vat li thpt le thi lien thpt yen dinh 3 yen dinh 4534

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ  TRƯỜNG THPT N ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 CƠ BẢN PHÂN  DẠNG VÀ NẮM ĐƯỢC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP  PHẦN GIAO THOA ÁNH SÁNG Người thực hiện:  Lê Thị Liên Chức vụ:  Giáo viên SKKN thuộc mơn:  Vật lí           MỤC LỤC 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM                                                .5 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm                                               2.1.1. Cơ sở của việc dạy ­ học bộ mơn: Dạy học là q trình tác động 2  chiều giữa giáo viên và học sinh, trong đó học sinh là chủ thể của q  trình nhận thức, cịn giáo viên là người tổ chức các hoạt động nhận thức  cho học sinh. Nếu giáo viên có phương pháp tốt thì học sinh sẽ nắm   kiến thức một cách dễ dàng và ngược lại.                                                            5  2.1.2. Cơ sở của kiến thức ­ kỹ năng:                                                                    5    1. MỞ ĐẦU   1.1 Lí do chọn đề tài:  ­ Từ vị trí của bộ mơn vật lí trong cấp học THPT hiện nay:        Mơn vật lí cũng như nhiều mơn học khác được xem là mơn khoa học    bản, học vật lí càng cần phát triển năng lực tư  duy, tính chủ  động, độc   lập, sáng tạo của học sinh để  tìm hiểu và lĩnh hội các tri thức khoa học.  Trong khn khổ  nhà trường phổ  thơng, các bài tập vật lí thường là những  vấn đề  khơng q phức tạp, có thể  giải được bằng những suy luận lơgic,  bằng tính tốn hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những qui tắc vật lí, phương  pháp vật lí đã qui định trong chương trình học; bài tập vật lí là một khâu quan  trọng trong q trình dạy và học vật lí      Việc giải bài tập vật lí giúp củng cố  đào sâu, mở  rộng những kiến   thức cơ bản của bài giảng, xây dựng, củng cố  kỹ  năng, kỹ  xảo vận dụng lí  thuyết vào thực tiễn, là biện pháp q báu để phát triển năng lực tư duy của   học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng. Vì thế trong giải bài   tập vật lí việc tìm ra phương án tối  ưu nhất để  giải nhanh, chính xác, đúng   bản chất vật lí là điều vơ cùng quan trọng ­ Đặc trưng của mơn vật lí lớp 12 THPT:   Chương trình vật lí lớp 12 THPT bao gồm cả cơ, quang, điên xoay chiều và   vật lí hạt nhân, hầu như đều là các kiến thức mới với các em, đã thế lí thuyết  rất dài, nhiều cơng thức phức tạp, nhiều hằng số với các đơn vị rất khó nhớ  lại địi hỏi phải chính xác tuyệt đối. Từ  đó địi hỏi người giáo viên dạy bộ    mơn phải khơng ngừng nâng cao kiến thức, chun mơn nghiệp vụ, phải có  phương pháp tốt trong ơn tập và kiểm tra    ­Từ thực tế của việc học tập bộ mơn:     Nhiều học sinh có ý thức học mơn vât lí để thi khối A, A1,  nhưng phương  pháp cịn bị động, đối phó, trơng chờ, ỷ lại vào giáo viên    ­Từ u cầu ngày càng cao của thi cử:             Hiện nay, trong xu thế  đổi mới của ngành giáo dục về    phương pháp   kiểm tra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển trắc nghiệm khách quan đã  trở  thành phương pháp chủ  đạo trong kiểm tra đánh giá chất lượng dạy và  học trong nhà trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến thức kiểm tra   đánh giá tương đối rộng địi hỏi học sinh phải học kỹ  nắm vững tồn bộ  kiến thức của chương trình, tránh học tủ học lệch. Đối với các kỳ thi ĐH và   CĐ, học sinh khơng những phải nắm vững kiến thức mà cịn địi hỏi học sinh  phản  ứng nhanh đối với các dạng tốn, đặc biệt là các dạng tốn mang tính  chất khảo sát mà các em thường học ­ Kết quả bồi dưỡng HSG và học sinh vào các trường ĐH – CĐ:    Trong q trình giảng dạy bản thân đã khơng ngừng học hỏi, tích lũy được  nhiều kinh nghiệm hay để có thể áp dụng trong thực tế. Việc bồi dưỡng học  sinh giỏi đã có kết quả  nhất định. Trong các kỳ  thi vào ĐH – CĐ hàng năm  cũng có nhiều học sinh đạt điểm cao    1.2 Mục đích nghiên cứu  Tơi nghiên cứu đề tài này nhằm: + Giúp học sinh lớp 12 ban cơ bản học tự chọn mơn vật lí có thêm  được các  kiến thức và kỹ năng cơ bản trong ơn tập phần “Giao thoa anh sang”,giúp các ́ ́   em ơn lun lí thuyết, phân dạng bài tập và có các phương pháp tối  ưu để  giải các bài tập phần này + Tìm cho mình 1 phương pháp để  tạo ra các phương pháp giảng dạy phù  hợp với đối tượng học sinh nơi mình cơng tác, tạo ra khơng khí hứng thú và  lơi cuốn nhiều học sinh tham gia giải các bài tập, giúp các em đạt kết quả cao  trong các kỳ thi + Được nghe lời nhận xét góp ý từ đồng nghiệp, đồng mơn + Nâng cao chất lượng học tập bộ  mơn, góp phần nhỏ  bé vào cơng cuộc  CNH – HĐH đất nước + Mong muốn được HĐKH các cấp nhận xét, đánh giá, ghi nhận kết qủa nỗ  lực của bản thân giúp cho tơi có nhiều động lực mới hồn thành tốt nhiệm vụ  được giao Đề tài được sử dụng vào việc: ­ Ơn tập chính khóa và ơn thi tốt nghiệp ( chỉ là phụ ) ­ Ơn thi HSG và CĐ – ĐH   ( là chính ).       ­ Giáo viên hướng dẫn học sinh ơn tập trên cơ  sở: ơn tập lí thuyết, phân   dạng bài tập, giải các bài tập mẫu, ra bài tập ơn luyện có đáp án để học sinh   tự làm   1.3. Đối tượng nghiên cứu Là học sinh lớp 12C1, 12C2 trường THPT n Định 3   Tham khảo cho học sinh lớp 12 Ban KHTN ­ Thuận lợi: + Học sinh cuối cấp, có ý thức mục tiêu rõ ràng trong việc chọn nghề, chọn  trường, chọn khối + Học sinh nơng thơn, ít tệ nạn xã hội, có ý thức vươn lên để thốt khỏi đói   nghèo + Một số ít học sinh có năng lực, có nguyện vọng thi vào các trường ĐH, các  trường cao đẳng… ­ Khó khăn:  + Số học sinh thực sự học được có ý thức tốt đều đã vào ban KHTN, một số  khác vào lớp 12C7 + Số học sinh ban cơ bản học tự chọn vật lí ở 2 lớp 12C1, 12C2 chỉ có: 25% có nhu cầu thực sự: có học lực TB khá quyết tâm học để  theo   khối A, A1 40% học để thi tốt nghiệp và theo khối (vì 2 khối này có nhiều ngành  nghề để lựa chọn), số này có học lực TB 35% khơng thể thi khối khác (vì xác định khơng đậu đại học, cao đẳng  sẽ đi học nghề thì mơn vật lí cũng rất cần thiết trong học tâp và xét tuyển sau  này), số này có học lực yếu, ý thức kém.  Sách giáo khoa vật lí 12 cơ bản và nâng cao, sách giáo viên, các chun đề, đề  thi và đáp án hàng năm, tài liệu từ internet… 1.4  Phương pháp nghiên cứu: Thực hiện ơn tập cho học sinh lớp 12 hoặc  dạy vào giờ tự chọn ­ Phương pháp áp dụng vào việc: + Ơn tập chính khóa và ơn thi tốt nghiệp (chỉ là phụ) + Ơn thi học sinh giỏi và ơn thi vào đại học – cao đẳng (là chính ).    2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1. Cơ sở của việc dạy ­ học bộ mơn: Dạy học là q trình tác động 2  chiều giữa giáo viên và học sinh, trong đó học sinh là chủ thể của q  trình nhận thức, cịn giáo viên là người tổ chức các hoạt động nhận  thức cho học sinh. Nếu giáo viên có phương pháp tốt thì học sinh sẽ  nắm kiến thức một cách dễ dàng và ngược lại 2.1.2. Cơ sở của kiến thức ­ kỹ năng:      + Về mặt kiến thức: Sau khi học xong, học sinh phải nhớ được, hiểu được  các kiến thức cơ bản trong chương trình sách giáo khoa. Đó là nền tảng vững  chắc để phát triển năng lực cho học sinh ở cấp cao hơn 2.1.2.1. Hiên t ̣ ượng nhiêu xa anh sang ̃ ̣ ́ ́ ­ Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật  cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ­ Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng có thể  giải thích được nếu thừa nhận ánh   sáng có tính chất sóng. Hiện tượng này tương tự  như  hiện tượng nhiễu xạ  của sóng trên mặt nước khi gặp vật cản. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như  chùm sóng có bước sóng xác định 2.1.2.2. Hên t ̣ ượng giao thoa anh sang ́ ́ a. Thí nghiệm I­ âng về giao thoa ánh sáng Chiếu ánh sáng từ đèn D, qua kính lọc sắc K đến nguồn S. Từ nguồn S ánh  sáng được chiếu đến hai khe hẹp S 1 và S2 thì ở màn quan sát phía sau hai khe   hẹp thu được một hệ gồm các vân sáng, vân tối xen kẽ nhau đều đặn. Hiện  tượng trên được gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng Hình 1. Hình ảnh quan sát được hiện tượng giao thoa ánh sáng Hình 2. Hình ảnh quan sát được các vân sáng, vân tối   b. Điều kiện để có giao thoa ánh sáng ­ Nguồn S phát ra sóng kết hợp, khi đó ánh sáng từ các khe hẹp S 1 và S2 thỏa  là sóng kết hợp và sẽ giao thoa được với nhau. Kết quả là trong trường giao   thoa sẽ  xuất hiện xen kẽ những miền sáng, miền tối. Cũng như  sóng cơ  chỉ  có các sóng ánh sáng kết hợp mới tạo ra được hiện tượng giao thoa ­ Khoảng cách giữa hai khe hẹp phải rất nhỏ  so với khoảng cách từ  màn  quan sát đến hai khe c. Xac đinh vi tri vân giao thoa ́ ̣ ̣ ́ Để xét xem tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng hai vân tối thì chúng ta cần xét hiệu quang lộ từ M đến hai nguồn (giống như  sóng cơ học) c.1. Vi tri vân sang ̣ ́ ́   ­ Tại M là vân sáng khi  =  k   d2 ­ d1 = kλ  →   D  (1) a ax s  = kλ  D  xs  Cơng thức (1) cho phép xác định tọa độ của các vân sáng trên màn. Với k =  0, thì M ≡ O là vân sáng trung tâm   Với k =   1 thì M là vân sáng bậc 1 Với k =    2 thì M là vân sáng bậc 2… c.2. Vi tri vân tơi ̣ ́ ́   ­ Tại M là vân tối khi  d2 ­ d1 = (2k+1) →  ax t  = (2k+1)   D  xt =  (2k 1) D  (2) 2a Cơng thức (2) cho phép xác định tọa độ của các vân tối trên màn. Với k = 0   và k = –1 thì M là vân tối bậc 1 Với k = 1 và k = –2 thì M là vân tối bậc 2… ­ Khoảng vân (i): Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối gần   nhau nhất   Ta có i = xs(k +1) ­ xs(k) =  (k 1) D D D D ­  k  =  → i =  (3) a a a a (3) là cơng thức cho phép xác định khoảng vân i Hệ quả : ­ Từ cơng thức tính khoảng vân i =  D  →  a a D i D ­ Theo cơng thức tính tọa độ  các vân sáng, vân tối và khoảng vân ta có  D a xs k ki xt (k 1) D 2a (k 0,5)i ­ Giữa N vân sáng thì có (n – 1) khoảng vân, nếu biết khoảng cách L giữa N  vân sáng thì khoảng vân i được tính bởi cơng thức i =  Chú ý: L n ­ Trong cơng thức xác định tọa độ của các vân sáng  x s k D a ki  thì các giá   trị  k dương sẽ  cho tọa độ  của vân sáng   chiều dương của màn quan sát,   cịn các giá trị  k âm cho tọa độ    chiều âm. Tuy nhiên các tọa độ  này có   khoảng cách đến vân trung tâm là như nhau. Tọa độ của vân sáng bậc k là x   =      k.i Vân sáng gần nhất cách vân trung tâm một khoảng đúng bằng khoảng vân i ­  Tương   tự,     công   thức   xác   định   tọa   độ       vân   tối  xt (k 1) D 2a (k 0,5)i  thì các giá trị  k dương sẽ cho tọa độ  của vân sáng ở   chiều dương của màn quan sát, còn các giá trị  k âm cho tọa độ  ở  chiều âm   Vân tối bậc k xét theo chiều dương ứng với giá trị  (k – 1) còn xét theo chiều   âm ứng với giá trị âm của k, khoảng cách gần nhất từ vân tối bậc 1 đến vân   trung tâm là i/2 2.1.2.3. Khai niêm anh sang trăng:  ́ ̣ ́ ́ ́  ­ Ánh sáng trắng như chúng ta biết là tập hợp của vơ số  các ánh sáng đơn   sắc. Mỗi một ánh sáng đơn sắc sẽ cho trên màn một hệ vân tương ứng, vậy  nên trên màn có những vị  trí mà   đó các vân sáng, vân tối của các ánh sáng  đơn sắc bị trùng nhau   ­  Bước sóng của ánh sáng trắng dao động trong khoảng 0,38 ( μm)  ≤  λ  ≤  0,76 (μm).       + Về kỹ năng: Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời được  các câu hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết giải được các bài tập Việc bồi  dưỡng các kiến thức kỹ  năng phải  dựa trên cơ  sở  năng lực, trí tuệ  của    học sinh ở các mức độ từ đơn giản đến phức tạp. Như vậy, việc dạy bài  mới trên lớp mới chỉ  cung cấp kiến thức cho học sinh. Học sinh mu ốn có  kiến thức, kỹ  năng phải được thơng qua một q trình khác: Đó là q trình   ơn tập. Trong 6 mức độ  của nhận thức, tơi chú ý đến 2 mức độ  là: Mức độ  vận dụng và mức độ sáng tạo.                  Mức độ vận dụng là mức độ học sinh có thể vận dụng các kiến   thức cơ bản đã học để giải đươc các dạng BT áp dụng cơng thức thay số và   tính tốn . Cịn mức độ sáng tạo u cầu học sinh phải biết tổng hợp lại,   sắp xếp lại, thiết kế  lại những thơng tin đã  có để  đưa về  các dạng BT cơ   bản hoặc bổ  sung thông tin từ  các nguồn tài liệu khác để  phân thành các   dạng BT và nêu các phương pháp giải sao cho phù hợp với các kiến thức đã   học 2.2. Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: ­   Việc học tập của học sinh nhằm 2 mục đích: Học để  biết và học để  thi.  Nếu chỉ học để biết thì học sinh chỉ cần “đọc” và “nhớ”. Cịn học để thi học   sinh phải có kỹ năng cao hơn: Nhớ kiến thức ­> Trình bày kiến thức ­> Vận  dụng kiến thức ­> Sáng tạo thêm từ các kiến thức đã có ­> Kết quả học tập ­  Trong các đề thi ĐH ­  CĐ và HSG gần đây: Mỗi đề thi thường có một số  câu hỏi khó (câu hỏi nâng cao) mà nếu hoc sinh chỉ vận dụng cơng thức SGK  thì khơng thể làm được. Ví  dụ :Chương Song ánh sáng  ́ ở SGK lớp 12 cơ bản   có  Bài 35: Giao thoa anh sang; ́ ́    kiến thức lý thuyết chỉ  nói chung chung,  khơng đi sâu vào từng vấn đề cụ thể nhưng các dạng bài tập đưa ra trong các   kỳ  thi ĐH và CĐ lại phức tạp. Với chỉ  kiến thức SGK thì học sinh ban cơ  bản khơng thể  nào giải được đề  thi ĐH và CĐ phần này. Hơn nữa, “ Giao   thoa anh sang”  ́ ́  với học sinh THPT thật phưc tap b ́ ̣ ởi nguôn sang co thê la ́ ́ ́ ̉ ̀  nguôn đ ̀ ơn săc, nguôn gôm hai, ba nguôn sang đ ́ ̀ ̀ ̀ ́ ơn săc hoăc nguôn anh sang ́ ̣ ̀ ́ ́   trăng.  Trong q trình gi ́ ảng dạy tơi nhận thấy học sinh thường chỉ biết làm  những bài tập đơn giản thay vào cơng thức có sẵn, cịn các bài tập u cầu  phải có khả năng phân tích đề hoặc tư duy thì kết quả rất kém. Để giúp học   sinh có thể nắm được và vận dụng các phương pháp cơ  bản để  giải các bài  tập trong các đề thi phần: giao thoa vơi ngn sang gơm hai, ba ngn đ ́ ̀ ́ ̀ ̀ ơn săć   hoăc giao thoa v ̣ ơi nguôn anh sang trăng, tôi ch ́ ̀ ́ ́ ́ ọn đề  tài:  “Huớng dẫn học  sinh lớp 12 ban cơ  bản phân dạng và nắm được phương pháp giải bài  tập phần: Giao thoa anh sang” ́ ́  Trong đề tài này, tơi tóm tắt những phần lý  thuyết cơ bản, đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải, bài tập tự luyện   nhằm giúp các em ơn tập lí thuyết, phân dạng bài tập và có phương pháp giải  các dạng bài tập 2.3.  Phân dạng bài tập   2.3.1. DẠNG 1: XAC ĐINH TOA ĐƠ CAC VÂN SANG, VÂN TƠI VA TINH ́ ̣ ̣ ̣ ́ ́ ́ ̀ ́   CHÂT VÂN TAI ĐIÊM M BIÊT TR ́ ̣ ̉ ́ ƯƠC TOA ĐÔ  ́ ̣ ̣ XM Cách giải:   ­ Tọa độ vân sáng bậc k:  x s   ­ Tọa độ vân tối thứ k:  x t k D a (2k 1) ki D 2a (k 0,5)i Đê xac đinh tai M la vân sang hay tôi ta l ̉ ́ ̣ ̣ ̀ ́ ́ ập tỉ số  xM i xM = k   Z thì M là vân sáng bậc k i x   ­ Nếu  M = k + 0,5, (k   Z) thì M là vân tối thư (k+1) ́ i ­ Nếu  Ví dụ 1:    Trong giao thoa vớí khe I­âng có a = 1,5 (mm), D = 3 (m), người ta   đếm có tất cả 7 vân sáng mà khoảng cách giữa hai vân sáng ngồi cùng là 9   (mm).  Xác định tọa độ của vân sáng bậc 4, vân tối thư 3 ́ HƯỚNG DẪN  Theo bài, khoảng cách giữa 7 vân sáng là 9 (mm), mà giữa 7 vân sáng có 6  khoảng vân, khi đó 6.i = 9 (mm) → i = 1, 5 (mm) →  D 1,5.10 3.1,5.10 3 =  0,75.10­6 (m) = 0,75 (μm) Tọa độ của vân sáng bậc 4 là xs(4) =   4i =   6 (mm).    Vị  trí vân tối thứ 3 theo chiều dương  ứng với k = 2, nên có xt(2) =   (2 +  0,5)i =   3,75 (mm) Khi đó tọa độ của vân tối thư 3 là x =  ́  3,75 (mm) HƯỚNG DẪN Ví dụ 2: Trong thí nghiệm I­âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a =   0,8 (mm) và cách màn là D = 1,2 (m). Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng  λ =  0,75 (μm) vào 2 khe. Điểm M cách vân trung tâm 2,8125 (mm) là vân sáng hay   vân tối ? Bậc của vân tại M ? HƯỚNG DẪN  Ta có khoảng vân i =  tỉ số  2,8125 xM =  1,125 i D = 1,125.10­3 (m) = 1,125 (mm).  a 2,5  = 2 + 0,5 →k = 2. Vậy tại M là vân tối thư 3 ́ Ví dụ 3: Trong một thí nghiệm I­âng về giao thoa ánh sáng, dùng bước sóng  đơn sắc có bước sóng λ= 0,5 (μm) a) Xác định vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 5 b) Tại điểm M và N cách vân sáng trung tâm lần lượt 5,75 (mm) và 7 (mm) là   vân sáng hay vân tối ? Nếu có, xác định bậc của vân tại M và N  HƯỚNG DẪN a) Tọa độ của vân sáng bậc hai (có k = 2) và vân tối thứ năm (ứng với k = 4)   là:  x s (2) 2.i mm x t (5) ( 0,5)i 2,25 mm   b) Tại điểm M có  Tại điểm N có  xM = 11,5 = 11 + 0,5. Vậy tại M là vân tối thứ 12 i xN  = 14 nên N là vân sáng bậc 14 i 2.3.2  DẠNG 2: TÍNH SỐ VÂN SÁNG HAY TỐI TRÊN TRƯỜNG GIAO  THOA TH1: Trường giao thoa đối xứng Một trường giao thoa đối xứng nếu vân trung tâm O nằm tại chính giữa của  trường giao thoa. Gọi  L  là  độ  dài của trường giao thoa,  khi   mỗi nửa  trường giao thoa có độ dài là L/2 Cách giải tổng quát: Xét một điểm M bất kỳ trên trường giao thoa, khi đó điểm M là vân sáng hay   vân tối thì tọa độ của M ln thỏa mãn: L xM L   L − ki L   L − (k + 0,5 L k 2i k Z − L L 2i L − − 2i k Z k L − + 2i Số các giá trị k thỏa mãn hệ phương trình trên chính là số vân sáng, vân tối có  trên trường giao thoa Cách giải nhanh: Lấy  L 2i n n (n là phần nguyên còn  n  là phần thập phân)  NS= 2n+1  Nt  = Ns­ 1 nếu  0  n