS ¤t ÷ñc möc ti¶u v· m°t ki¸n thùc n¶u tr¶n, trong d¤y håc HTQ T, c¡c th½ nghi»m (TN) kh£o s¡t sau c¦n ÷ñc ti¸n h nh: sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n ch¤y qua iæt quang v o hi»u i»n th¸ v v o c÷íng ë ¡nh s¡ng chi¸u v o nâ; sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n ch¤y qua quang i»n trð v o hi»u i»n th¸ v v o c÷íng ë ¡nh s¡ng chi¸u v o nâ;
sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n ch¤y qua pin quang i»n v o c÷íng ë
¡nh s¡ng chi¸u v o nâ [3]
1
Trang 2- Nh¬m khc phöc t¼nh tr¤ng khæng câ döng cö th½ nghi»m (DCTN) º
sû döng khi d¤y håc c¡c ki¸n thùc n y ð tr÷íng THPT v t«ng c÷íng ho¤t
ëng thüc nghi»m cõa HS ngay khi håc b i mîi, chóng tæi ¢ ch¸ t¤o DCTN thüc tªp v· HTQ T v DCTN · cªp ¸n ùng döng k¾ thuªt cõa quang i»n trð trong m¤ch i»n âng ngt tü ëng c¡c ±n ÷íng
- Trong b i b¡o, chóng tæi câ sû döng t i li»u tham kh£o [1 v 2] cho c¡c th½ nghi»m c¦n ch¸ t¤o döng cö
2 Nëi dung nghi¶n cùu
2.1 DCTN thüc tªp v· hi»n t÷ñng quang i»n trong
Trang 32.1.1 C¡c chi ti¸t cõa DCTN
- DCTN (H¼nh 1) câ c¡c linh ki»n: iæt quang, quang i»n trð, pin quang
i»n, i»n trð 510 Ω, bi¸n trð xoay 200 Ω, ±n halogen 12V 50W, c¡c d¥y nèi i»n v 2 çng hç o i»n a n«ng
H¼nh 1 DCTN v· HTQ T
- C¡c linh ki»n ÷ñc °t trong
hëp gé º ti»n lñi cho vi»c ti¸n h nh
TN v b£o qu£n, di chuyºn DCTN
M°t trong cõa np hëp gé l b£ng
nhüa ¢ ÷ñc phun sìn, câ sì ç
m¤ch i»n ¢ ÷ñc in (1) C¡c chèt
cm ÷ñc gn tr¶n m¤ch i»n º HS
d¹ d ng mc c¡c linh ki»n v çng
hç o i»n
- ±n halogen ÷ñc lp tr¶n chuæi, d¹ d ng di chuyºn tr¶n thanh ray nhæm câ gn th÷îc (2)
2.1.2 C¡c TN ÷ñc ti¸n h nh vîi DCTN
a) TN 1: Kh£o s¡t sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n I ch¤y qua iæt quang
v o hi»u i»n th¸ °t v o nâ, khi c÷íng ë ¡nh s¡ng E chi¸u v o iæt quang
H¼nh 2 TN v³ ÷íng °c tr÷ng væn - ampe cõa iæt quang
H¼nh 3 ÷íng °c tr÷ng væn - ampe cõa iæt quang
- Mc m¤ch i»n, trong â iæt
quang ÷ñc mc theo chi·u ng÷ñc
nh÷ H¼nh 2
- Chi¸u th¯ng gâc chòm s¡ng
ph¡t ra tø ±n halogen câ c÷íng ë
luæn khæng êi v o iæt quang
- Thay êi hi»u i»n th¸ mët
chi·u °t v o iæt quang tø 0 ¸n
10V nhí i·u ch¿nh bi¸n trð v åc
c¡c c°p gi¡ trà I U t÷ìng ùng V³
÷íng °c tr÷ng væn ampe cõa
iæt quang (H¼nh 3)
- L°p l¤i c¡c b÷îc TN vîi chòm
s¡ng ph¡t ra tø ±n câ c÷íng ë tuy
3
Trang 4khæng êi nh÷ng lîn hìn (E2 > E1)
b¬ng c¡ch dàch ±n tr¶n thanh ray
l¤i g¦n iæt quang hìn
- Tø k¸t qu£ TN, HS câ thº dü
o¡n mët c¡ch ành t½nh v· sü phö
thuëc cõa I v o E: khi U khæng êi, E c ng lîn th¼ I c ng lîn Dü o¡n n y s³ ÷ñc HS kiºm tra ð TN 2
Trang 5b) TN 2: Kh£o s¡t ành t½nh sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n I ch¤y qua iæt quang v o c÷íng ë E cõa chòm s¡ng chi¸u v o nâ, khi hi»u i»n th¸ °t v o iæt quang khæng êi
- M¤ch i»n ÷ñc mc nh÷ TN 1
- Giú nguy¶n hi»u i»n th¸ ng÷ñc °t v o iæt quang, t«ng c÷íng ë E cõa chòm s¡ng chi¸u v o nâ b¬ng c¡ch dàch chuyºn ±n º kho£ng c¡ch tø
±n tîi iæt quang l¦n l÷ñt l 20cm, 15cm, 10cm, 5cm (H¼nh 4) åc c¡c gi¡ trà I t÷ìng ùng, HS s³ th§y: khi E t«ng th¼ I t«ng, nh÷ ¢ dü o¡n tø TN1 H¼nh 4 TN kh£o s¡t sü phö thuëc cõa I v o E cõa iæt quang
c) TN 3: Kh£o s¡t sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n I ch¤y qua quang
i»n trð v o hi»u i»n th¸ °t v o nâ, khi c÷íng ë ¡nh s¡ng E chi¸u v o quang i»n trð khæng êi
• Ph÷ìng ¡n 1: Sû döng çng hç o i»n a n«ng
- M¤ch i»n ÷ñc mc nh÷ H¼nh 5, trong â m°t nhªn ¡nh s¡ng cõa quang i»n trð quay ra ngo i Chi¸u th¯ng gâc chòm s¡ng ph¡t ra tø ±n câ c÷íng ë luæn khæng êi v o quang i»n trð
- i·u ch¿nh bi¸n trð º U t«ng d¦n v åc c¡c c°p gi¡ trà I U t÷ìng ùng HS nhªn th§y: sü bi¸n thi¶n cõa I theo U tu¥n theo ành luªt Æm V³ ÷íng °c tr÷ng I U cõa quang i»n trð (H¼nh 6) ÷íng °c tr÷ng
I U l ÷íng th¯ng i qua gèc to¤ ë
- L°p l¤i c¡c b÷îc TN vîi chòm s¡ng ph¡t ra tø ±n câ c÷íng ë E2 tuy khæng êi, nh÷ng lîn hìn b¬ng c¡ch dàch ±n l¤i g¦n quang i»n trð
- Tø k¸t qu£ TN, HS ÷a ra dü o¡n mët c¡ch ành t½nh v· sü phö thuëc cõa I v o E ð quang i»n trð: vîi U khæng êi, khi E t«ng th¼ I t«ng Dü
o¡n n y s³ ÷ñc HS kiºm tra nhí TN 4
• Ph÷ìng ¡n 2: Sû döng dao ëng k½ i»n tû (D K T)
- ÷íng °c tr÷ng væn ampe cõa quang i»n trð công câ thº thu ÷ñc nhí sû döng D K T thay cho çng hç o i»n (H¼nh 7)
H¼nh 5 TN kh£o s¡t sü phö thuëc
cõa I v o U cõa quang i»n trð væn - ampe cõa quang i»n trðH¼nh 6 ÷íng °c tr÷ng
H¼nh 7 Sû döng D K T º v³ ÷íng °c tr÷ng
væn - ampe cõa quang i»n trð
5
Trang 6- L¦n l÷ñt thay êi c÷íng ë ¡nh s¡ng chi¸u v o quang i»n trð, c¡c
÷íng °c tr÷ng væn ampe cõa quang i»n trð tr¶n m n D K T l nhúng
÷íng th¯ng câ ë dèc kh¡c nhau (H¼nh 8)
H¼nh 8 ÷íng °c tr÷ng væn - ampe cõa quang i»n trð ùng vîi ¡nh s¡ng chi¸u v o quang i»n trð câ c÷íng ë kh¡c nhau
Trang 7d) TN 4: Kh£o s¡t sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n I ch¤y qua quang
i»n trð v o c÷íng ë E cõa ¡nh s¡ng chi¸u v o nâ, khi hi»u i»n th¸ °t
v o quang i»n trð khæng êi
- M¤ch i»n ÷ñc mc nh÷ H¼nh 9, trong â m°t nhªn ¡nh s¡ng cõa quang i»n trð h÷îng ra ngo i
H¼nh 9 TN kh£o s¡t sü phö thuëc cõa I v o E cõa quang i»n trð
- Giú U khæng êi, t«ng E b¬ng c¡ch dàch ±n c¡ch quang i»n trð l¦n l÷ñt l 20cm, 15cm, 10cm, 5cm åc c¡c gi¡ trà I t÷ìng ùng, dü o¡n m HS
¢ n¶u ra ð TN 3 ÷ñc kh¯ng ành: khi E t«ng th¼ I t«ng i·u â chùng tä
i»n trð cõa quang i»n trð gi£m i khi E t«ng
e) TN 5: Kh£o s¡t sü phö thuëc cõa c÷íng ë dáng i»n I ch¤y qua pin quang i»n v o c÷íng ë ¡nh s¡ng E chi¸u v o nâ
- Mc m¤ch i»n nh÷ trong TN 4, ch¿ kh¡c l thay quang i»n trð b¬ng pin quang i»n
- T«ng E b¬ng c¡ch dàch ±n l¤i g¦n pin quang i»n, åc c¡c gi¡ trà I t÷ìng ùng HS s³ th§y: khi E t«ng th¼ I t«ng
2.2 DCTN · cªp nguy¶n tc c§u t¤o v ho¤t ëng
cõa m¤ch i»n dòng quang i»n trð º âng ngt
tü ëng c¡c ±n ÷íng
2.2.1 Nguy¶n tc c§u t¤o cõa m¤ch i»n âng ngt tü ëng c¡c
±n ÷íng
- DCTN º nghi¶n cùu nguy¶n tc c§u t¤o cõa m¤ch i»n dòng º âng ngt
tü ëng c¡c ±n ÷íng gçm c¡c linh ki»n: quang i»n trð, tranzito, 2 i»n trð v rìle i»n tø
- C¡c linh ki»n n y ÷ñc mc theo sì ç tr¶n b£ng cõa DCTN (H¼nh 10)
7
Trang 8H¼nh 10 Mæ h¼nh cõa m¤ch i»n dòng quang i»n trð
º âng ngt tü ëng c¡c ±n ÷íng
Quang i»n trð ÷ñc mc giúa cüc gèc B v cüc ph¡t E cõa tranzito,
âng vai trá chia hi»u i»n th¸ vîi i»n trð R1, R1 ÷ñc mc giúa cüc gâp C
v cüc gèc B Nguçn i»n 6V ÷ñc dòng vøa º t¤o hi»u i»n th¸ UBE, vøa
º t¤o ra IC IC ch¤y qua nam ch¥m i»n cõa mët rìle i»n tø âng ngt m¤ch i»n c¡c ±n ÷íng Nam ch¥m i»n n y n¬m trong m¤ch colectì cõa tranzito
2.2.2 Nguy¶n tc ho¤t ëng cõa m¤ch i»n âng ngt tü ëng c¡c
±n ÷íng
- Ban ng y, khi ¡nh s¡ng chi¸u v o quang i»n trð õ m¤nh (dòng ±n chi¸u
¡nh s¡ng câ c÷íng ë õ lîn v o quang i»n trð cõa DCTN) th¼ i»n trð cõa
nâ r§t nhä so vîi R1 Hi»u i»n th¸ UBE công s³ r§t nhä IB = 0 v do â
IC = 0 Nam ch¥m i»n cõa rìle i»n tø khæng ho¤t ëng H» thèng c¡c ±n
÷íng mc song song s³ khæng s¡ng
- Ban ¶m, khi ¡nh s¡ng chi¸u v o quang i»n trð y¸u ¸n mùc n o â th¼ i»n trð cõa nâ s³ õ lîn Hi»u i»n th¸ UBE t«ng Khi UBE ¤t ¸n mët gi¡ trà n o â th¼ xu§t hi»n IB v do â xu§t hi»n IC IC ch¤y qua nam ch¥m
i»n cõa rìle i»n tø l m cho nâ hót c¦n ngt i»n v âng m¤ch thp s¡ng c¡c ±n ÷íng
Trang 93 K¸t luªn
- Nh¬m t«ng c÷íng ho¤t ëng thüc nghi»m t½ch cüc, tü lüc cõa HS trong d¤y håc c¡c ki¸n thùc v· HTQ T, 2 DCTN vîi sè l÷ñng khæng nhi·u c¡c linh ki»n ¢ ÷ñc ch¸ t¤o Chóng cho ph²p HS ti¸n h nh c¡c TN cì b£n, khæng phùc t¤p v· HTQ T v v· mët ùng döng k¾ thuªt cõa hi»n t÷ñng n y
- C¡c TN tr¶n ¢ t¤o i·u ki»n º gi¡o vi¶n so¤n th£o ti¸n tr¼nh d¤y håc c¡c ki¸n thùc v· HTQ T theo kiºu d¤y håc ph¡t hi»n v gi£i quy¸t v§n
· Ti¸n tr¼nh d¤y håc n y ¢ ÷ñc thüc nghi»m s÷ ph¤m ð 2 lîp 12 tr÷íng THPT Xu¥n Tr÷íng B (Nam ành) K¸t qu£ thüc nghi»m s÷ ph¤m b÷îc
¦u cho th§y hi»u qu£ cõa ti¸n tr¼nh d¤y håc nâi chung v cõa c¡c TN m
HS ti¸n h nh vîi 2 DCTN ¢ ch¸ t¤o èi vîi vi»c k½ch th½ch hùng thó håc tªp, ph¡t huy t½nh t½ch cüc, tü lüc v n¥ng cao ch§t l÷ñng ki¸n thùc cõa HS Thæng qua qu¡ tr¼nh l m vi»c vîi nhúng TN n y, c¡c k¾ n«ng TN m HS ¢
câ (bè tr½, lp r¡p c¡c linh ki»n trong m¤ch i»n, sû döng çng hç o i»n
a n«ng v D K T, thu thªp v xû l½ c¡c k¸t qu£ TN ¢ thu ÷ñc º rót
ra nhúng k¸t luªn ành t½nh v ành l÷ñng) ÷ñc ti¸p töc r±n luy»n
TI LIU THAM KHO
[1] Nguy¹n Th¸ Khæi (Têng chõ bi¶n), Vô Thanh Khi¸t (Chõ bi¶n), Nguy¹n Ngåc H÷ng, Nguy¹n ùc Th¥m, Ph¤m ¼nh Thi¸t, Vô ¼nh Tuþ, Ph¤m Quþ T÷, L¶ Trång T÷íng, 2005 Vªt l½ 12 (SGK th½ iºm Ban KHTN
bë 1) Nxb Gi¡o döc, H Nëi
[2] o V«n Phóc (Chõ bi¶n), D÷ìng Trång B¡i, Nguy¹n Th÷ñng Chung,
Vô Quang, 1992 Vªt l½ 12 Nxb Gi¡o döc, H Nëi
[3] Nguy¹n ùc Th¥m (Chõ bi¶n), Nguy¹n Ngåc H÷ng, Ph¤m Xu¥n Qu¸,
2003 Ph÷ìng ph¡p d¤y håc vªt l½ ð tr÷íng phê thæng Nxb ¤i håc S÷ ph¤m,
H Nëi
ABSTRACT Manufacturing experiment equipment to enhance experimental activities for pupils in learning internal photoelectric effects in 12th class
in Vietnamese high schools
9
Trang 10The article deals with the manufacturing of 2 experiment equipments in order that pupils use these for carying out 6 internal photoelectric effects experiments in the 12th class in Vietnamese high schools The detailed and concrete description helps teachers to have sufficient understanding of those experiments Therefore they can organize the pupil's experimental activities effectively in learning this knowledge