Khai thác và sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm hình thành và phát triển hứng thú học tập của học sinh trong dạy học vật lý THPT

hu. c. Định luật khúc xạ ánh sáng - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở ph a b n kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, t số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: sini const sin r  39 sin ons sinr i c t - Đây ch nh là nội dung thứ 2 của định luật khúc xạ ánh sáng u cầu hs nh c lại nội dung của định luật khúc xạ ánh sáng sin ons sinr i c t ,vậy hằng số này phụ thuộc vào cái gì? Chúng ta đi vào phần II. Chiết suất của môi trường - Tiếp thu. - Học sinh nh c lại. 10 phút Hoạt động ìm h ểu về chiết suất của mô tr ờng Mỗi môi trường được đặc trưng bởi một chiết suất, chiết suất đó người ta gọi là chiết suất tuyệt đối, vậy chiết suất tuyệt đối là gì? Chúng ta đi vào phần 1. Chiết suất tuyệt đối - Khi ánh sáng đi vào một môi trường trong suốt nào đó thì sẽ bị môi trường đó hấp thụ và làm cho vận tốc của nó giảm đi V dụ: Khi cô đặt một ly nước bình thường ở ngoài trời n ng, thì ta thấy ly nước này bị nóng l n và tia sáng ló ra ngoài ly nước bị giảm năng lượng. Khi cô chiếu tia sáng tr ng vào một lăng trụ có màu xanh, thì tia sáng sẽ bị lăng trụ này hấp thụ tất cả các ánh sáng, tr màu xanh, n n tia sáng ló ra ngoài lăng trụ sẽ có màu xanh. - Thông báo ánh sáng truyền trong chân không với vận tốc - Tiếp thu kiến thức. - Tiếp thu. - Tiếp thu - Tiếp thu. II. Chiết suất của mô tr ờng 1. Chiết suất tuyệt đối Ánh sáng truyền qua môi trường trong suốt hấp thụ và vận tốc ánh sáng trong môi trường giảm. - Ánh sáng truyền trong chân không : c = ( ⁄ ). - Ánh sáng truyền trong môi trường : v <c. Lấy thương số = n n là chiết suất 40 c = ( ⁄ ). Ánh sáng truyền trong môi trường nào đó với vận tốc v, v bé hơn rất nhiều lần c. - Gv thông báo: = n, n là chiết suất tuyệt đối của một môi trường. Vậy chiết suất tuyệt đối của một môi trường là gì? - V dụ: Khi cô nói chiết suất của thủy tinh là n 1, có nghĩa là như thế nào? Nước 1, có nghĩa là như thế nào? - Nếu có 2 môi trường trong suốt tiếp xúc với nhau, môi trường 1 : , môi trường 2 có chiết suất . V dụ: không kh có n ri ng, nước có n ri ng Cho nó tiếp xúc với nhau thì ta có = gọi là chiết suất t đối của môi trường 2 đối với môi trường 1. - Đối với định luật khúc xạ ánh sáng thì hằng số ch nh là chiết suất t đối của hai môi này - Nếu cô kết hợp giữa định luật khúc xạ ánh sáng và chiết suất t đối thì định luật này đi viết lại như sau: = = Hay viết lại dạng đối xứng như sau: = - T công thức này em nào có thể nhận xét cho cô mối quan hệ giữa góc với là chiết suất của môi trường. - Gv nhận xét câu trả lời của - là thương số giưã tốc độ ánh sáng truyền trong chân không với tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường đó - Tốc độ ánh sáng truyền trong thủy tinh sẽ bé hơn tốc độ ánh sáng truyền trong chân không là 1, - Tiếp thu - tiếp thu - không đổi. tuyệt đối của môi trường. 2. Chiết suất tỉ đối 2 môi trường trong suốt tiếp xúc : MT(1) MT(2) = gọi là chiết suất t đối của môi trường 2 đối với môi trường 1. 41 hs và rút ra nhận xét; Nếu môi trường có chiết suất càng lớn gọi là môi trường chiết quang. Nếu môi trường có chiết suất càng bé gọi là môi trường kém chiết quang. - Ánh sáng có một đặc t nh hết sức quan trọng đó ch nh là t nh thuận nghịch. - Tiếp thu . hú ý - Chiết quang: n lớn + r + > i < r 2 phút Hoạt động ìm h ểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng - Cho hs quan sát th nghiệm chiếu tia sáng t không kh vào nước, đánh dấu lại các vị tr của tia sáng Tiếp tục làm th nghiệm truyền tia sáng t không kh vào nước nhưng theo con đường ngược lại. u cầu hs quan sát và rút ra nhận xét u cầu học sinh giải th ch vì sao khi nhìn con cá trong nước thì thấy gần hơn so với vị tr thực của nó Tương tự với trường hợp thấy hồ cạn nhưng thực ra là hồ sâu, thấy một vật ở gần mặt nước nhưng tay không thể với tới được. Học sinh chú ý l ng nghe Học sinh chú ý l ng nghe Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó . ính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó 5 phút Hoạt động 6: Củng cố và dặn dò Nh c lại một số kiến thức trọng tâm - Cho hs làm một số câu hỏi tr c nghiệm. - u cầu học sinh về nhà làm bài , , sách giáo khoa - Dặn dò soạn bài mới Chú ý l ng nhe. - Hs trả lời. - l ng nghe và nhận nhiệm vụ về nhà 42 2.3.2. GIÁO ÁN 2: ÀI: PHẢN Ạ TOÀN PHẦN B P ẢN XẠ OÀ P ẦN I. Mục t êu 1. Kiến thức: - N m được hiện tượng phản xạ toàn phần N u được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. - Phân biệt hai trường hợp: góc khúc xạ tới hạn và góc tới giới hạn. - N u được t nh chất của sự phản xạ toàn phần - Giải th ch được 1 số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: sợi quang, cáp quang. . ĩ năng - Giải th ch được các hiện tượng thực tế về phản xạ toàn phần: kim cương sáng lấp lánh; lúc giữa trưa, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn t xa có vẻ như ướt nước. - Làm được các bài toán về phản xạ toàn phần. II. Chuẩn bị: 1.GV - Chuẩn bị bộ th nghiệm nghi n cứu hiện tượng phản xạ toàn phần gồm: 1 miếng thuỷ tinh hình bán trụ, 1 tấm bảng chia độ, nguồn sáng laser - Hoặc thực hiện th nghiệm ở lớp, nếu không có điều kiện th nghiệm thì tìm các th nghiệm mô phỏng hoặc các th nghiệm thực tế được quay video cho học sinh quan sát - Các hình ảnh về cáp quang và sợi quang… 2. HS: - n lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng III. Tổ chức hoạt động dạy – học: Thời gian Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung 1’ Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số. -Nhanh chóng ổn định trật tự. 43 ’ Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ và đặt vấn đề vào bài. Đưa ra bài toán: Cho tia sáng truyền t môi trường có chiết suất 1, sang không kh với góc tới là = 300. a) T nh góc khúc xạ. b) Nếu góc tới là 0, t nh góc khúc xạ khi đó -Tại sao khi góc tới i=600 thì không có góc khúc xạ? Liệu có hiện tượng mới nào xảy ra? ài học hôm nay chúng ta sẽ nghi n cứu điều đó HS làm việc cá nhân a) -Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: Suy ra: 1,5.sin300 = 1.sini2 Suy ra: Sini2 = 2 = 48 0 ’ b) 1,5.sin600 = sini2 Sini2 = √ > 1 Suy ra vô lý B : PHẢN XẠ OÀ PHẦN 2 ’ Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần - Cho học sinh quan sát th nghiệm khi chiếu ánh sáng đi t môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất bé hơn (n1 > n2 ). - u cầu học sinh quan sát và nhận xét về sự biến đổi của góc - Viết đề bài và đề mục vào vở uan sát th nghiệm 1. Hiện t ợng phản xạ to n phần. a. hí ngh ệm + Xét tr ờng hợp n1 > n2 - Chiếu tia sáng đi t môi trường n1 sang môi trường n2 (n1>n2) 44 khúc xạ và độ sáng của chùm tia khúc xạ và phản xạ. + Tăng dần góc tới i nhưng vẫn ở giá trị nhỏ. +Tăng góc i đến một giá trị đặc biệt để tia khúc xạ trùng với mặt phân cách, lúc này góc khúc xạ r = 900 u cầu HS quan sát vị tr , độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ. Nhấn mạnh cho học sinh biết góc i này được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. + Tăng góc i lớn hơn giá trị đặc biệt u cầu HS quan sát độ sáng, vị tr của tia khúc xạ và tia phản xạ. + Với góc khúc xạ r = 900 và biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng, y u cầu một HS l n bảng thiết lập biểu thức t nh góc giới hạn phản + tăng thì tăng, chùm khúc xạ mờ dần, chùm phản xạ sáng dần. + Tia khúc xạ là là ở mặt phân cách giữa hai môi trường, tia phản xạ rõ nét + Ch còn tia phản xạ không còn tia khúc xạ, độ sáng của tia phản xạ bằng tia tới. + Khi góc tới i tăng dần thì góc khúc xạ r cũng tăng dần (r > i) + Khi r = 900 thì i đạt 1 giá trị igh < 900 gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần + Với r 9 0 và biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: n1 sin igh = n2 sin 900 1 2sin n n igh  - hận xét + Khi i < igh tia sáng tới mặt lưỡng chất có một phần bị phản xạ, phần kia bị khúc xạ đi vào môi trường thứ hai + Khi i > igh toàn bộ ánh sáng sẽ bị phản xạ, không có tia khúc xạ 45 xạ toàn phần. - Thông qua th nghiệm rút ra nhận xét - Hiện tượng mà tia sáng hoàn toàn bị phản xạ trở lại môi trường như tr n được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. Gọi một HS n u kết luận về hiện tượng phản xạ toàn phần. - Cho hs xem lại mô phỏng của th nghiệm khi chiếu ánh sáng t môi trường n1 sang môi trường n2 (n1>n2) Hỏi: Vậy bây giờ cô chiếu ngược lại thì hiện tượng toàn phần có xảy ra hay không? - Cho HS quan sát th nghiệm mô phỏng về trường hợp ngược lại khi chiếu ánh sáng đi t môi trường có chiết suất bé sang môi trường có chiết suất lớn ( n1 < n2 ). + Tăng dần góc tới i, cho HS quan sát và nhận xét về tia khúc xạ + HS l n bảng thiết lập biểu thức t nh - Viết nhận xét vào vở - HS n u kết luận - uan sát th nghiệm mô phỏng HS dự đoán hiện tượng - uan sát th nghiệm mô phỏng - Khi ánh sáng đi t môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn và có góc tới i lớn hơn góc giới hạn + Xét tr ờng hợp n1 < n2 - Trường hợp khi tia sáng đi t môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất n2 (n1< n2) - Khi ánh sáng đi t môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trường có chiết suất lớn hơn, ta luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai b. Đ ều k ện để xảy ra h ện t ợng phản xạ to n phần + Ánh sáng truyền t môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất bé hơn + Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn 46 và tia phản xạ - Gọi một HS nhận xét Để biết được với điều kiện nào thì hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra, chúng ta cùng đi vào tìm hiểu phần b - Thông qua hai th nghiệm mô phỏng v a được quan sát, y u cầu một HS cho biết điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần Vậy để biết hiện tượng phản xạ toàn phần có những ứng dụng gì trong đời sống chúng ta đi vào tìm hiểu phần 2. + Khi tăng góc tới thì ta luôn có tia khúc xạ - Nhận xét - Viết đề mục vào vở - ựa vào th nghiệm, rút ra điều kiện 1 ’ Hoạt động 3: Ứng dụng của định luật phản xạ to n phần. - Cho HS quan sát một số hình ảnh về ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần, một trong những ứng dụng đó là cáp quang GV:Vậy cáp quang là gì? Cấu tạo của cáp quang như thế nào ? - Viết đề mục vào vở - HS quan sát + Quan sát, đọc sách gk và n u cấu tạo của sợi 2. Ứng dụng hiện t ợng phản xạ to n phần a. Sợ quang - Cấu tạo: + Phần lõi trong suốt có chiết suất n1 lớn + Phần vỏ cũng trong suốt, có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi 47 Chúng ta sẽ đi tìm hiểu về cáp quang - Trước t n chúng ta tìm hiểu về sợi quang. +Cho HS quan sát cấu tạo của sợi quang và y u cầu HS đọc SGK để tìm hiểu cấu tạo của sợi quang sợi quang. + Giới thiệu về đường đi của ánh sáng trong sợi quang, sau đó cho HS quan sát video về đường truyền của ánh sáng trong sợi quang. - GV thông báo nhiều sợi quang như vậy có thể được ghép với nhau tạo thành những bó Những bó này được ghép và hàn nối với nhau, tạo thành những cáp quang, có thể có tới 3000 sợi trong một tiết diện ch vào khoảng 1 . - u cầu HS đọc SGK và cho biết các ưu điểm quang + uan sát video - Hs tiếp thu - Cáp quang truyền được một số lượng dữ liệu lớn gấp nhiều lần so với các cáp kim loại cùng đường k nh Cáp - Đường đi của tia sáng trong sợi quang + Chùm tia sáng khi đi vào sợi quang bị khúc xạ Tia khúc xạ tới mặt tiếp xúc giữa lõi và vỏ dưới góc tới lớn hơn góc tới giới hạn và bị phản xạ toàn phần - Ưu điểm của cáp quang: + Cáp quang truyền được một số lượng dữ liệu lớn gấp hàng nghìn lần so với cáp kim loại cùng đường k nh + Cáp quang rất t bị nhi u bởi trường điện t ngoài, vì các sợi quang được làm bằng chất điện môi 48 vượt trội của cáp quang so với các loại cáp kim loại khác - u cầu HS đọc SGK để tìm hiểu công dụng của cáp quang quang rất t bị nhi u bởi trường điện t ngoài - Ứng dụng vào việc truyền thông tin, nội soi trong y học, làm đèn trang tr ,… Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng bài học tiếp theo. Nh c lại những kiến thức trọng tâm Giao bài tập về nhà -HS ghi nhớ. 49 Ổ Những nội dung trọng tâm đã trình bày trong chương 2 có thế được trình bày tóm t t như sau: 1. Về chương trình và SGK Vật l lớp 11, tôi nhận thấy nội dung, phương pháp hình thành kiến thức, các y u cầu về kĩ năng là cơ sở để đổi mới PP H, một cách có hiệu quả, trong đó việc tăng cường sử dụng TTN trong quá trình dạy học, là hết sức cần thiết Cụ thể là: - Chương trình chú trọng đến những kiến thức cần thiết li n quan đến cuộc sống hàng ngày và kiến thức cơ bản nhiều ngành kĩ thuật - Nội dung kiến thức và kĩ năng trong mỗi tiết học được lựa chọn và giảm bớt mức độ lý thuyết nhằm tạo điều kiện cho HS hoạt động nhiều hơn - Chương trình chú trọng những y u cầu đối với việc rèn luyện và phát triển các kĩ năng cho HS như kĩ năng thu thập và xử lý thông tin, kĩ năng thực hành th nghiệm - Những y u cầu của chương trình đòi hỏi việc kiểm tra, đánh giá kết quả học tập cần chú trọng đến năng lực hoạt động của HS Các bài tập, các đề kiểm tra cần có nội dung li n quan đến th nghiệm, đánh giá được khả năng vận dụng kiến thức vào thực ti n, kĩ năng xử lý và giải quyết sáng tạo những tình huống mới 2. T việc nghi n cứu nội dung chương trình, tôi đã xây dựng một số TTN Các TTN đưa ra có nhiều thể loại, nhằm trang bị kiến thức, rèn luyện kĩ năng, phân t ch định hướng giải và s p xếp có t nh hệ thống phục vụ cho mục ti u của các đơn vị kiến thức của t ng phần, t ng chương 3. Tr n cơ sở đề xuất các biện pháp tăng cường sử dụng TTN, tôi đã thiết kế 2 bài giảng theo hướng sử dụng BTTN. 50 3. CHƯƠNG : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đ ch thực nghiệm Mục đ ch của thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm giả thuyết khoa học của đề tài: - Việc sử dụng bài tập th nghiệm có k ch th ch hứng thú học tập môn Vật l không? - Việc thiết kế bài giảng theo hướng sử dụng bài tập th nghiệm có góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật l không? 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Điều tra thực nghiệm việc sử dụng BTTN trong QTDH ở trường THPT Đào Duy T , thành phố Đồng Hới, t nh Quảng ình - So sánh kết quả học tập của lớp thực nghiệm sư phạm, giảng dạy theo giáo án thực nghiệm đã thiết kế. - Đánh giá hiệu quả các TTN đã khai thác, tiến trình đã thiết kế trong thực tế nhằm bổ sung và hoàn ch nh. 3.3. Đối tượng thực nghiệm - Học sinh 3.4. Nội dung thực nghiệm Điều tra thăm dò HS về việc sử dụng BTTN tại trường THPT Đào uy T , T nh Quảng ình Tiến hành giảng dạy và đánh giá kết quả thực nghiệm ở trường THPT Đào uy T . Với các nhóm lớp thực nghiệm dạy theo giáo án thực nghiệm đã soạn, có tăng cường sử dụng các TTN Các nhóm lớp đối chiếu dạy bình thường theo điều kiện hiện có của nhà trường ài giảng tiến hành thực nghiệm là: B húc xạ ánh sáng 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.5.1. Chọn mẫu thực nghiệm Số học sinh được khảo sát trong quá trình thực nghiệm gồm 100 học sinh thuộc hai nhóm: nhóm thực nghiệm ( 49 HS/1 lớp), nhóm đối chứng 51 ( 1 HS/1 lóp), cả hai nhóm có điều kiện học tập và mặt bằng trình độ của đầu vào là tương đương nhau 3.5.2. uan sát giờ học Tất cả các tiết học ở lớp thực nghiệm đều quan sát và ghi chép về các hoạt động của giáo vi n và học sinh theo các nội dung sau: - Sự hỗ trợ của TTN trong các khâu của QTDH. - Không kh lớp học, hứng thú học tập và t nh t ch cực của học sinh khi sử dụng BTTN trong QTDH ( số học sinh thiếu tập trung, số học sinh thụ động chờ hướng dẫn, số học sinh trong nhóm không tham gia th nghiệm, số học sinh tham gia phát biểu…) Mức độ lĩnh hội kiến thức và khả năng li n hệ thực tế của HS (qua chất lượng trả lời câu hỏi và kết quả các bài kiểm tra ). Khả năng suy luận, vận dụng kiến thức tìm phương án, các thao tác th nghiệm để đánh giá kĩ năng giải BTTN. 3.5.3. Kiểm tra, đánh giá Mỗi học sinh làm một bài kiểm tra (1 phút), mục đ ch của bài kiểm tra nhằm đánh giá mức độ n m kiến thức phần U NG HÌNH HỌC và khả năng vận dụng kiến thức đã học. 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3.6.1. Nhận xét về tiến trình dạy học ua quan sát các giờ học của các lớp thực nghiệm, rút ra nhận xét: - Hs tập trung, t ch cực và hứng thú trong các hoạt động học tập ở tr n lớp Thời gian hoạt động nhận thức của hoạt sinh nhiều Các em rất sôi nổi trong việc phát biểu xây dựng bài Ý thức li n hệ thực tế và vận dụng kiến thức vào cuộc sống của học sinh được phát huy - Hs t ch cực và tự giác hơn trong việc tự học ở nhà qua giải BTTN. - Thái độ, tinh thần hợp tác của GV cùng tham gia thực nghiệm sư phạm rất nhiệt tình, giúp đỡ một cách t ch cực, đồng ý thực hiện ý đồ của giáo án và cách thức tổ chức hoạt động học tập, đóng góp ý kiến bổ ch sau tiết học. 52 3.6.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 3.6.2.1. Kết quả kiểm tra, đánh giá ua bài kiểm tra đánh giá, tôi đã tiến hành thống k , t nh toán và thu được các bảng số liệu sau: Bảng 1: Bảng thống kê các điểm số ( ) của bài kiểm tra Nhóm Số HS Điểm số ( Xi ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 51 0 0 0 0 8 6 10 14 4 9 0 TN 49 0 0 0 0 0 0 0 9 10 23 7 Bảng 2: Bảng phân phối tần suất Nhóm Số HS Điểm số ( Xi ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 51 0 0 0 0 15,7 11,8 19,6 27,5 7,8 17,6 0 TN 49 0 0 0 0 0 0 0 18,4 20,4 46,9 14,3 Bảng 3: Bảng phân phối tần số lũy tích Nhóm Số HS Điểm số ( Xi ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 51 0 0 0 0 15,7 27,5 47,1 74,6 82,4 100 0 TN 49 0 0 0 0 0 0 0 18,4 38,8 85,7 100 Các tham số thống k được sử dụng: Số trung bình cộng: 1 n i i X X n   X là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu. 53 Độ lệch chuẩn: 2 2 ( ) 1 i i X X nS n      S là tham số đặc trưng cho sự phân tán nhiều hay t của các kết quả đã thu được quanh trị trung bình Bảng 4: Bảng tổng hợp các tham số. Nhóm Tổng số HS Điểm trung bình ( ̅) Độ lệch chuẩn (S) ĐC 51 6,53 1,64 TN 49 8,57 0,96 T bảng 2 và bảng 3 ta vẽ được đồ thị phân phối tần suất, đồ thị phân phối tần suất t ch lũy của nhóm thực nghiệm và đối chứng. Đ thị Phân phố tần suất 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S ố % S đ ạ t đ ể m X i Đ ểm TN ĐC 54 Đ thị Phân phố tần suất tích uỹ 3.6.2.2. Kiểm định giả thuyết thống k Điểm trung bình TNX lớn hơn DCX một cách có ý nghĩa ua bảng phân phối tần số, cho ta thấy rằng điểm trung bình của nhóm thực nghiệm lớn hơn điểm trung bình của nhóm đối chứng. Điều đó chứng tỏ kết quả học tập của nhóm HS thực nghiệm cao hơn kết quả học tập của HS ở nhóm đối chứng Như vậy, việc tổ chức giờ học có tăng cường sử dụng BTTN trong dạy học Vật lý đã góp phần k ch th ch t nh hứng thú học tập của HS, phát huy được t nh t ch cực hoạt động nhận thức và nâng cao chất lượng học tập môn Vật lý của HS THPT 55 K T LU Các kết quả thu được t việc điều tra thăm dò ý kiến của HS và thực tế giảng dạy trong quá trình thực nghiệm sư phạm cùng với số liệu thực nghiệm được xử lý t phương pháp thống k toán học đã có cơ sở khẳng định việc tăng cường sử dụng BTTN trong dạy học thực sự có tác dụng tốt đến việc k ch th ch t nh hứng thú học tập của HS, qua đó nâng cao chất lượng trong dạy và học môn Vật lý cụ thể là: - Các bài tập th nghiệm giúp GV có thể có nhiều cách lựa chọn hơn để tổ chức các hoạt động nhận thức của HS, theo đó các giờ học hấp dẫn hơn, cuốn hút HS hơn… - Các bài tập th nghiệm làm cho HS t ch cực chủ động và hứng thú trong việc tham gia vào các hoạt động nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức vào thực ti n được nâng cao hơn nhờ đó chất lượng học tập của các em được nâng cao n cạnh những kết quả thu được còn có một số hạn chế: - Trang thiết bị của nhà trường THPT chưa hoàn thiện, còn thiếu một số dụng cụ th nghiệm dẫn đến một số th nghiệm phải làm ở nhà hoặc xem mô phỏng… - Kĩ năng thực hành của HS còn hạn chế, dẫn đến việc lúng túng mất nhiều thời gian trong thực hành, và làm bài tập. 56 K T LU À N NGHỊ. Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm, việc dạy và học Vật lý phải kết hợp đồng thời giữa lý thuyết và thực hành o đó đối với GV cũng như HS phải nhận thức tầm quan trọng của các giờ thực hành, các giờ làm th nghiệm, tránh tình trạng “dạy chay – học chay”, dẫn đến tiết học nhàm chán, kém hiệu quả, HS không có kĩ năng th nghiệm, thực hành, vận dụng thực tế còn kém Là một giáo vi n trong tương lai, tôi đã nhận thức được phần nào việc phải đổi mới phương pháp theo hướng k ch th ch tăng cường t nh hứng thú của HS nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. So với mục ti u và nhiệm vụ nghi n cứu của khóa luận, đề tài đã đạt được những kết quả sau: - Tiến hành khảo sát, tr n cơ sở đó phân t ch được thực trạng việc sử dụng BTTN trong dạy học Vật lý ở trường THPT hiện nay. Qua xử lý kết quả cho thấy, GV chưa chú ý khai thác và sử dụng BTTN trong QTDH Vật lý - Do thời gian có hạn và khả năng hạn chế n n tôi ch có thể xây dựng và khai thác một số BTTN trong phần U NG HÌNH HỌC lớp 11. - Đã thiết kế tiến trình dạy học thể hiện qua qua 2 giáo án có sử dụng BTTN. - Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm và xử lý kết quả, bước đầu cho thấy việc sử dụng TTN có tác dụng trong việc k ch th ch hứng thú học tập của HS, góp phần rèn luyện kĩ năng thực hành cho HS, nâng cao chất lượng dạy và học. Một số kiến nghị sau: - Đối với nhà trường và các nhà quản lý giáo dục ở địa phương cần quan tâm hơn nữa việc trang bị đồ dùng dạy học, phòng học bộ môn Trang thiết bị phải đảm bảo chất lượng, độ ch nh xác, có hình thức hấp dẫn tạo hứng thú khi sử dụng, tạo niềm tin giữa lý thuyết với thực hành cho HS 57 - Đối với GV: cần chú trọng và tăng cường sử dụng BTTN trong dạy học Vật lý Mặc dù có nhiều cố g ng trong việc nghi n cứu và tiến hành đưa đề tài áp dụng trong dạy học nhưng do giới hạn về nội dung đề tài, thời gian thực hiện, điều kiện cơ sở vật chất và khả năng có hạn của bản thân n n đề tài ch d ng lại ở phần U NG HÌNH HỌC – Vật lý 11 Tôi sẽ tiếp tục nghi n cứu, ch nh sửa, phát triển đề tài ngày càng hoàn thiện, mang lại hiệu quả trong dạy học Vật lý THPT Đề tài đã hoàn thành, nhưng do thời gian cũng như kiến thức có hạn của bản thân n n không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự góp ý bổ ch của quý thầy cô và các bạn. 58 À Ệ ẢO. 1. ộ Giáo dục và Đào tạo (2 12), Nguy n Thế Khôi (Tổng chủ bi n), Nguy n Phúc Thuần (Chủ bi n), 11 Nâng ao, N Giáo dục 2. ộ giáo dục và đào tạo (2 12), Lương uy n ình (Tổng chủ bi n), Vũ uang (Chủ bi n), 11 n, N Giáo dục 3. ờ Nướch Phi n (2 1 ), Khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập th nghiệm theo hướng t ch cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học phần động lực học chất điểm và tĩnh học cơ học lớp 1 THPT, Khoá luận tốt nghiệp Đại học sư phạm Huế 4. Trần Thế n (2 ), ây dựng hệ thống bài tập định t nh nhằm phát huy t nh t ch cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh khi giảng dạy phần U NG HÌNH HỌC và TÁN S C ÁNH SÁNG, Khoá luận tốt nghiệp Đại học sư phạm Huế 5. Nguy n Thị Nguyệt Ánh (2 ), Khai thác xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nội dung thực tế phần Nhiệt học lớp 1 , Khoá luận tốt nghiệp Đại học sư phạm Huế 6. Nguy n uy Liệu (2 ), Nghi n cứu hứng thú học tập môn Vật l của học sinh THPT tr n địa bàn t nh Thanh Hoá, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, Đại học sư phạm Huế. 7. Nguy n uân Khôi (2 9), Nghi n cứu, đề xuất các biện pháp k ch th ch hứng thú học tập của học sinh trong dạy học vật l ở trường THPT tr n địa bàn t nh Đồng Nai, luận văn thạc sĩ 8. Nguy n Thanh Sơn (2 9), ây dựng và sử dụng bài tập th nghiệm trong dạy học phần điện t vật l lớp 11 THPT, luận văn thạc sĩ 9. Trịnh Thị Tấn (2 9), Nghi n cứu, sử dụng bài tập th nghiệm theo hướng bồi dưỡng năng lực tư duy vật l cho học sinh trong dạy học chương “ òng điện không đổi” vật l 11 nâng cao THPT, luận văn thạc sĩ 59 PH L C 60 Phụ lục 1 O ỰC NGHIỆ S P ẠM BÀ . Ú XẠ S I. Mục t êu 1. Về kiến thức - N m được hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng và viết được hệ thức của định luật này - N u được chiết suất tuyệt đối, chiết suất t đối là gì? 2. Về kỹ năng - Vận dụng được hệ thức giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất t đối. - Vận dụng được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng 3. há độ - uan sát và nhận xét th nghiệm. - T ch cực, chủ động trong học tập. - T ch cực phát biểu tham gia xây dựng bài, quan sát th nghiệm. II. Chuẩn bị 1. áo v ên - Ly đựng nước và chiếc thìa. - Bảng ghi kết quả th nghiệm khúc xạ ánh sáng 2. Học sinh - n lại kiến thức ở chương trình THCS III. HOẠ Đ NG DẠY HỌC Thời gian Hoạt động của g áo v ên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng 5 phút Hoạt động 1: Ổn định l p v đặt vấn đề - Giáo vi n cho học sinh xem một số hình ảnh - u cầu hs nh c lại định luật truyền thẳng? Giáo vi n n u câu hỏi: - Học sinh chú ý l ng nghe và ghi đề mục vào vở - Trong một môi trường đồng t nh, trong suốt, . Ú XẠ S BÀ . Ú XẠ S 61 -Tại sao lại có những hiện tượng như vậy, có mâu thuẫn với định luật truyền thẳng của ánh sáng không, để trả lời được điều đó ta đi vào chương VI khúc xạ ánh sáng ánh sáng truyền theo một đường thẳng. ( đồng t nh có nghĩa là tại mọi điểm trong môi trường đó là như nhau) 10 phút Hoạt động ìm h ểu về sự khúc xạ ánh sáng * hí ngh ệm 1 - Làm th nghiệm như hình 2 1 + Cô bỏ chiếc đũa vào một cái ly nhưng cô không đổ nước, nếu nhìn vào ta thấy thìa như thế nào? + ây giờ cô đổ nước vào, các em quan sát hình dáng chiếc thìa lúc này như thế nào? - Vậy có phải chiếc thìa bị bẻ gãy không? Giải th ch - Giáo vi n nhận xét câu trả lời của học sinh và lưu ý khi tia sáng đi t không kh vào nước bị lệch phương n n ta thấy thìa bị bẻ gãy( gãy khúc) - Lưu ý cho học sinh sự bẻ cong của chiếc thìa xảy ra ở bề mặt mặt phân cách của hai môi trường * Hiện tượng chiếc thìa bị bẻ cong như vậy được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng Vậy hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? - Giáo vi n nhận xét và y u cầu học sinh nh c lại. Học sinh chú ý quan sát + Thẳng + Bị bẻ gãy - Tiếp thu. - Nhận thức - Học sinh chú ý l ng nghe và đưa ra định nghĩa - Tia sáng truyền qua mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt bị bẻ gãy gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng I. Sự khúc xạ ánh sáng 1. Hiện t ợng khúc xạ ánh sáng Tia sáng truyền qua mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt bị bẻ gãy gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng 62 Dẫn d t vào phần 2: Sự bẻ gãy này có tuân theo quy luật nào không, chúng ta đi vào phần 2: định luật khúc xạ ánh sáng - Nhận thức vấn đề 15 phút Hoạt động ìm h ểu về định luật khúc xạ ánh sáng a. Ánh sáng truyền t không kh ( môi trường 1) vào nước ( môi trường 2). - Giả sử cho S là 1 nguồn sáng truyền tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt 1 tia SI và khi đi qua mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt này thì tia sáng bị bẻ gãy đó là IR  SI: tia tới.  I: điểm tới;  NI’: pháp tuyến tại điểm tới.  IR: tia khúc xạ  I : góc tới; r: góc khúc xạ  Mặt phẳng chứa tia tới và tia khúc xạ là mặt phẳng tới.(hay mặt bảng) - Sau nhiều th nghiệm thì người ta thấy tia khúc xạ - L ng nghe và ghi nhớ - Tiếp thu kiến thức. . Định luật khúc xạ ánh sáng a Ánh sáng truyền t không kh ( 1) nước ( 2). + SI: tia tới. + I: điểm tới; + NI’: pháp tuyến tại điểm tới. + IR: tia khúc xạ + i: góc tới; r: góc khúc xạ Mặt phẳng chứa tia tới và tia khúc xạ là mặt phẳng tới.(hay mặt bảng) Nước (2) Không kh (1) 63 nằm trong mặt phẳng tới và ở b n kia pháp tuyến so với tia tới. Giáo vi n thông báo đây là nội dung thứ nhất của định luật khúc xạ ánh sáng - Cho hs xem th nghiệm mô phỏng. - Tiển hành th nghiệm + Chiếu một chùm tia sáng đơn s c đi t môi trường thứ nhất( không kh ) sang môi trường thứ 2 (thủy tinh), thay đổi góc tới. u cầu hs quan sát góc khúc xạ và rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ. Sự tăng (giảm) này có tuyến t nh hay không? + Chiếu ngược lại, thay đổi góc tới, y u cầu hs nhận xét mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ. Sự tăng (giảm) này có tuyến t nh hay không? - Gv nhận xét và đưa ra kết luận đó là sự biến đổi của i và r là đồng biến ( i tăng thì r tăng và ngược lại), nhưng không tuyến t nh ( nếu i tăng l n thì r không tăng l n , có nghĩa là const). - Để biết quy luật của góc khúc xạ và góc tới như thế nào thì chúng ta đi vào phần c Định luật khúc xạ ánh sáng - Góc tới tăng thì góc khúc xạ tăng (ngược lại) - không + trả lời - l ng nghe, tiếp thu kiến thức. - Tiếp thu kiến thức. - uan sát b. Thay đổi góc tới thì góc khúc xạ cũng thay đổi, sự thay đổi này có 2 đặc điểm: - Sự biến đổi của I và r là đồng biến. - Không tuyến t nh c. Định luật khúc xạ ánh sáng - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở ph a b n kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, t số giữa sin của góc tới 64 Gv thông báo, qua nhiều th nghiệm thì decac đã rút ra được bảng số liệu sau: i r - u cầu hs lập tỷ số ? sin i sin r  , y u cầu các em nhận xét Giáo vi n nhận xét và rút ra kết luận - Với hai môi trường trong suốt nhất định, t số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: sin ons sinr i c t - Đây ch nh là nội dung thứ 2 của định luật khúc xạ ánh sáng u cầu hs nh c lại nội dung của định luật khúc xạ ánh sáng sin ons sinr i c t ,vậy hằng số này phụ thuộc vào cái gì? Chúng ta đi vào phần II. Chiết suất của môi trường - Lập tỷ số và rút ra nhận xét, nếu bỏ qua sau số của phép đo thì sin ons sinr i c t . - Tiếp thu. - Tiếp thu. - Học sinh nh c lại. và sin của góc khúc xạ là một hằng số: sini const sin r  65 10 phút Hoạt động ìm h ểu về chiết suất của mô tr ờng Mỗi môi trường được đặc trưng bởi một chiết suất, chiết suất đó người ta gọi là chiết suất tuyệt đối, vậy chiết suất tuyệt đối là gì? Chúng ta đi vào phần 1. Chiết suất tuyệt đối - Khi ánh sáng đi vào một môi trường trong suốt nào đó thì sẽ bị môi trường đó hấp thụ và làm cho vận tốc của nó giảm đi Khi đặt một ly nước bình thường ở ngoài trời n ng, thì ta thấy ly nước này bị nóng l n và tia sáng ló ra ngoài ly nước bị giảm năng lượng. Khi cô chiếu tia sáng tr ng vào một lăng trụ có màu xanh, thì tia sáng sẽ bị lăng trụ này hấp thụ tất cả các ánh sáng, tr màu xanh, n n tia sáng ló ra ngoài lăng trụ sẽ có màu xanh. - Thông báo ánh sáng truyền trong chân không với vận tốc c = ( ⁄ ). Ánh sáng truyền trong môi trường nào đó với vận tốc v, v bé hơn rất nhiều lần c. - Gv thông báo lấy thương số: n, n này gọi là chiết suất tuyệt đối của một môi trường. - Tiếp thu kiến thức. - Tiếp thu. - Tiếp thu - Tiếp thu. - là thương số giưã tốc độ ánh sáng truyền trong chân không với tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường đó - Tốc độ ánh sáng truyền II. Chiết suất của mô tr ờng 1. Chiết suất tuyệt đối Ánh sáng truyền qua môi trường trong suốt hấp thụ và vận tốc ánh sáng trong môi trường giảm. - Ánh sáng truyền trong chân không : c = ( ⁄ ). - Ánh sáng truyền trong môi trường : v <c. Lấy thương số = n n là chiết suất tuyệt đối của môi trường. 66 Vậy chiết suất tuyệt đối của một môi trường là gì? - V dụ: Khi cô nói chiết suất của thủy tinh là n 1, có nghĩa là như thế nào? Nước 1, có nghĩa là như thế nào? - Nếu có 2 môi trường trong suốt tiếp xúc với nhau, môi trường 1 : , môi trường 2 có chiết suất . V dụ: không kh có n ri ng, nước có n ri ng Cho nó tiếp xúc với nhau thì ta có = gọi là chiết suất t đối của môi trường 2 đối với môi trường 1. - Đối với định luật khúc xạ ánh sáng thì hằng số ch nh là chiết suất t đối của hai môi này - Nếu cô kết hợp giữa định luật khúc xạ ánh sáng và chiết suất t đối thì định luật này đi viết lại như sau: = = Hay viết lại dạng đối xứng như sau: = - T công thức này em nào có thể nhận xét cho cô mối quan hệ giữa góc với là chiết suất của môi trường. - Gv nhận xét câu trả lời của hs và rút ra nhận xét; trong thủy tinh sẽ bé hơn tốc độ ánh sáng truyền trong chân không là 1, - Tiếp thu - tiếp thu - không đổi. - Tiếp thu 2. Chiết suất tỉ đối 2 môi trường trong suốt tiếp xúc : MT(1) MT(2) = gọi là chiết suất t đối của môi trường 2 đối với môi trường 1. . hú ý - Chiết quang: n lớn + r 67 Nếu môi trường có chiết suất càng lớn gọi là môi trường chiết quang. Nếu môi trường có chiết suất càng bé gọi là môi trường kém chiết quang. - Ánh sáng có một đặc t nh hết sức quan trọng đó ch nh là t nh thuận nghịch. + > i < r 2 phút Hoạt động ìm h ểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng - Cho hs quan sát th nghiệm chiếu tia sáng t không kh vào nước, đánh dấu lại các vị tr của tia sáng Tiếp tục làm th nghiệm truyền tia sáng t không kh vào nước nhưng theo con đường ngược lại. u cầu hs quan sát và rút ra nhận xét u cầu học sinh giải th ch vì sao khi nhìn con cá trong nước thì thấy gần hơn so với vị tr thực của nó - Tương tự với trường hợp thấy hồ cạn nhưng thật ra là hồ sâu, thấy một vật ở gần mặt nước nhưng tay không thể với tới được. Học sinh chú ý l ng nghe Học sinh chú ý l ng nghe Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó . ính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó 5 phút Hoạt động 6: Củng cố và dặn dò Nh c lại một số kiến thức trọng tâm - Cho hs làm một số câu hỏi tr c nghiệm. - u cầu học sinh về nhà làm bài , , sách giáo khoa. Chú ý l ng nhe. - Hs trả lời. - l ng nghe và nhận nhiệm vụ về nhà 68 Phụ lục 2 Trường THPT Đào Duy Từ Họ và tên : ………………………………………. Lớp :…………………….. BÀI KIỂM TRA 15’ Câu 1 Theo định luật khúc xạ ánh sáng, khi tia sáng truyền t môi trường kém chiết quang sang môi trường chiết quang hơn thì: góc khúc xạ bằng góc tới góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới C góc khúc xạ lớn hơn góc tới góc khúc xạ bằng hai lần góc tới Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt là: A. chiết suất t đối của môi trường đó đối với không kh B. chiết suất t đối của môi trường đó đối với chân không C đại lượng cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó lớn hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhi u lần. D. chiết suất t đối của môi trường đó đối với một môi trường bất kì Đặt m t trong không kh nhìn một hòn sỏi dưới đáy một chậu nước. Ta nhìn thấy: A.ảnh của một hòn sỏi nằm gần mặt nước hơn vị tr thật của nó B. ảnh của hòn sỏi nằm đúng vị tr thật của có C. ảnh thật của hòn sỏi. D. ảnh của hòn sỏi nằm xa mặt nước hơn vị tr thật của nó. Câu 4. Có một chất lỏng chiết suất n = 1,73. Một tia sáng truyền t không kh vào chất lỏng. Tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau Góc tới của tia sáng có giá trị nào ? A. B. C. D. Một giá trị khác 69 Câu Hãy ch ra câu sai. A. Chiết suất tuyệt đối của mọi môi trường trong suốt đều lớn hơn 1 B. Chiết suất tuyệt đối của chân không được quy ước là 1 C. Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong nôi trường chậm hơn trong chân không bao nhi u lần. D. Chiết suất t đối giữa hai môi trường cũng luôn luôn lớn hơn 1 Câu Chiếu một tia sáng đơn s c t không kh vào một khối thủy tinh hình hộp chiết suất n=√ với góc tới i= Góc hợp bởi tia phản xạ và tia khúc xạ có giá trị là: A. B. C. D. Câu . Ánh sáng đi t không kh vào một chất lỏng trong suốt với góc tới i = 600 thì tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r = 300. Cho vận tốc ánh sáng trong không kh là c 1 8m/s. Vận tốc ánh sáng trong chất lỏng là: A. 1,73. 108m/s. B. 1,73. 108Km/s. C. 2,13. 108 m/s. D. 1,73. 105 m/s. 70 Phụ lục 3 Ả BÀ P Í Ệ B tập thí ngh ệm định tính ạng B : Nhiều tia sáng t ngọn lửa nến sau khi khúc xạ ở thành cốc bị phản xạ toàn phần ở mặt phân cách nước – không kh , lại khúc xạ qua thành cốc rồi đến m t ta Ta nhìn thấy ảnh lộn ngược của ngọn lửa dường như lơ lửng trong không kh B Nước đường có chiết suất lớn hơn so với nước tinh khiết Ánh sáng truyền trong nước tinh khiết khi gặp nước đường thì khúc xạ và phản xạ, làm cho ta thấy được mặt phân cách giữa nước đường và nước tinh khiết Khi nước đường chưa tan xong, trong cốc có những vân dung dịch đặc ở trong môi trường dung dịch loãng Sau khi hai dung dịch đã hoà tan trở thành một dung dịch đồng chất, ta không trông thấy những vân nước đường nữa B 3: Khi vật ở trong khoảng OF: Ảnh ảo, nhỏ hơn vật Khi vật ở tại F: Ảnh ở vô cực Khi vật ở tại 2 OF: Ảnh lớn bằng vật, tại 2 OF’ Khi vật ở ngoài khoảng OF: Ảnh thật Khi vật ở : Ảnh thật, tại F’ Như vậy khi đưa vật ra xa thấu k nh thì ảnh của vật t ảnh ảo chuyển thành ảnh ở vô cực, rồi thành ảnh thật, lại gần thấu k nh, tới khi ảnh đến F’ B o hiện tượng khúc xạ ánh sáng, ta thấy phần ống nghiệm ngập trong nước như được nâng l n (hình b n) Mặt khác, do hiện tượng phản xạ toàn phần ở thành ống, ta lại thấy thành ống nghiệm sáng loá như được mạ bạc a) o hiện tượng phản xạ toàn phần, ta thấy thành ống nghiệm sáng như được mạ bạc và không nhìn thấy cuộn giấy màu A 71 b) Do hiện tượng phản xạ toàn phần, ta thấy như có thuỷ ngân nổi tr n mặt nước Khi mặt nước trong ống ngang với mặt nước trong cốc thì không còn hiện tượng phản xạ toàn phần, n n sự sáng loá không còn nữa, ch thấy phần ống nghiệm ngập trong nước như được nâng l n B Cốc nước là một thấu k nh hội tụ theo phương ngang Theo t nh chất của ảnh của vật thật qua thấu k nh hội tụ, ban đầu ra sẽ quan sát thấy ảnh rất lớn của vật, ảnh này cùng chiều với vật Khi dịch vật ra ngoài ti u điểm của cốc thì ảnh đào chiều theo phương ngang so với chiều của vật Trong quá trình dịch chuyển vật ra xa cốc, ta thấy ảnh luôn dịch chuyển cùng chiều dịch chuyển của vật và có độ lớn của ảnh nhỏ dần ạng B : ùng đinh đục một lỗ nhỏ, nhỏ vào đó một giọt nước, lực căng mặt ngoài giúp cho giọt nước trám đầy lỗ Mặt khác, khi đặt tấm nhôm nằm ngang, ch nh trọng lượng của giọt nước làm cho 2 mặt b n trở thành 2 mặt cong, và khoảng cách giữa 2 mặt cong này luôn dày hơn so với rìa (rìa rất mỏng, ch đủ d nh mép lỗ ) Giọt nước là 1 chất trong suốt, như vậy bản thân nó trong trường hợp này đã thực sự là 1 thấu k nh hội tụ B ựa vào công thức t nh độ tụ của thấu k nh, ta có Thấu k nh nào có ti u cự lớn hơn thì có độ tụ bé hơn, và ngược lại, thấu k nh nào có ti u cự bé hơn thì độ tụ lớn hơn o đó, ta có thể so sánh độ tụ của thấu k nh dựa vào ti u cự của nó Ta có thể so sánh ti u cự của nó bằng cách làm như sau: Theo phương truyền của ánh sáng, đưa dần thấu k nh ra xa tường, thấu k nh nào cho 1 điểm sáng rõ ở khoảng cách gần tường hơn thì thấu k nh đó có ti u cự nhỏ hơn, nghĩa là độ tụ lớn hơn B Khi đặt 2 thấu k nh ghép sát nhau thì độ tụ của hệ 2 thấu k nh bằng tổng đại số các độ tụ của các thấu k nh o vậy, khi ghép 2 thấu k nh lại , nếu hệ tương đương với 1 TKHT thì thấu k nh hội tụ có độ lớn độ tụ lớn hơn độ lớn độ 72 tụ của TKPK, nếu h tương đương với 1 TKPK thì thấu k nh phân kì có đô lớn đô tụ lớn hơn độ lớn độ tụ của TKHT Để nhận biết xem hệ ghép tương đương với 1 TKHT hay TKPK, ta có thể làm như sau: Ghép 2 thấu k nh ghép sát lại với nhau, dùng khe sáng hẹp chiếu song song với hệ thấu k nh tr n, nếu chùm tia ló là chùm hội tụ thì hệ ghép tương đương với 1 TKHT, nếu chùm tia ló là phân kì thì hệ ghép tương đương với 1 TKPK B Đ p băng thành những chiếc k nh lồi lớn, trong suốt rồi đặt nghi ng hứng ánh sáng Mặt trời Khi ánh sáng đi qua chiếc k nh băng này nó sẽ không hâm nóng băng mà năng lượng được tụ lại một điểm nhỏ có thể tạo ra lửa B Người đó có thể đọc được thông báo mà m t không phải điều tiết bằng cách đặt thấu k nh phân kì trong khoảng giữa thông báo và m t, điều ch nh vị tr của thấu k nh sao cho ảnh của thông báo qua thấu k nh hiện l n ở cực vi n của m t ằng các phép t nh đơn giản, ta có thể t nh được khoảng cách t thấu k nh đến m t là 1 cm B tập thí ngh ệm định ợng ạng B 1: §o kho¶ng c¸ch P tõ bót ch× ®Õn thÊu kÝnh, P’ b»ng tiªu cù cña thÊu kÝnh f1. ThËt vËy, g•¬ng lµm ¸nh s¸ng ®i qua thÊu kÝnh 2 lÇn. §é tô hiÖu dông f 1 b»ng 2 lÇn ®é tô Lf 1 cña thÊu kÝnh. 'P 1 P 1 f 2 f 1 L  VËy P = P’ = fL. Ph¶i x¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch P: ®o nhiÒu lÇn ®Ó lÊy trung b×nh, vµ ph¶i trõ bít mét nöa bÒ dµy cña thÊu kÝnh nÕu ®o tõ mÆt g•¬ng. 73 B 2: Số ảnh quan sát giảm khi tăng  Ứng với 45o  , số ảnh quan sát được 7n  ; 60o  , 5n  ; 90o  , 3n  ; 120o  , 2n  B 3: 1. là góc lệch cực tiểu, vì khi đó, i = i’ (hoàn toàn d dàng chứng minh được bằng phương pháp hình học ) 2. Đo góc lệch cực tiểu , góc chiết quang o Thay vào công thức: minsin .sin 2 2 D A A n   T đó t nh được n B - Đo khoảng cách d giữa 2 vạch - Đo khoảng cách D t m t tới tờ giấy (khi không nhìn rõ) - Năng suất phân li của m t khi đó được t nh là:  với d tan D   ạng B ùng băng d nh dán ép thước thẳng đứng theo một mặt b n của bình như hình 1 Rót chất lỏng cần đo chiết suất vào bình sao cho mặt chất lỏng sát thành bình gần phẳng 74 ùng tia laze chiếu vào mặt chất lỏng ở điểm tới gần như sát vào thành bình đối với thước Tia sáng này được chia ra thành một tia phản xạ và một tia khúc xạ Cả hai tia đều đập l n thước tạo thành các vệt sáng nhỏ tr n thước Gọi a, b tương ứng là khoảng cách t mặt chất lỏng đến vật sáng do tia phản xạ và tia khúc xạ tạo ra tr n thành bình (cũng là tr n thước) khi đó: a cot D   ; b cot D   (1) o điểm tới gần như sát thành bình n n được coi là bề rộng của đáy bình Các góc  và  cũng ch nh là góc tới và góc khúc xạ của tia sáng tại mặt chất lỏng và theo định luật khúc xạ áng sáng thì: sin nsin   (2) Về nguy n t c thì ch cần đo các đại lượng , a và b thì có thể xác định được ctan và ctan và t đó t nh được n Tuy nhi n có thể giảm bớt phép đo bề rộng của bình và tăng độ ch nh xác của phép đo bằng cách đo nhiều lần với các góc tới khác nhau, ta cần chú ý th m: T (1), ta có: 2 2 2 2 2 2 2 2 1 sin b 1 b D 1 sin sin D sin D D b             Tương tự: 2 2 2 2 D sin D a    Kết hợp các biểu thức này với (2), ta nhận được: b2 = n2a2 + (n2 – 1) D2 Trong biểu thức này ta thấy được b2 phụ thuộc bậc nhất vào a2 Vì vật khi đo được các giá trị của a và b với các góc tới khác nhau thì có thể vẽ được đồ thị của sự phụ thuộc này (dạng đường thẳng) T đó, tr n giấy kẻ ôli sẽ xác định được độ nghi ng của đồ thị – đó ch nh là n2 và t nh được n 75 B 1. Trước hết bằng các phương pháp quen thuộc đo ti u cự của thấu k nh hội tụ ta được:          21 R 1 R 1 1n f 1 (1) 2 Đặt mặt thứ nhất của thấu k nh l n tr n một tấm k nh phẳng và cho một giọt nước (n 1, ) vào chỗ tiếp xúc giữa thấu k nh và mặt phẳng Đo lại ti u cự f1 của hệ này ta được: A1 f 1 f 1 f 1  trong đó fA là ti u cự của thấu k nh phân kỳ bằng nước:          1A R 1 1333,1 f 1 (2) 3. Lặp lại bước 2. với mặt kia của thấu k nh, ta được: B2 f 1 f 1 f 1  trong đó fB là ti u cự của thấu k nh phân kỳ bằn nước          2B R 1 1333,1 f 1 (3) 4. T các công thức (1), (2), (3) ta suy ra n, R1, R2. B Dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần ùng bút vẽ lại đường bao ngoài của bán trụ ùng thước kẻ xác định trung điểm phần phẳng của bán trụ (tâm O của hình tròn chứa bán trụ) Tạo 1 khe hẹp t giấy đen, chiếu ánh sáng qua khe hẹp đó tới tâm O đã xác định oay bán trụ quang tâm O, đến khi nào có hiện tượng phản xạ toàn phần, ta sẽ đánh dấu vị tr xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần Đo các khoảng cách P, O , ta sẽ t nh được: 1 gh QP sini OQ n   76 B + C t một giải giấy đen hình chữ nhật dán vào thành trong của cốc hình trụ sao cho tr lại một khe hẹp thẳng đứng theo thành cốc. + Đổ chất lỏng vào cốc sao cho mực chất lỏng nằm thấp hơn mép tr n của tờ giấy một t Giải sáng hẹp lọt qua khe thẳng đứng truyền vào giấy (phần không ngập trong nước) một vệt sáng thẳng đứng; phần ph a dưới khúc xạ qua chất lỏng tạo ra một vệt sát thẳng đứng thứ hai Nói chung, vị tr hai vệt sáng này không trùng nhau + Chọn vị tr của bóng đèn sao cho vị tr hai vệt sáng tr n thẳng hàng với nhau. Khi đó, rõ ràng tia sáng t ngoài qua khe hẹp đã đi qua tâm của đáy cốc Đánh dấu vị tr chung của hai vệt sáng Điểm tr n hình vẽ. + Chuyển nguồn sáng sang một vị tr mới S' Lúc đó vị tr hai vệt sáng không còn trùng nhau nữa: Vệt sáng do tia truyền trong không kh có vị tr là , còn vệt sáng do tia khúc xạ qua chất lỏng có vị tr là C Đánh dấu các vị tr này + Các tam giác C và đều là những tam giác vuông, n n ta có: sin BD n sin BC     ùng thước đo các khoảng và C tr n miệng cốc, ta sẽ xác định được chiết suất của chất lỏng theo hệ thức tr n B Đặt mép C của lăng k nh cho trùng với mép của một tờ giấy, nhìn dọc theo đường huyền để cho phương nhìn - làm với mặt bàn một góc 0. Giữ nguy n phương nhìn, dịch chuyển lăng k nh cho đến khi ảnh của mép C trong lăng k nh trùng với mép của tờ giấy (H 1 9) Đo c và b Suy ra: h h b 3, tg c    . T nh được . B C D O   A S S' C A B h  b c 60 0 Hình 1 9 77 Chiết suất 0 1 sin60 3 n sin 2sin     Với c 29mm, b 11, mm thì n1 = 1,53 B Có thể làm như sau: - Đặt bản mặt song song l n tờ giấy nằm tr n mặt bàn - Vẽ một tia tới mặt tr n của bản song song SO, đánh dấu điểm O - ùng thước thẳng ng m t b n kia bản mặt song song sao cho thước có phương P , trùng với phương SO Tia ló có phương trùng với P , đánh dấu điểm P - Cất bản song song, nối OP - ùng compa vẽ đường tròn O c t tia tới và tia ló tại M và N - Vẽ pháp tuyến tại O, gọi khoảng cách t M, N tới pháp tuyến là a, b T nh được chiết suất của bản mặt song song ' sini a n sini b   ạng B Có các phương án chủ yếu sau: 1. Dựa theo độ dịch chuyển ảnh: 1 x e 1 n        V dụ dùng thấu k nh tạo ảnh thật của 1 vật rõ nét tr n màn Đặt bản mặt song song giữa thấu k nh và màn rồi đo độ dịch chuyển màn để ảnh rõ nét Đó ch nh là độ dịch chuyển ảnh Đo e rồi suy ra n. 2. Dựa theo định luật khúc xạ: sin i n sinr  . Khoảng cách C, C, SH, S tìm các giá trị sini và sinr S H A B C 78 3. Dựa theo độ dịch chuyển (độ dời ngang của tia sáng) Đo F khoảng cách giữa hai vết sáng khi đặt và không đặt bản mặt, đo i rồi t nh ra n ( Theo công thức D = d sin(i - r)/cosr.) 4. Dựa theo hiện tượng phản xạ toàn phần. B ùng th m một màn hứng, thước kẻ, nguồn sáng Ph ơng pháp : Phương pháp escartes: ùng thước đo: Đo p là khoảng cách t nguồn sáng tới thấu k nh Đo p’ là khoảng cách t thấu k nh tới màn ch n tại điểm cho ảnh rõ nét nhất Ti u cự f của thấu k nh được xác định bởi công thức: . ' ' p p f p p   (1) Ph ơng pháp : Phương pháp Gauss – Bessel: Trong trường hợp vật thật, ảnh thật (p > , p’ > ) Với cùng khoảng cách L giữa vật và màn đủ lớn cho ảnh rõ nét, thì ch có 2 trường hợp thoả mãn công thức escartes, đó là 2 trường hợp p và p’ hoán vị cho nhau Theo hình vẽ ta có thể viết: L p + p’ b = p – p’  2 L b p   ; ' 2 - L b p  79 Thay vào (1) và biến đổi ta có: 2 2 ( )( ) 4 - - 4 L b L b L b f L L    Ph ơng pháp : Cố định nguồn sáng, di chuyển thấu k nh và màn ch n, sao cho ảnh hiện rõ nét tr n màn ch n và có độ lớn bằng vật Khi đó p = p’  (1) trở thành ' 2 2 p p f   B Ph ơng pháp Tuỳ chọn dụng cụ: 1 TKHT đã biết ti u cự, 1 màn hứng, 1 nguồn sáng, 1 thước thẳng Ghép TKHT có ti u cự f đã biết với TKPK có ti u cự f’ cần đo Độ tụ và ti u cự của hệ 2 thấu k nh ghép sát này là: 1 1 1 ' gD F f f    (2) Trong đó F là ti u cự của hệ, f > ; f’ < Nếu F > : Hệ thấu k nh ghép hội tụ Điều này thoả mãn khi f > f’ và 2 thấu k nh ghép sát nhau Áp dụng phương pháp Gauss – essel để xác định F của hệ sau đó dùng công thức (2) để xác định ti u cự của phân kì: . ' F f f f F   < 0 Ph ơng pháp Chọn các dụng cụ: 1 TKPK, 1 TKHT, 1 bóng đèn sáng nhỏ, pin, dây dẫn, 1 thước đo có vạch chia tới mm - ùng k nh hội tụ và đèn nhỏ S tạo 1 chùm sáng song song 80 - Đặt k nh phân kì hứng chùm song song đó rồi chiếu l n tường - T nh ti u cự của thấu k nh phân kì: o ét các tam giác đồng dạng ta có: FO OP FO OH HN   - ùng thước đo các độ dài OH, OP, HN sẽ t nh được FO - Độ dài FO ch nh là độ lớn của ti u cự TKPK B Thay 2 gương phẳng bằng 2 lăng k nh phản xạ toàn phần ( 45o – 90o – 45o )