Đang tải... (xem toàn văn)
Kế hoạch bài dạy Giao thoa sóng Vật lí 11 KNTT. Kế hoạch soạn để dạy kiến thức có sử dụng các thí nghiệm ảo trên PhET. Hướng dẫn chi tiết cách sử dụng các thí nghiệm và những lưu ý trong dạy học. Dạy học theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh.
Trang 1TVM_VL1
Trang 2(Thời gian thực hiện: 1 tiết) I MỤC TIÊU
1 Về năng lựcNăng lực Vật lí:
- Nhận thức vật lí : Trình bày được hiện tượng giao thoa sóng, điều kiện
xảy ra giao thoa sóng, công thức xác định bước sóng và vị trí các vân sáng tối.
- Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí: Thực hiện thí nghiệm chứng minh
sự giao thoa hai sóng kết hợp bằng dụng cụ thực hành sử dụng sóng ánh sáng.
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Tìm hiểu bài trước khi đến lớp
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thể hiện trong quá trình làm việc nhóm
và thí nghiệm
2 Về phẩm chất
- Góp phần phát triển phẩm chất chăm chỉ: Chăm chỉ, kiên trì thực hiện
nhiệm vụ
- Góp phần phát triển phẩm chất trung thực: Trung thực trong thí
nghiệm, kết quả thí nghiệm.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
- Máy chiếu (hoặc ti vi màn hình lớn) - 4 bộ thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng.
- Phần mềm mô phỏng PhET(mô phỏng thí nghiệm giao thoa sóng nước)
II TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1 Hoạt động 1: Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước (15 phút)a) Mục tiêu: Học sinh nhận ra được hiện tượng giao thoa của hai nguồn
sóng kết hợp, từ đó rút ra điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa.
b) Nội dung:
Trang 3- HS quan sát GV thực hiện thí nghiệm mô phỏng trên PhET, sau đó mỗi cá nhân suy nghĩ trả lời các câu hỏi:
+ Đặc điểm các gợn sóng trên màn đối với thí nghiệm chỉ có một nguồn sóng và thí nghiệm có hai nguồn sóng?
- Điều kiện xảy ra giao thoa.
c) Sản phẩm:
- Dự kiến câu trả lời của học sinh:
+ Đối với thí nghiệm có 1 nguồn sóng, hình ảnh trên màn cho thấy có các hình tròn sáng tối đồng tâm xen kẽ, lan truyền từ tâm dao động ra xa.
+ Đối với thí nghiệm có hai nguồn sóng, hình ảnh trên màn cho thấy ảnh của các gợn sóng là các đường sáng và tối ổn định
- Điều kiện xảy ra giao thoa:
+ Dao động cùng phương, cùng tần số + Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
d) Tổ chức thực hiện
Giao nhiệm vụ: GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm mô phỏng trên
PhET và trả lời câu hỏi “Đặc điểm các gợn sóng trên màn đối với thí nghiệm chỉ có một nguồn sóng và thí nghiệm có hai nguồn sóng?”.
Thực hiện nhiệm vụ:
- GV mở trình mô phỏng thí nghiệm PhET, Chọn Vật lí => Âm học và
Sóng => Giao thoa sóng:
Trang 4+ Thực hiện thí nghiệm mô phỏng với một nguồn sóng:
+ Thực hiện thí nghiệm mô phỏng với hai nguồn sóng:
- HS quan sát thí nghiệm, suy nghĩ câu trả lời và ghi vào giấy nháp.
Báo cáo, thảo luận: GV gọi 2 đến 3 HS bất kì đứng tại chỗ trả lời câu
hỏi Sau đó gọi 1 HS khác đứng tại chỗ nhận xét, bổ sung GV giải thích hiện tượng.
Kết luận, nhận định: GV nhận xét phần trình bày của HS, xác nhận kiến
thức về hiện tượng giao thao sóng và điều kiện xảy ra giao thoa Yêu cầu HS ghi vào vở.
1 Khái niệm hiện tượng giao thoa: Hiện tượng giao thoa là hiện
tượng khi hai sóng kết hợp gặp nhau thì có những điểm ở đó hai sóng luôn đồng pha thì dao động với biên độ cực đại; có những điểm ở đó hai sóng luôn ngược pha thì dao động với biên độ cực tiểu Các gợn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa.
2 Điều kiện xảy ra giao thoa:
+ Dao động cùng phương, cùng tần số + Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn sóng kết hợp Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.
Trang 52 Hoạt động 2: Thí nghiệm Khe YOUNG(15 phút)
a) Mục tiêu: Học sinh nhận ra được tính chất sóng của ánh sáng, từ đó
rút ra công thức xác định bước sóng ánh sáng.
b) Nội dung:
- HS quan sát GV thực hiện thí nghiệm mô phỏng giao thoa ánh sáng qua hai khe YOUNG trên PhET, sau đó mỗi cá nhân suy nghĩ trả lời các câu hỏi:
+ Em hãy nêu các đặc điểm hiện tượng quan sát được trên màn, các đặc điểm đó thể hiện tính chất gì của ánh sáng?
c) Sản phẩm:
- Dự kiến câu trả lời của học sinh:
+ Trên màn quan sát khi hai chùm ánh sáng gặp nhau có những vạch sáng và vạch tối xen kẽ với nhau, điều này khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.
d) Tổ chức thực hiện
Giao nhiệm vụ: GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm mô phỏng giao thoa
ánh sáng qua hai khe YOUNG trên PhET và trả lời câu hỏi “ Em hãy nêu các đặc điểm hiện tượng quan sát được trên màn, các đặc điểm đó thể hiện tính chất gì của ánh sáng? ”.
Thực hiện nhiệm vụ:
- GV mở trình mô phỏng thí nghiệm PhET, Chọn Vật lí => Âm học và
Sóng => Giao thoa sóng => Khe:
+ Thực hiện thí nghiệm mô phỏng với hai khe:
Trang 6- HS quan sát thí nghiệm, suy nghĩ câu trả lời và ghi vào giấy nháp.
Báo cáo, thảo luận: GV gọi 2 đến 3 HS bất kì đứng tại chỗ trả lời câu
hỏi Sau đó gọi 1 HS khác đứng tại chỗ nhận xét, bổ sung GV giải thích hiện tượng.
GV đưa ra câu hỏi thảo luận: Gọi i là khoảng cách giữa hai vân sáng
hoặc tối liên tiếp, a là khoảng cách giữa hai khe, D là khoảng cách từ haikhe đến màn Vậy làm sao để xác định bước sóng ánh sáng sử dụng cho thí nghiệm?
Kết luận, nhận định: GV nhận xét phần trình bày của HS, xác nhận kiến
thức Yêu cầu HS ghi vào vở.
1 Ánh sáng có tính chất sóng Những vạch sáng và tối xen kẽ nhau
gọi là hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng.
2 Bước sóng 𝛌 của ánh sáng: 𝛌 = iaD
a là khoảng cách giữa hai khe.
D là khoảng cách từ hai khe đến màn.
i là khoảng vân, là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc tối liên tiếp.
3 Hoạt động 3: Luyện tập(10 phút)
a) Mục tiêu: Vận dụng được kiến thức về giao thoa sóng và công thức
xác định bước sóng ánh sáng để giải một số bài tập
b) Nội dung:
Trả lời câu hỏi sau vào vở.
Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, cho tốc độ truyền
sóng trên mặt nước là 20cm/s, cần rung với tần số 40Hz Hãy tính khoảng
Trang 7cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng nối hai nguồn?
Câu 2: Trong một thí nghiệm giao thoa khe Young về sóng ánh sáng với
a = 2mm, D = 1,2m, người ta đo được i = 0,36mm Tính bước sóng 𝛌 và tần số f của bức xạ?
Câu 3: Trong một thí nghiệm Young, biết a= 0,15mm, D= 1,2m, khoảng
cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 52mm Tính bước sóng ánh sáng?
c) Sản phẩm: Câu trả lời, lời giải các câu hỏi.
Giao nhiệm vụ: GV giao các câu hỏi cho HS, yêu cầu HS làm vào vở.Thực hiện nhiệm vụ: HS thực hiện nhiệm vụ, ghi kết quả vào vở GV
quan sát, xem nhanh lời giải của HS trong vở ghi và kịp thời hỗ trợ HS gặp khó khăn.
Báo cáo, thảo luận:
Câu hỏi 1, 2: Gọi 2 HS xung phong lên bảng giải, sau đó yêu cầu một số HS khác nhận xé, GV nhận xét, bổ sung và xác nhận.