(Luận văn) xây dựng tài liệu tham khảo các kiến thức cơ học lượng tử cho học sinh trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ lu TRƯƠNG HUÊ BẢO an n va to p ie gh tn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP oa nl w d XÂY DỰNG TÀI LIỆU THAM KHẢO an lu u nf va CÁC KIẾN THỨC CƠ HỌC LƯỢNG TỬ ll CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG oi m z at nh z @ m co l gm Chuyên ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí an Lu TP HỒ CHÍ MINH, 2019 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ lu KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP an n va gh tn to p ie XÂY DỰNG TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC KIẾN THỨC CƠ HỌC LƯỢNG TỬ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Người thực hiện: TRƯƠNG HUÊ BẢO Người hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ VĂN NĂNG z m co l gm @ an Lu n va TP HỒ CHÍ MINH, 2019 ac th si i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS ĐỖ VĂN NĂNG - người tận tình giúp đỡ hướng dẫn tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn Trường, Phịng Đào tạo, thầy khoa Vật lí - Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực khóa luận Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Thanh Bình, hiệu trưởng trường THPT Võ Văn Kiệt tạo điều kiện cho thực khảo sát thực trạng trường Qua đây, xin bày tỏ lịng cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè lu giúp đỡ thời gian thực khóa luận an va n TP Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng năm 2019 to p ie gh tn SINH VIÊN oa nl w d TRƯƠNG HUÊ BẢO ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1.Mơ hình vật đen thường được dùng phòng thí nghiệm 16 Hình 2.2.Phổ bức xạ của vật đen ứng với các nhiệt độ khác 17 Hình 2.3.Các loại quang phổ 18 Hình 2.4.Hố thế chữ nhật vuông góc thành cao vô hạn bề rộng 𝑎 21 Hình 2.5.Rào thế bậc thang chiều cao 𝑉0 22 Hình 2.6.Đường cong thể hiện sự phụ thuộc vào nhiệt độ của nhiệt dung riêng của mạng tinh thể một số chất 33 Hình 2.7.Sự khác giữa các vùng lượng 35 Hình 2.8.Sự tạo ảnh phóng đại qua kính hiển vi quang học 37 lu Hình 2.9.Máy tính lượng tử của hãng D-wave 39 an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1.Một số đặc điểm của hạt Pion 36 Bảng 3.1.Số liệu thống kê về đánh giá các kiến thức 41 Bảng 3.2.Điểm trung bình mức độ phù hợp của kiến thức 42 Bảng 3.3.Số liệu thống kê về đánh giá tài liệu 43 Bảng 3.4.Điểm trung bình mức đợ khảo sát về tài liệu 44 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I DANH MỤC HÌNH ẢNH II DANH MỤC BẢNG BIỂU III MỤC LỤC .IV PHẦN MỞ ĐẦU I Giới thiệu tổng quan II.Mục tiêu thực hiện của đề tài III.Giả thuyết khoa học IV.Đối tượng nghiên cứu lu V.Phạm vi nghiên cứu an VI.Nhiệm vụ nghiên cứu va n VII.Phương pháp nghiên cứu gh tn to CHƯƠNG XÂY DỰNG TÀI LIỆU KIẾN THỨC CƠ HỌC LƯỢNG TỬ CHO MÔN VẬT LÍ BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ie p 1.1.Cơ sở xây dựng hệ thống kiến thức học lượng tử môn vật lí bậc trung học nl w phổ thông oa 1.1.1 Một số đặc điểm về tâm lí học của học sinh trung học phổ thông d 1.1.2 Công cụ toán học ở bậc trung học phổ thông lu va an 1.1.3 Một số kiến thức vật lí ở bậc trung học phổ thông u nf 1.1.4 Đặc điểm kiến thức học lượng tử ở bậc trung học phổ thông ll 1.1.5 Các tiêu chí lựa chọn kiến thức tài liệu 10 m oi 1.2.Quy trình xây dựng hệ thống kiến thức học lượng tử cho môn vật lí bậc z at nh trung học phổ thông 10 1.2.1 Phân tích các đặc điểm của kiến thức vật lí bậc trung học phổ z @ thông .10 l gm 1.2.2 Xác định mục tiêu chung của tài liệu 12 1.2.3 Xây dựng cấu trúc các nội dung kiến thức 13 m co 1.2.4 Thiết kế nội dung chi tiết cho từng bài học 13 an Lu 1.2.5 Thực hiện khảo sát, đánh giá 13 n va ac th si v CHƯƠNG NỘI DUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO KIẾN THỨC CƠ HỌC LƯỢNG TỬ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 14 2.1.Khái quát về học lượng tử 14 2.1.1 Khái niệm về học lượng tử .14 2.1.2 Các khái niệm 15 2.1.3 Các lí thuyết lượng tử 23 2.2.Các ứng dụng của học lượng tử 31 2.2.1 Giải thích sự phụ thuộc của nhiệt dung chất rắn vào nhiệt độ 32 2.2.2 Xây dựng lí thuyết để phân biệt kim loại, chất bán dẫn và điện môi 34 2.2.3 Tiên đoán hạt meson 35 lu 2.2.4 Kính hiển vi quét xuyên hầm lượng tử (STM) 36 an 2.2.5 Máy tính lượng tử 38 va n CHƯƠNG KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ TÀI LIỆU THAM KHẢO CƠ HỌC 3.1.Mục tiêu khảo sát, đánh giá 40 ie gh tn to LƯỢNG TỬ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 40 p 3.2.Phạm vi và đối tượng khảo sát, đánh giá 40 nl w 3.2.1 Phạm vi 40 oa 3.2.2 Đối tượng .40 d 3.3.Tiến trình khảo sát, đánh giá 40 lu va an 3.3.1 Lập phiếu khảo sát, đánh giá 40 u nf 3.3.2 Lấy ý kiến khảo sát, đánh giá 40 ll 3.4.Kết khảo sát, đánh giá 40 m oi 3.4.1 Về nội dung kiến thức được truyền tải tài liệu tham khảo 40 z at nh 3.4.2 Về đánh giá tổng quát tài liệu 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 z PHỤ LỤC gm @ TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PL1 l Phụ Lục PL1 m co PL3 Phụ lục PL5 an Lu Phụ lục n va ac th si PHẦN MỞ ĐẦU I Giới thiệu tổng quan Thế giới chúng ta đã và trải qua bốn cuộc cách mạng công nghiệp lớn Các cuộc cách mạng công nghiệp này ít nhiều đều liên quan đến lĩnh vực vật lí Trong đó, vật lí hiện đại đã đóng góp một phần quan trọng cuộc cách mạng công nghiệp lần Thứ Tư Điều này đã một phần khẳng định rằng vật lí ngày càng mở rộng và ngày càng phát triển lớn mạnh, sâu vào đời sống thường ngày của người Điển hình máy tính lượng tử, một ứng dụng của vật lí hiện đại rất được quan tâm, được đánh giá là một “bước nhảy vọt” của công nghê thông tin thế kỉ XXI [5] Như lu vậy, các kiến thức vật lí hiện đại được người tập trung chú ý tới, đặc biệt là an Chương trình học môn vật lí bậc trung học phổ thông hiện chỉ dừng lại ở n va học lượng tử – kiến thức nền tảng cho vật lí hiện đại gh tn to việc cung cấp các kiến thức vật lí ở mức độ cổ điển Các kiến thức này đã được phát p ie triển và được đưa vào giảng dạy từ rất nhiều năm trước Ngày nay, cùng với mạng xã hội và các thiết bị công nghê thông tin, học sinh có thể dễ dàng tiếp cận các kiến thức nl w vật lí này Trong đó, các kiến thức vật lí hiện đại, cụ thể là học lượng tử d oa rất được quan tâm vì có nhiều sản phẩm giải pháp hiện đại phục vụ đời sống an lu khoa học kỹ thuật, tiêu biểu máy tính lượng tử, kính hiển vi quét xuyên hầm va lượng tử, … Nhờ các lí thuyết học lượng tử mà chúng ta có thể hiểu giải u nf thích rõ về quy luật, hiện tượng vật lí liên quan Đồng thời, lý thuyết ll giúp người hiểu biết về thế giới cuộc sống Nhìn chung, học lượng m oi tử đóng một vai trò không nhỏ đối với khoa học kĩ thuật đời sống z at nh chương trình mơn Vật lí ở Việt Nam hiện tại vẫn chưa đề cập tới các kiến thức này Nên điều cấp thiết là phải giới thiệu được cho học sinh những kiến thức vật lí hiện z gm @ đại, đặc biệt là học lượng tử, một cách đơn giản nhất để giúp học sinh vừa tiếp cận được những điều mới, vừa có thể tạo nên niềm yêu thích khoa học ở mỗi học sinh l m co Việc truyền tải một số kiến thức vật lí hiện đại, bao gồm học lượng tử đã được nền giáo dục của nhiều quốc gia phát triển quan tâm Đã có nhiều công trình an Lu nghiên cứu để đưa học lượng tử đến gần với trẻ em, tiêu biểu cho các tác phẩm n va ac th si này gồm có “Quantum Mechanics for Babies” (tạm dịch: Cơ học lượng tử cho Trẻ nhỏ), “Quantum Computing for Babies” (tạm dịch: Điện toán lượng tử cho Trẻ nhỏ), “Quantum Entanglement for Babies” (tạm dịch: Vướn víu lượng tử cho Trẻ nhỏ) và nhiều sách khác của tác giả Chris Ferrie Trong đó, sách “Quantum Mechanics for Babies” chỉ đơn thuần giúp cho các bé biết rằng thế giới nguyên tử chuyển động liên tục Tác giả giới thiệu một cách hài hước, dễ hiểu với những hình vẽ minh hoạ để trẻ nhỏ có thể biết một phần nào đó về vật lí hiện đại Nhưng, kiến thức mà các tác phẩm này cung cấp chỉ dừng lại ở mức độ đơn giản, vì đối tượng nhắm đến là các em nhỏ Và hiện nay, chưa có một tài liệu để cung cấp kiến thức học lượng tử bậc lu an trung học phổ thông n va Một cuộc khảo sát nhỏ được diễn để hỏi thăm ý kiến của học sinh giáo lục 2), kết cho thấy học sinh có mong ḿn được tìm hiểu thêm ứng dụng gh tn to viên về sự mong muốn tài liệu (phiếu khảo sát được cung cấp ở phụ lục phụ p ie liên quan đến học lượng tử, từ đó, em muốn đọc thêm tài liệu để có thể mở mang kiến thức nl w Trước thực tế đó, việc xây dựng một tài liệu tham khảo về kiến thức vật lí hiện d oa đại, cụ thể là học lượng tử là một điều cần thiết Do vậy, nghiên cứu này tập an lu trung xây dựng nội dung cho tài liệu tham khảo về học lượng tử cho học va sinh trung học phổ thông u nf II Mục tiêu thực đề tài ll Xây dựng được một tài liệu tham khảo về học lượng tử ở mức độ cho z at nh III Giả thuyết khoa học oi m học sinh trung học phổ thông Nếu chỉ sử dụng được các đặc điểm cần thiết của kiến thức học z gm @ lượng tử cho học sinh Trung học Phở thơng sẽ xây dựng được tài liệu tham khảo về học lượng tử cho bậc Trung học Phổ thông một cách phù hợp với nhận thức l m co của học sinh; góp phần cập nhật kiến thức vật lí hiện đại; cung cấp được một số ứng dụng đời sống khoa học kĩ thuật; vun đắp thêm niềm đam mê khoa học an Lu cho học sinh n va ac th si IV Đối tượng nghiên cứu Những kiến thức học lượng tử, các ứng dụng của học lượng tử và đặc điểm tâm lí, nhu cầu nhận thức của học sinh trung học phổ thông V Phạm vi nghiên cứu Địa bàn nghiên cứu: Học sinh, sinh viên giáo viên thuộc thành phố Hồ Chí Minh Nợi dung nghiên cứu: Tâm lí học sinh, nội dung kiến thức học lượng tử, ứng dụng học lượng tử VI Nhiệm vụ nghiên cứu lu − Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu các kiến thức học lượng tử và viết lại một cách an va đơn giản, dễ hiểu; sắp xếp theo một trình tự hợp lí, logic n − Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu sở xây dựng tài liệu tham khảo kiến thức (đặc to − Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu cách xây dựng tài liệu tham khảo kiến thức (cơ sở, p ie gh tn điểm tâm sinh lí, công cụ toán, kiến thức vật lí) quy trình) nl w − Nhiệm vụ 4: Viết tài liệu d oa − Nhiệm vụ 5: Chỉnh sửa các sai sót Hoàn thiện sản phẩm an lu − Nhiệm vụ 6: Khảo sát, đánh giá sản phẩm va VII Phương pháp nghiên cứu ll u nf − Phương pháp phân tích và tổng hợp lí thuyết oi m − Phương phân loại hệ thống hoá lí thuyết z at nh − Phương phân tích và tổng hợp kinh nghiệm − Phương pháp kiểm tra, đánh giá z m co l gm @ an Lu n va ac th si 43 Áp dụng cơng thức tính điểm trung bình 𝑠̅ của từng nội dung kiến thức: - 𝑠̅ = 4A + 3B + 2C + D , 𝑁 (3.1) đó: A, B, C, D lần lượt số ý kiến chọn hồn tồn phù hợp, phù hợp, phù hợp, khơng phù hợp N tổng số người thực hiện đánh giá Đánh giá mức độ phù hợp của từng nội dung cứ vào giá trị điểm trung - bình thang mức đợ: *Từ 0.0 đến cận 0.8: Hồn tồn khơng phù hợp lu *Từ 0.8 đến cận 1.6: Khơng phù hợp an *Từ 1.6 đến cận 2.4: Bình thường va n *Từ 2.4 đến cận 3.2: Phù hợp 3.4.1.2 Nhận xét ie gh tn to *Từ 3.2 đến cận 4.0: Hồn tồn phù hợp p Các nợi dung kiến thức về học lượng tử được cung cấp tài liệu hầu hết nl w theo đánh giá phù hợp với nhận thức của học sinh Trung học Phở thơng, nhiên d oa vẫn cịn hai kiến thức về Phương trình Shcrodinger Các hiệu ứng lượng tử được an lu đánh giá Bình thường Cũng có thể hiểu rằng những kiến thức khó của va học lượng tử liên quan đến những cơng cụ tốn học phức tạp ở mức độ của u nf học sinh Trung học Phở thơng vẫn chưa đủ khả để vận dụng được công ll cụ đó m oi Về ứng dụng máy tính lượng tử được đánh giá hồn tồn phù hợp đới với học z at nh sinh mợt ứng dụng được giới khoa học bàn luận rất nhiều nên việc cung cấp mợt sớ thơng tin về máy tính lượng tử cho học sinh biết thời điểm hiện z 3.4.2 Về đánh giá tổng quát tài liệu m co l 3.4.2.1 Các số liệu thống kê gm @ tại một điều cần thiết Bảng 3.3 an Lu Các số liệu thống kê về đánh giá tổng quát tài liệu được thể hiện bảng 3.3 Số liệu thống kê về đánh giá tài liệu n va ac th si 44 Tổng số người thực đánh giá: 17 người Hồn Khơng Đồng tồn có ý ý đồng ý kiến Tiêu chí Khơng đồng ý Hồn tồn khơng đồng ý lu an n va 13 0 Cung cấp được các ứng dụng thực tiễn 11 0 Phù hợp với học sinh Hấp dẫn học sinh 10 0 Cần thiết cho chương trình Vật lí hiện 15 p ie gh tn to Cung cấp được các lí thuyết w Dựa vào sớ liệu bảng 3.3 cách tính trung bình điểm xếp loại mức đợ, ta oa nl thu được bảng 3.4 d Bảng 3.4 lu Điểm trung bình mức đợ khảo sát về tài liệu Mức độ ll Đồng ý 3.1 oi m Cung cấp được các lí thuyết Điểm trung bình u nf Tiêu chí va an Tổng sớ người thực đánh giá: 17 người z at nh 3.1 Phù hợp với học sinh 2.6 Hấp dẫn học sinh 2.5 Cần thiết cho chương trình Vật lí hiện 2.9 Đồng ý z Cung cấp được các ứng dụng thực tiễn Đồng ý m co l gm @ Đồng ý an Lu 3.4.2.2 Nhận xét Đồng ý n va ac th si 45 Tài liệu được đánh giá đã cung cấp được khơng những lí thút lượng tử mà cung cấp cho học sinh biết được ứng dụng thực tiễn của học lượng tử đời sống khoa học kĩ thuật Một số đánh giá cho biết rằng tài liệu phù hợp có thể gây nên hấp dẫn cho học sinh Tuy nhiên, một số đánh giá lại chưa dám khẳng định điều nhiều lí do, ví dụ chỉ mợt sớ học sinh có hứng thú với vật lí nói chung vật lí hiện đại nói riêng mới tìm đến đọc tài liệu Một số ý kiến khác lại cho rằng tài liệu nên giới thiệu cho sinh viên năm đầu năm hai chun ngành vật lí, cịn đới với học sinh khơng thích vật lí khó mà hấp dẫn được lu Tài liệu được đánh giá cần thiết cho chương trình Vật lí hiện Nhưng an n va hỏi về tính khả thi sử dụng tài liệu trường học đánh giá liệu cho khới chun, trường chuyên nâng cao; nếu có đem vào gh tn to viên đưa nhiều ý kiến Có thể kể đến có ý kiến cho rằng chỉ nên sử dụng tài p ie dạy học nên tổ chức thành chuyên đề hay giới thiệu mở rộng Một số ý kiến khác cho rằng việc khả thi hay khơng cịn tuỳ tḥc vào trường học, tuỳ thuộc vào giáo nl w viên học sinh ở trường đó Và một số ý kiến vẫn cho rằng tài liệu chưa d oa khả thi sử dụng trường học ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Tài liệu tham khảo về học lượng tử cho học sinh bậc trung học phổ thông đưa những khái niệm lí thút mới để học sinh mợt phần đó có thể hiểu biết thêm về vật lí nói chung học lượng tử nói riêng Tài liệu đã giới thiệu thêm về một số ứng dụng hiện đại mà lí thút cở điển chưa giải quyết được từ đó đề cao được tầm quan trọng của học lượng tử đời sống hiện Tài liệu được đánh giá đã cung cấp nợi dung kiến thức mợt cách hợp lí, có thể phù hợp gây hấp dẫn với học sinh trung học phổ thông một tài liệu cần thiết cho chương trình Vật lí hiện nay, về tính khả thi để có thể sử dụng lu an trường học cịn mợt dấu chấm hỏi lớn n va Tuy nhiên, tài liệu tham khảo vẫn chưa hồn thành mợt cách hồn hảo nhất tn to nhiều lí Có thể kể đến học lượng tử một môn học rất khó, cần sự hiểu biết vật lí sâu xa phải có mợt nền tảng tốn học tớt, linh hoạt mới có thể gh p ie hiểu được đôi phần về học lượng tử Nên, tài liệu tham khảo chỉ có thể dừng lại ở mức độ giới thiệu thêm cho học sinh biết về học lượng tử Còn về việc nl w sử dụng tài liệu tham khảo để dạy cho học sinh trung học phở thơng phải xây d oa dựng lại trình tự logic bở sung những điều cần thiết an lu Có nhiều hướng để phát triển tài liệu tham khảo này, có thể thêm vào nhiều hình va ảnh, những ví dụ để học sinh cảm thấy kiến thức dễ hiểu Tài liệu u nf có thể cung cấp thêm nhiều ứng dụng để học sinh cảm thấy học lượng tử gần gũi ll có mặt đời sớng thường ngày Ngồi ra, có thể thay đởi hình thức của tài liệu m oi để có thể gây hấp dẫn với người đọc z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách [1] Lê Khắc Bình, Nguyễn Nhật Khanh, Vật lí CHẤT RẮN, Nxb Đại học Q́c gia TPHCM, 2002 [2] Hồng Dũng, Nhập môn CƠ HỌC LƯỢNG TỬ, Tập 1, Nxb Giáo dục, 1999 [3] Lê Văn Hoàng, Bài giảng CƠ HỌC LƯỢNG TỬ, Nxb Đại học Sư phạm TPHCM, 2018 [4] Lý Minh Tiên, Nguyễn Thị Tứ (Chủ biên), TÂM LÍ HỌC LỨA TUỔI VÀ TÂM LÍ HỌC SƯ PHẠM, Nxb Đại học Sư phạm TPHCM, 2016 lu an Trang web va [5] ndminhduc, Máy tính lượng tử người phát triển công nghệ n đến đâu?, https://tinyurl.com/y2bfc7r7 gh tn to [6] Wikipedia, Kính hiển vi, https://tinyurl.com/y5rumw3q p ie [7] Wikipedia, Kính hiển vi xuyên hầm lượng tử, https://tinyurl.com/yyu87kb4 d oa nl w [8] Wikipedia, Meson, https://tinyurl.com/yymc97n7 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si PL1 PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN GIÁO VIÊN Thân chào Quý thầy/cô Chúng tiến hành viết tài liệu học lượng tử dành cho học sinh trung học phổ thơng Trong q trình nghiên cứu cần số thông tin để làm sở thực tiễn, mong Quý thầy/cô giúp đỡ để chúng tơi hồn thành nhiệm vụ lu an Q thầy/cơ đánh dấu X vào lựa chọn (có thể nhiều lựa chọn) mà Quý va thầy/cơ cho hợp lí n gh tn to Câu 1: Thầy/Cơ cảm thấy kiến thức vật lí sách giáo khoa p ie nào? w  A Thực tế oa nl  B Thú vị d  C Khô khan u nf va an lu D Ý kiến khác:………………………………………………………………… Câu 2: Thầy/Cô đánh giá kiến thức đủ cho học sinh hay chưa? oi m z at nh  B Chưa đủ ll  A Đã đủ z Câu 3: Có số ý kiến cho dù kỉ XXI @ gm kiến thức vật lí cung cấp sách giáo khoa hầu hết cuối kỉ XVIII, cần cung không?  B Không đồng ý an Lu  A Đồng ý m co l cấp thêm số kiến thức vật lí đại vào Thầy/Cơ có đồng ý với ý kiến n va ac th si PL2 Câu 4: Lí thầy/cơ chọn đáp án là: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu 5: Nếu có tài liệu để học sinh hiểu biết thêm số kiến thức lu học lượng tử thầy/cô đồng ý không? an va  A Đồng ý n  B Không p ie gh tn to Câu 6: Đánh giá mức độ mong muốn tài liệu cập nhật vật lí học lượng tử ứng dụng cho bậc học THPT thầy/cô nl w  A Rất muốn d oa  B Muốn an lu  C Bình thường va  D Khơng muốn ll u nf E Ý kiến khác :……………………………………………………………… m oi Chân thành cảm ơn Quý thầy/cô tạo điều kiện để chúng tơi thu thập thơng tin khách quan z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si PL3 PHỤ LỤC PHIẾU KHẢO SÁT HỌC SINH Thân chào em học sinh, Chúng tiến hành viết tài liệu học lượng tử dành cho học sinh trung học phổ thơng Trong q trình nghiên cứu cần số thông tin để làm sở thực tiễn, mong em vui lòng giúp đỡ để chúng tơi hồn thành nhiệm vụ Các em đánh dấu X vào lựa chọn (có thể nhiều lựa chọn) mà em lu cho hợp lí an va n Câu 1: Em học lớp to  B 11 ie gh tn  A 10 p  C 12 nl w oa Câu 2: Cảm nhận em học môn vật lí khối lớp mình? d ……………………………………………………………………………………… lu u nf va an ……………………………………………………………………………………… ll Câu 3: Em cảm thấy kiến thức vật lí dạy nào? z at nh  C Khô khan oi  B Thực tế m  A Thú vị z D Ý kiến khác: …………………………………………………………… l gm @ Câu 4: Em kể tên số kiến thức vật lí mà em cảm thấy thú vị học: m co ……………………………………………………………………………………… an Lu ……………………………………………………………………………………… n va ac th si PL4 Câu 5: Em kể tên ứng dụng liên quan đến kiến thức vật lí em học: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu 6: Em nghe đến vấn đề đây?  A Nguyên lí hoạt động máy tính lượng tử lu  B Nguyên lí hoạt động kính hiển vi điện tử an va  C Tại mặt trời lại có màu đỏ? n  D Tại nhiệt dung riêng chất lại khác nhau? to p ie gh tn  E Chưa nghe đến Câu 7: Hãy đánh giá mức độ em muốn tìm hiểu vấn đề trên: nl w  A Rất muốn d oa  B Muốn an lu  C Bình thường u nf va  D Không muốn ll Câu 8: Nếu có tài liệu giúp em tìm hiểu thêm số vấn đề z at nh  B Không oi  A Chắc chắn m em có sẵn sàng đọc chứ? z gm @ Cảm ơn em tạo điều kiện để chúng tơi thu thập m co l thông tin khách quan an Lu n va ac th si PL5 PHỤ LỤC PHIẾU ĐÁNH GIÁ TÀI LIỆU THAM KHẢO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Thân chào Q thầy/cơ, Chúng tiến hành viết tài liệu tham khảo Cơ học lượng tử dành cho học sinh Trung học Phổ thông Sơ nét tài liệu này: Tài liệu cung cấp cho học sinh Trung học Phổ thông số kiến thức Cơ học lượng tử số ứng dụng Cơ học lượng lu tử đời sống khoa học kĩ thuật Về lí thuyết, tài liệu dừng lại an n va mức độ giới thiệu định tính lí thuyết khơng sâu vào trình bày tốn học tn to khó khăn Một số lí thuyết có so sánh với học cổ điển để học sinh thấy khác biệt p ie gh Sau đây, xin gửi Quý thầy/cô phiếu đánh giá cho tài liệu Để tiện nl w lợi cho Q thầy/cơ, lí thuyết ứng dụng, đơn giản giới thiệu d oa cách dẫn dắt khơng trình bày cụ thể tài liệu an lu ll u nf va Rất mong Q thầy/cơ giúp đỡ để chúng tơi hồn thành nhiệm vụ oi m Xin Quý thầy/cô cung cấp thông tin cách trả lời câu hỏi sau z at nh ĐÁNH GIÁ VỀ CÁC NỘI DUNG TRONG TÀI LIỆU Sau lí thuyết lượng tử ứng dụng học lượng tử z l gm @ cung cấp tài liệu m co Q thầy/cơ vui lịng dựa vào phần tóm tắt đánh giá mức độ phù hợp với nhận thức học sinh trung học phổ thơng lí thuyết, ứng dụng an Lu n va ac th si PL6 1.1 CÁC LÍ THUYẾT LƯỢNG TỬ CƠ BẢN 1.1.1 Các lí thuyết tiền lượng tử Trong tài liệu giới thiệu lí thuyết tiền lượng tử bao gồm: lí thuyết Max Planck, lí thuyết Einstein lí thuyết Bohr Các lí thuyết giới thiệu thơng qua bước sau đây: nêu thực nghiệm cần giải thích lúc → lí thuyết cổ điển khơng giải thích → lí thuyết (nhấn mạnh rời rạc) → vận dụng để giải thích thực nghiệm  Hồn tồn phù hợp  Phù hợp lu an  Bình thường va  Khơng phù hợp n  Hồn tồn khơng phù hợp to Chỉ đơn giản giới thiệu phương trình Schrodinger (khơng đưa biểu thức p ie gh tn 1.1.2 Phương trình Schrodinger học sinh chưa học tốn tử) ý nghĩa học lượng tử nl w  Hoàn toàn phù hợp d oa  Phù hợp  Không phù hợp va an lu  Bình thường u nf  Hồn tồn khơng phù hợp ll 1.1.3 Một số hiệu ứng lượng tử hạt vi mô chuyển động m oi Mục giới thiệu hiệu ứng lượng tử hạt chuyển động hố z at nh chuyển động rào mà chưa phân tích cụ thể lại có hiệu ứng So sánh hiệu ứng lượng tử với hiệu ứng học cổ điển z an Lu  Hoàn toàn không phù hợp m co  Không phù hợp l  Bình thường gm  Phù hợp @  Hoàn toàn phù hợp n va ac th si PL7 1.1.4 Nguyên lí bất định Heisenberg Chỉ đơn giản giới thiệu cách phát biểu, biểu thức ý nghĩa ngun lí học lượng tử  Hồn tồn phù hợp  Phù hợp  Bình thường  Khơng phù hợp  Hồn tồn khơng phù hợp 1.1.5 Ngun lí chồng chất trạng thái vi mơ lu Chỉ đơn giản giới thiệu trạng thái chồng chất vi mơ, giới thiệu ngun an n va lí, ý nghĩa học lượng tử so sánh với ngun lí chồng chất trạng  Hoàn toàn phù hợp  Phù hợp p ie gh tn to thái học cổ điển  Bình thường nl w  Khơng phù hợp d oa  Hồn tồn khơng phù hợp an lu 1.2 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ va 1.2.1 Giải thích phụ thuộc nhiệt dung chất rắn vào nhiệt độ u nf Cách dẫn dắt: Nêu đồ thị thực nghiệm thể hiên thay đổi nhiệt dung ll chất rắn → kể lịch sử tìm kiếm lí thuyết để giải thích → đưa thành công, m oi thất bại → cách áp dụng học lượng tử vào → kết luận  Phù hợp z at nh  Hoàn toàn phù hợp z m co l  Hồn tồn khơng phù hợp gm  Khơng phù hợp @  Bình thường 1.2.2 Xây dựng lí thuyết để phân biệt kim loại, chất bán dẫn điện môi an Lu n va ac th si PL8 Chỉ nêu cách xây dựng (là giải phương trình Schrodinger) → giải thích cách phân biệt  Hồn tồn phù hợp  Phù hợp  Bình thường  Khơng phù hợp  Hồn tồn khơng phù hợp 1.2.3 Tiên đoán hạt Meson (Pion) Giới thiệu lịch sử Yukawa dựa nguyên lí bất định Heisenberg để tiên lu đốn Giới thiệu đặc điểm, tính chất hạt Pion (mở rộng kiến thức hạt an  Hoàn toàn phù hợp n va bản) to  Bình thường p ie gh tn  Phù hợp  Khơng phù hợp nl w  Hồn tồn khơng phù hợp d oa 1.2.4 Kính hiển vi qt xuyên hầm lượng tử an lu Giới thiệu kính hiển vi quang học, công dụng ưu điểm, nhược điểm va → giới thiệu tiếp kính hiển vi quét xuyên hầm lượng tử (chỉ đơn giản giới thiệu  Bình thường z at nh  Phù hợp oi m  Hoàn toàn phù hợp ll nhược điểm) u nf nguyên lí hoạt động dựa hiệu ứng xuyên hầm điện tử ưu điểm, z m co l 1.2.5 Máy tính lượng tử gm  Hồn tồn khơng phù hợp @  Khơng phù hợp an Lu n va ac th si PL9 Giới thiệu máy tính lượng tử Dwave One nguyên lí hoạt động (dựa ngun lí chồng chất trạng thái vi mô) điểm mạnh, điểm yếu  Hồn tồn phù hợp  Phù hợp  Bình thường  Khơng phù hợp  Hồn tồn khơng phù hợp lu ĐÁNH GIÁ TỔNG QUÁT VỀ TÀI LIỆU an n va 2.1 Đánh giá tổng quan tập tài liệu to Hoàn Khơng Đồng tồn có ý ý đồng ý kiến Khơng đồng ý Hồn tồn khơng đồng ý ie gh tn Tiêu chí p Cung cấp lí thuyết oa nl w d Cung cấp ứng dụng thực tiễn ll u nf oi m z at nh z Cần thiết cho chương trình Vật lí va Hấp dẫn học sinh an lu Phù hợp với học sinh @ gm 2.2 Đánh giá, nhận xét suy nghĩ Quý thầy/cô tài liệu l ……………………………………………………………………………………… m co ……………………………………………………………………………………… 2.3 Những góp ý khác Quý thầy/cô cho tài liệu an Lu ……………………………………………………………………………………… n va ac th si PL10 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 2.4 Theo thầy/cô, mức độ khả thi việc đưa tài liệu vào chương trình mơn vật lí bậc trung học phổ thông nào? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si