Khóa luận tốt nghiệp Sư phạm Vật lý: Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý chương "Lượng tử ánh sáng" (Chương trình lớp 12 nâng cao)

Bên cạnh nội dung tri thức cần truyền thụ đã được xác định trong chuan kiến thức, sách giáo khoa thì việc rén luyện năng lực tư duy cho học sinh là nhờ vào phương pháp day của giáo viên:

Sae gia luận van:

Tran Ha Thanh Mai

vicinal in eu i gs

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

CHUONG 2: CO SO LY LUAN CUA HOAT DONG GIAI BAI TAP VAT LY

2.3.5- Theo hình thức làm bài -¿- 2¿£++£+EE+2EE+2EE£EEEEEEEE2112711271127112712 211.221 xe 12

2.4- HUONG DAN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VAT LLÝ -s- 5-5 se <se+ 14

2.4.1- Các cách hướng dẫn - ¿2 5£ SE S9SE2E#EEEEEEEEEEE21E212121712111 2111111111111 cxe 14

2.4.2- Hoạt động giải bai tap vật LY eee eeeeseeneceecseeesececeseccesseeeseesecaesseceaeeseeeseesees 16

2.4.3- Các bước chung của việc giải một bai tập vật lý - - 55c Ssssksserssersrres 17 2.5- LỰA CHỌN VÀ SỬ DUNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VAT LÝ 20 2.5.1- Lira Chon bai 2 20

2.5.2- Sử dụng hệ thống bai tập ¿- ¿52s tk EEEEEEEEE1071171111111111111 1111 c0 20 2.5.3- Nhiệm vụ, yêu cầu đối với người giáo viên trong giảng dạy bai tập 21

E20): )0:)0)0000]0ììc0,:/ 20 AC 29

3.2.3- Bai 0i) 0866 33

3.2.4- Bai tập trắc nghiệm ¿ ¿- 22 +¿+2+2EE2E1222121122112711271127112712211211 2111 33

3.3- HƯỚNG DAN VÀ GIẢI e- << s£©Se©+se©ESseEEse©ESseETAeeEvaeersseorseersseoree 34

3.3.1- Bài tập định tính 2- + +<+©++EE2EE+£EX22E12E1271211711111111 71111 .11 1 xCye 34

3.3.2- Bai tap dimh LON Nnẽẽ -.-51 Ẽ 38

CHƯƠNG 1: MO DAU

1.1- LY DO CHON DE TÀI

Qua trình day hoc là qua trình hoạt động của ca giáo viên và học sinh Ta không thẻ coiquá trình dạy học của giáo viên chỉ là sự trình diễn kiến thức, chỉ cần diễn đạt được chính

xác va day đủ những nội dung cần truyền đạt mà quan trọng là phải giúp học sinh hình

thành, rèn luyện và phát triển năng lực tự giải quyết van đẻ

Rèn luyện năng lực tư duy và truyền thụ kiến thức là hai nhiệm vụ quan trọng của việc

day học ở trường phô thông nói chung và môn vật lý nói riêng Bên cạnh nội dung tri thức

cần truyền thụ đã được xác định trong chuan kiến thức, sách giáo khoa thì việc rén luyện

năng lực tư duy cho học sinh là nhờ vào phương pháp day của giáo viên: cách đặt van đẻ,

chuyền mục, giải bai tap, Dé việc dạy và học đạt kết qua tốt thì giáo viên cần biết cách phát

huy tính tích cực của học sinh, biết lựa chọn phương thức tô chức hoạt động, cách tác động

và điều kiện tác động phủ hợp.

Bài tập vật lý là một công cụ hữu hiệu trong quá trình dạy học Sử dụng bài tập hợp lý

sẽ có tác dụng củng có, khắc sâu, mở rộng kiến thức; rèn luyện kha năng vận dụng sáng tạo,

phát triển tư duy của học sinh Dé đạt được những mục tiêu này thì giáo viên phải xây dựng được một hệ thông bài tập dam báo yêu cau từ dé đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, dưới

nhiều hình thức, nhiều phương thức, nhiều nội dung khác nhau, đồng thời phải có những

phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập phù hợp với trình độ của học sinh.

Chính vì những lý do này mả em xin chọn đề tài: “Lựa chọn hệ thong hai tập, hưởng dan giải và giải bài tập vật lý — chương Lượng Từ Anh Sáng (chương trình lớp 12 nâng

cao)” cho luận văn tốt nghiệp của mình

1.2- MỤC DICH NGHIÊN CUU

Tóm tắt kiến thức và xác định hệ thong bai tập của chương Lượng tr ánh sáng (chương

trình lớp 12 nang cao).

Đưa ra được tiến trình hướng dẫn hoạt động giải bài tập nhằm giúp đỡ học sinh nắm

vững va vận dụng tốt kiến thức.

1.3- NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý luận dạy học về bải tập vật lý

Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phô thông, chuẩn kiến thức, kĩ năng, sách

giáo khoa đẻ xác định nội dung kiến thức học sinh cần nắm vững và các kĩ năng giải bài tập

cơ bản ma học sinh can được rén luyện.

Soạn thảo hệ thống bai tập chương Lượng tứ anh sáng, phan tích vi trí, tác dụng của

từng bài tập và trình tự hướng dẫn học sinh giải bài tập.

Nghiên cứu sách bai tập va các tai liệu tham kháo khác.

1.4- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1- Lý luận

Nghiên cứu sách về lý luận day học, phương pháp giảng day vật lý ở trường trung học

phô thông.

1.4.2- Lý thuyết

Nghiên cứu sách giáo khoa, sách giáo viên, chuẩn kiến thức- kĩ năng, chương trình vật

lý trung học phô thông hiện hành Nghiên cứu sách bai tập và các tài liệu tham khảo

1.4.3- Vận dụng

Trao đôi với giáo viên hướng dẫn, các giáo viên đang giảng dạy ở trường Trung học

phô thông An Phước về hệ thong bai tập, những sai lam học sinh hay mắc phải và kinh

nghiệm giảng dạy của chương Lượng tit ánh sáng, tiếp thu những ý kiến xác đáng dé luận

văn được tốt hơn.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CUA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TAP

VAT LY PHO THONG

2.1- MỤC DICH CUA BAI TAP TRONG DAY HỌC VAT LÝ

Trong thực tế day học, bài tập vật ly là một van đề được đặt ra, đòi hỏi phải giải quyết

băng những suy lí logic, những phép toán và thí nghiệm dya trên cơ sở những định luật,

những phương pháp vật lý Trong quá trình đạy học vật lý bài tập có phần quan trọng đặc

biệt, Chúng được sử dụng theo những mục đích khác nhau.

- Bai tập vật lý có thê được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi

trang bị kiến thức mới cho học sinh, nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức

mới một cách sâu sắc, vững chắc.

- Bài tập vật lý là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng tự vận dụng kiến

thức, liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống, giải quyết các van dé đặt ra trong

đời sông hằng ngày.

- Bai tập vật ly là một phương tiện có tâm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư

duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu cho học sinh Bởi vì giải bài tập là một hình thức

làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong khi giải bài tập học sinh phải phân tích điều kiện dé bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết phải lam thí

nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiêm tracác kết luận của mình Trong những điều kiện đó, tư duy logic, tư duy sáng tạo của học sinh

được phát triển, năng lực làm việc độc lập của học sinh được nâng cao.

- Bài tập là một phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có

hiệu quả Khi giải các bài toán doi hỏi học sinh phải nhớ các định luật, công thức, kiến thức

đã học có khi đòi hỏi vận dụng một cách tông hợp các kiến thức đã học trong cả một

chương, một phần Do đó, học sinh sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc các kiểm tra đã học

- Thông qua việc giải bai tập có thé rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh

thần tự lập, tính cân thận, kiên trì, tinh thần vượt khó.

- Bài tập là phương tiện dé kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh một cách

chính xác.

2.2- CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ

- Dẫn dat vào bai, đặt vẫn dé đầu bai học mới

- Luyện tập kĩ năng.

- Ôn tập củng cô kiến thức

- Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

- Kiểm tra, đánh giá mức độ nim vững kiến thức

2.3- PHAN LOẠI BÀI TAP VAT LÝ (Sơ đồ 1)

Người ta phân loại bài tập theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo phương thức cho

điều kiện và phương thức giải, theo yêu cầu định tinh hay định lượng của việc van dé cần

nghiên cứu, theo yêu cầu luyện tập kỹ năng hay phát triển tư đuy sáng tạo của học sinh trong

quả trình học.

2.3.1- Theo nội dung

2.3.1.1- Theo các đề tài của tài liệu vật lý của chúng Người ta phân biệt các bài tập về: cơ hoc, điện học, quang hoc, Sự phân chia như

vậy cũng chi có tinh chất quy ước Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài tập

thường không phải chi lay từ một chương mà có thé lấy từ nhiều chương, nhiều phần khác

nhau cũa giáo trình vật lý.

2.3.1.2- Bài tập có nội dung trừu tượng và nội dung cụ thể

- Nét đặc trưng của những bai tập trừu tượng là trong điều kiện của bài tập ban chat vat

lý được nêu bật lên, những chi tiết không bản chất đã được bỏ bớt Những bai tập này giúp

cho học sinh để dang nhận ra cần sử dụng công thức, định luật hay kiến thức vật lý gì dé giải Do đó những bài học trừu tượng đơn gián thường được dùng dé học sinh tập đượt

những kiến thức vừa học

- Những bai tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập cho học sinh phân tích các hiện

tượng thực tế, cụ thé dé làm rõ bản chất vật lý và đo đó có thé vận dụng các kiến thức cần

thiết dé giải.

2.3.1.3- Bài tập kĩ thuật tông hợp

Các bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu vẻ kĩ thuật vẻ sản xuất nông công

nghiệp, về giao thông liên lạc được gọi là những bài tập có kĩ thuật tong hợp.

2.3.1.4- Bài tập có nội dung lịch sử vật lý

Đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử: những dữ kiện vềcác thí nghiệm vật lý cô điển, về những phát minh, sáng chế hay những câu chuyện có tính

chất lịch sử.

2.3.1.5- Bài tập vui

La những bai tập sử dụng các dit kiện, hiện tượng ki la, vui Việc giải các bài tập nay sẽ

làm cho tiết học sinh động, nâng cao được hứng thú học tập của học sinh

Khi giải phải sử dụng thí nghiệm đẻ đi tới mục đích nao đó Có thé sử dụng những bai

toán thí nghiệm có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm về một sự phụ thuộc nao đó Trong

các bài tập dạng này, thí nghiệm thường được sử dụng như một trong những phương tiện

quan trọng nhằm thu nhập các số liệu can thiết dé kiểm tra, đánh giá sự phù hợp của nhữngkết quả lý thuyết với những kết quả thực nghiệm

2.3.2.4- Bài tập đồ thị

Là những bải tập mà đồ thị được sử dụng vào một mục đích nào đó Đòi hỏi học sinh

phải hiểu ý nghĩa của đồ thị và kết hợp vận dụng các kiến thức liên quan

=> Sự phân chia thành các dang bai tập bằng lời, tính toán, thí nghiệm, đồ thị như trên

là có tính chất quy ước Vì thông thường ta không chỉ sử dụng riêng một phương thức nảo.Chăng hạn khi làm bài tập thí nghiệm cần phái lập luận bằng lời cũng như trong nhiều

trường hợp khác khi làm bài tập tính toán cần phải vẽ đồ thị.

2.3.3- Theo yêu cầu nghiên cứu trong bài tập

2.3.3.1- Bài tập định tính (Bài tập câu hỏi, Bài tập logic)

Pdi hỏi xác lập môi quan hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật lý Giúp học

sinh năm vững bản chất của van đẻ Nó có tác dụng rén luyện tư duy logic và tập cho học

sinh biết phân tích bản chất vật lý của hiện tượng.

2.3.3.2- Bài tập định lượng

Doi hỏi xác định môi liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng phải tìm và nhận

được trả lời đưới dạng công thức hay một con số Có thể chia bài tập định lượng ra làm hai dạng:

- Bài tập tập đdượt (Bài tập cơ bản): Có tác dụng củng cô kiến thức cơ bản vừa học, làm

cho học sinh hiệu rõ ý nghĩa của các định luật, công thức và các thói quen cần thiết đề giải

các bai tập phức tạp hơn.

- Bài tập tính toán tổng hợp: Là bài tập mà khi giải cần vận dụng nhiều khái niệm, định

luật, công thức Tác dụng của loại bài tập này là giúp học sinh mở rộng kiến thức, thay duge

mỗi liên hệ của các kiến thức vat lý trong chương trình.

=> Thường cho học sinh giải các bải tập định tính trước rồi sau đó mới đến các bải tập

định lượng phức tạp Thực tế ở các trường trung học phổ thông hiện nay rất ít sử dụng các

bài tập định tính, sách giáo khoa chú yếu chỉ có các câu hỏi yêu câu tái hiện lại kiến thức.

2.3.4- Theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy

2.3.4.1- Bài tập luyện tập

Dùng dé rèn luyện cho học sinh áp dụng những kiến thức xác định đẻ giải từng loại bài

tập theo một mẫu xác định O day không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu là

luyện tập dé năm vững cách giải đối với một loại bài xác định đã được chi dẫn.

2.3.4.2- Bài tập sáng tạo

- Bài tập nghiên cứu: Yêu cầu học sinh phải giải thích hiện tượng chưa biết trên cơ sở

mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lý thuyết vật lý.

- Bài tập thiết kể: Đòi hoi thu được hiệu quả thực tế phù hợp với mô hình trừu tượng(định luật, công thức, đô thị ) đã cho

> Sự khác nhau giữa bài tập sáng tạo và luyện tập là điều kiện cho trong bai tập sáng

tạo che giấu cách giải, còn điều kiện cho trong bai tập luyện tập đã mang tinh chất nhắc bao

2.3.5.2- Bài tập trắc nghiệm khách quanBai tập cho câu hỏi và nhiều đáp án, các đáp án có thé đúng gan đúng hoặc sai hoantoàn, Nhiệm vụ của học sinh là tìm ra đáp án đúng nhất Bài tập loại này được chia ra làmnhiều loại:

- Trắc nghiệm Đúng — Sai: Câu hỏi dưới dang phát biêu, câu trả lời là một trong hai lựa

2.4- HƯỚNG DAN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VAT LÝ

2.4.1- Các cách hướng dẫn 2.4.1.1- Hướng dẫn theo mẫu (angorit) Định nghĩa: Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng

dẫn angorit Ở đây thuật ngữ angorit được dùng với ý là một quy tắc hành động hay chương

trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần

thực hiện những hành động nao (hành động sơ cấp) va theo trình tự nào dé đi đến kết quả

Yêu cầu đối với học sinh: Những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cáchđơn giá và nắm vững Học sinh không phải tự mình tìm tòi xác định các hành động mà chỉcần chấp hành các hành động được giáo viên chỉ ra

Yêu cẩu đổi với giáo viên: Phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán dé xác

định được một trình tự chính xác, chặt chẽ các hành động cần thực hiện và phải đảm bảo đó

là những hành động sơ cấp đối với học sinh

Ap dụng: Khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bai toán điển hình nào đó,

hay đề luyện tập kĩ năng giải những loại toán xác định.

Uu điểm: Đàm bao cho học sinh giải được những bài toán được giao một cách chắc chắn và rèn luyện kĩ năng giải toán hiệu quả hơn.

Hạn chế: Học sinh chỉ phải chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn sẵn theo một mẫu có sẵn, nên ít có tác dụng rèn luyện kha năng tim tòi, sáng tạo và hạn chế sự phát triển

tư duy.

Cách truyền đạt:

- Cách 1: Áp dụng cho học sinh yêu, trung bình

Giaó viên giải một vài bài toán mẫu sau đó phân tích phương pháp giải rồi cho học sinh

áp dụng đề giải các bài tập cùng loại.

Nếu học sinh không áp dụng được ngay cách giải đã được cung cấp thì giáo viên cần

đưa ra những bai luyện tập riêng nhằm đám bảo cho học sinh nắm vững và thực hiện đượccác hành động sơ cấp

- Cách 2: Áp dụng cho học sinh khá, giỏi.

Thông qua việc giải va phan tích một vải bài đầu tiên có thê yêu cau học sinh tự vạch

ra phương pháp giải loại toán này rồi áp dụng dé việc giải các bài cùng loại.

2.4.1.2- Hướng dẫn tìm tòi (orixtic)

Định nghĩa: Là kiêu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát

hiện cách giải quyết van đề.

Yêu cau đổi với học sinh: Phải tự lực tìm tòi cách giải quyết, tự xác định các hành động

can thực hiện dé đạt được kết qua.

Yêu cầu đối với giáo viên: Phải đưa ra lời hướng dẫn có tác dụng hướng tư duy của họcsinh vào phạm vi can và có thé tìm tòi, phát hiện cách giải quyết các van đề được đặt ra Sựhướng dẫn phải sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc thừa hành các hành độngtheo mẫu, nhưng cũng đông thời lại không thé là một sự hướng dẫn quá viên vông quá

chung chung không giúp ích được cho sự định hướng tư duy.

Ap dụng: Khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn dé giải được bai tập, đồng thờivẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy của học sinh

Uu điểm: Nang cao Ý thức tự giác, tự lực giải quyết van đề và tạo điều kiện thuận lợi

cho sự phát trién tư duy, sáng tạo của học sinh.

Hạn chế:

- Không đảm bảo cho học sinh giải được bài tập một cách chắc chắn.

- Doi hỏi một sự nỗ lực và chuẩn bị kĩ lưỡng của cả giáo viên lẫn học sinh.

- Chỉ có thể áp dụng tốt cho học sinh khá - giỏi.

2.4.1.3- Định hướng khái quát chương trình hóa

Định nghĩa: Là sự hướng dan cho học sinh tự tim tòi cách giải quyết chứ không thông

báo ngay cho học sinh cái có sẵn.

Giaó viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lỗi khái quát của việcgiải quyết van dé Sự định hướng ban dau doi hỏi sự tự lực tìm tòi của học sinh Nếu họcsinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướngban dau, cụ thé hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm dé thu hẹp phạm vi tìm tòi, giảiquyết cho vừa sức học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm toi thì hướng

dẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dan theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn

thành được yêu cầu một bước, sau đó tiếp tục yêu cau học sinh tự giải quyết bước tiếp theo.Nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡ thêm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong van đề

Yêu câu đối với học sinh: Phải tự ý thức, nỗ lực giải quyết vấn đẻ, vận dụng hết mọi kĩ

năng, kiến thức dé giải quyết van dé.

Yêu cau đối với giáo viên: Doi hỏi trình độ chuyên môn và khả năng sư phạm cao Câu

hỏi định hướng của giáo viên phải được cân nhắc kĩ và phù hợp với trình độ của học sinh

Tránh sa vào làm thay học sinh trong bước định hướng.

Ap dụng: Khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bai toán của học sinh,

nhằm giúp học sinh tự giải được bài toán đã cho, đồng thời học cách suy nghĩ trong quá

trình giải toán.

Ưu điểm:

- Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh.

- Đảm bảo cho học sinh giải bai tập một cách chắc chắn

- Giáo viên có thé theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập dé phát hiện được

những sai lam, thiểu sót dé điều chỉnh và củng có kịp thời

Nhược điểm: Doi hỏi nhiều thời gian, sự chuẩn bị kĩ lưỡng và cố gắng lớn của cả giáo

viên và học sinh.

=> Đề việc hướng dẫn cho học sinh làm bài tập có hiệu quả thì giáo viên phải xuất phát

từ mục đích sư phạm can đạt được dé xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp (#fình 2.2).

Tư duy giải bài Phương pháp giải

tap vat lý bài tập cu the

\ Phương pháp

buong dan

Mue dich su Xác định kiểu VA

pham — > | hướng dẫn

Hình 2.2 Sơ đồ Cách lựa chọn phương pháp hướng dẫn

2.4.2- Hoạt động giải bài tập vật lý

Mục tiêu cần đạt tới khi giải bài tập vật lý là tìm được câu trả lời đúng đắn, giải đáp

được vẫn đè đặt ra một cách có căn cứ chặt chẽ Quá trình giải thực chất là quá trình tìm

hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật

lý, toán dé nghĩ tới mỗi quan hệ có thé có của cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thê thay được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó đi tới chỉ được

môi liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp

Các công thức, phương trình mà ta thiết lập dựa theo các kiến thức vật lý và điều kiện

cụ thé của bài toán là sự biêu diễn mỗi liên hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý Trong

các phương trình đó, tùy theo điều kiện của bài toán cụ thé ma có thẻ đại lượng này là đại

lượng đã cho, đại lượng kia là đại lượng phải tìm và có thé đại lượng khác nữa chưa biết.

Hai công việc cơ bản, quan trọng của hướng dẫn giải bài tập vật lý là: Xác lập được

những mỗi liên hệ cơ bản dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thê của bai

toán đã cho và tiếp tục luận giải, tính toán đi từ những môi liên hệ đã thiết lập được, đến kết

luận cuối cùng

Cụ thể:

- Bài tập định tính: Không cần phải tính toán phức tạp nhưng vẫn có sự suy luận logictừng bước dé đi tới kết luận cuỗi củng

- Bài tập định lượng: Đôi với những bài toán đơn giản thì khi vận dụng kiến thức vật lý

vào điều kiện cụ thé của bai toán ta có thé thay ngay được mối liên hệ trực tiếp của cái phải

tìm với cái đã cho Chang hạn, có thé dẫn ra 1 công thức vật lý mà trong đó có chứa định

luật phải tìm cùng với các định luật khác đều là các định luật đã cho hoặc đã biết Nhưng đối

với bai toán phức tạp hơn thì không thé dẫn ra ngay được mỗi liên hệ trực tiếp giữa cái phải tìm với cái đã cho Trong sự vận hành các mối liên hệ cơ bản đi đến xây dựng được cái phải

tìm ta thấy có vai trò quan trọng của các kiến thức, ki năng toán Giáo viên can thay rõ điều

đó dé có thé hướng dẫn, giúp đỡ học sinh đúng chỗ cần thiết nhất.

- Bài tập thí nghiệm: Yêu cầu nghiên cứu thực nghiệm về một sự liên hệ phụ thuộc nao

đó Quá trình giải bài tập cũng chính là quá trình làm rõ những điều kiện mà trong đó mỗi

liên hệ cần thiết cho sự khảo sát về sự liên hệ phụ thuộc đó, nắm vững những dụng cụ đo

lường can sử dung, lap ráp các dụng cụ tiền hành thí nghiệm và ghi lại các kết quả quan sat

được, đo được, xử lí kết quả và kết luận vẻ sự liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu

2.4.3- Các bước chung của việc giải một bài tập vật lý

Không thé nói về một phương pháp chung, vạn năng có thé áp dụng giải quyết được

mọi bài tập vật lý Tuy nhiên, từ sự phân tích về thực chat của hoạt động giải bai tap, ta có thé chi ra những nét khái quát, các bước chung của tiến trình giải, là cơ sở dé giáo viên xác định phương pháp hướng dẫn học sinh

2.4.3.1- Bài tập định tính Bước 1: Tìm hiểu dé bài

- Đọc, ghi tóm tắt đẻ bài

- Mô tả tình huống nêu trong dé bài bằng ngôn ngữ vật lý, vẽ hình minh họa

Bước 2: Phân tích nội dung

- Tìm trong đề bai những dau hiệu có liên quan đến một tính chất hay một định luật vật

lý nào đã biết

- Phát biểu tính chat đó, định luật đó.

Bước 3: Xây dựng lập luận, thiết lập mdi quan hệ giữa định luật và hiện tượng

Bước 4: Giải thích nguyên nhân của hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng.

Sơ dé:

DO @, Nhờ mối Bến Hệ (I) mà rút ra kết luận (a) Dựa trên kết

CKQ) - luận (a) và mỗi liên hệ (II) mà rút ra câu tra lời (KQ)

ay) 2.4.3.2- Bài tập định lượng

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Đọc, ghi tóm tắt dé bài

- Mô tả tình huống được nêu trong đề bài, vẽ hình minh họa

- Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm dé thu được các dit liệu cần thiết.

Bước 2: Xác lập được các mỗi liên hệ của các dữ liệu xuất phat va cai phải tìm

- Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm, xem xét bản chất vật ly của tìnhhuống đã cho đề nghĩ đến các kiến thức, các định luật, các công thức liên quan

- Xác lập mối liên hệ cơ bản, cụ thé của các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm

- Tìm kiếm, lựa chọn các mối liên hệ tối thiêu cần thiết sao cho thay được mối liên hệ giữa cái phải tìm với các dit liệu xuất phát.

Bước 3: Rút ra kết quả cần tim từ các mỗi liên hệ can thiết đã xác lập được bằng luận

giải, tính toán.

Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả

- Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trường hợp chưa

- Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không.

- Kiêm tra thứ nguyên có phù hợp không.

- Xem xét kết quả có phù hợp với thực tế không

- Kiểm tra kết quả quả bằng thực nghiệm xem có phủ hợp không

- Giải bằng cách khác xem có cùng kết quả không

Trong thực tế, không nhất thiết có sự tách bạch một cách cứng nhắc giữa bước 2 vả

bước 3.

Sơ dé:

(a)+ (1)——+ (d)

+ CHI)——+> (KQ)

(b)+(c)+(D—> (e)

(a); (b); (c) là cái đã biết, (d); (e) là cái chưa biết, các mỗi liên hệ được xác lập thông qua

phương trình (1); (II) va (IID Từ (a) thông qua phương trình ( [ ) ta tim được (đ) Từ (b) và

(c) thông qua phương trình (ID) ta tìm được (e) Thế (d) và (e) vừa tìm được vào phương

trình (IH) ta sẽ tính được kết quả (KQ)

2.4.3.3- Bài tập thí nghiệm

Bước 1: Xác định phương án thí nghiệm

- Vạch rõ sự phụ thuộc can kiêm tra, khảo sat.

- Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu có thé xảy ra, xác

định các phương án thí nghiệm, lựa chọn một phương án tốt nhất

- Lựa chọn dụng cụ (loại, tính chính xác, giới hạn do, ).

- Lựa chọn phạm vi tối ưu các giá trị của đại lượng nghiên cứu

Bước 2: Nắm vững dụng cụ đo lường được sử dụng.

- Đọc thang chia độ (xác định giá trị các độ chia, đọc các số chi, ).

- Thực hiện các quy tắc rap dụng cụ và trình tự làm việc với dụng cụ

- Thực hiện các quy tắc an toàn.

Bước 3: Tiên hành thí nghiệm, ghi kết qua quan sát, đo

Bước 4: Xử lí các kết quả.

- Đặt các dữ liệu bằng số lay từ bảng vào các công thức về sự phụ thuộc cần kiểm tra,

khảo sát.

- Đánh giá độ chính xác của việc nghiên cứu, so sánh những kết quả thí nghiệm với kết

qua lí thuyết mong đợi, dựng đồ thị lí thuyết và những thực nghiệm.

Bước 5: Kết luận về tính hiện thực của kết quả thí nghiệm

2.4.3.4- Bài tập trắc nghiệmHọc sinh cần phân biệt tốt giữa những đáp án đúng và gan đúng Sự phân biệt nay

không chỉ đơn giản là nhận ra mà bao gồm sự phân tích, tong hợp và tính toán.

Bước 1: Doc câu hỏi nhanh nhưng thật can thận

Bước 2: Nhớ lại những kiến thức đã học, dự tính câu trả lời Nếu là bài tập tính toán thì tiễn hành giải bài toán dé có kết quả Chú ý đổi đơn vị cho phù hợp.

Bước 3: Chọn câu trả lời Nếu chắc chắn được đáp án đúng thì đánh dấu chọn, nếu

chưa chắc chắn thì đánh dấu những đáp án nghỉ ngờ Đọc lại thật ki, phân tích loại trừ dé

chọn được đáp án chính xác.

Bước 4: Kiém tra lại bai.

Chú ý: Nên tập trung vào các đáp án có chứa những cụm từ như: “tat cả”; “hau như”;

"cả a và b”: trước, vi ngụ ý câu trả lời là đúng hoàn toàn hoặc sai hoan toàn.

2.5- LỰA CHON VA SỬ DUNG BÀI TAP TRONG DAY HỌC VAT LÝ

2.5.1- Lựa chọn bài tập

Việc rén luyện cho học sinh biết cách giải bài tập vật lý một cách khoa học và chính

xác là hết sức quan trọng Bên cạnh đó, người giáo viên phải biết lựa chọn hệ thông bài tập

đảm bảo những yêu cầu sau:

- Bài tập phải di từ dé đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, mỗi dang cần có một bài tập điển hình.

- Mỗi bài phải là một mắt xích trong hệ thống, đảm bảo chức năng củng cô và rèn luyện kĩ năng cho học sinh.

- Hệ thông phải logic, đa dạng, đầy đủ và có tính khái quát Tăng cường các bải tập trắc

nghiệm.

- Hệ thống được chia thành các dạng theo từng chủ dé, mỗi chủ đề có nhiều loại bài dé

học sinh nắm bắt vấn đề và ôn tập một cách thuận lợi.

2.5.2- Sử dụng hệ thống bài tập

Giáo viên dựa vào mục đích và đối tượng học sinh dé có kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập một cách phù hợp vả hiệu quả.

- Bai tập định tinh, bài tập thí nghiệm thường được sử dụng ở đầu tiết học dé dẫn dắt

vào kiến thức mới.

- Bài tập định lượng, trắc nghiệm được sử dụng ở cuối tiết học, trong giờ bai tập nhằm

củng cô, luyện tập, kiểm tra mức độ năm vững kiến thức của học sinh

Giáo viên can chú ý phân cấp hệ thống bài tập theo từng đối tượng học sinh Đối vớihọc sinh trung bình chỉ cần dùng những bài tập vận dụng, còn các học sinh khá - giỏi thi cần

thêm những bài tổng hợp, sáng tạo.

2.5.3- Nhiệm vụ, yêu cầu đối với người giáo viên trong giảng day bài tập

2.5.3.1- Nhiệm vu

Đề ra kế hoạch giảng day cụ thẻ, dự tính kế hoạch cho toàn bộ công việc vẻ bao tập, về

từng đề tải, với từng tiết học cụ thê

Lựa chon và chuẩn bị các dang bai tập:

- Bài tập nêu van dé dé sử dụng trong các tiết học kiến thức mới nhằm kích thích hứng

Sắp xếp các bài toán đã lựa chọn thành một hệ thông, định rõ kế hoạch và phương pháp

sử đụng trong tiền trình day học

Giúp học sinh biết cách vận dụng kiến thức dé giải quyết những van đề được đặt ra, rèn

luyện cho học sinh kĩ năng giải những loại bai tap cơ bản thuộc những phan khác nhau của chương trình vật lý phô thông.

Đặc biệt coi trọng việc rèn luyện tư duy va đảm bảo tính tự lap, hình thành phong cách

nghiên cứu, phương pháp nhận thức khoa học của học sinh.

2.5.3.2- Yêu cầu

Người giáo viên cần phải:

- Giải được bải tập.

- Có những hiểu biết khoa học cụ thê, phải biết tư duy, phân tích một cách khoa học

phương pháp giải bai tập.

- Biết cách đưa ra những định hướng nhận thức cho học sinh.

- Can tạo được không khí học tập: không khí vật lý (Ánh sáng, âm thanh, ), không khí

tâm lý (Lời nói, thái độ, cách vào bai, chuyển mục )

- Phát triển tư duy thông qua giảng day bài tập, bỏ sung kiến thức và giúp học sinh nhận thức theo hướng nhận thức của các nhà khoa học.

- Phát triển tư duy bằng việc sử dụng tri thức, mở rộng và tỉnh lọc kiến thức trong việc

giải bài tập.

- Sử dung những câu hỏi dam bảo tính khoa học dé dién đạt chính xác ý định cần hỏi, đảm bảo phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh.

- Cá biệt hóa đối tượng học sinh bằng cách thay đôi linh hoạt:

+ Mức độ yêu cầu của bài tập: Mức độ trừu tượng của đề bài; loại van dé cần giai

quyết; phạm vi và tinh phức hợp của số liệu cần xử lý; các phép bien đôi toán học, phạm vi

các kiến thức, kĩ năng cần sử dung

+ Số lượng bài cần giải

+ Mức độ tự lực trong quá trình giải.

- Có những hiểu biết về đặc điểm của các kiều hướng dẫn giải bài tập dé áp dụng phù

hợp, hiệu quả cho các mục đích sư phạm khác nhau.

CHƯƠNG 3: VẬN DỤNG

3.1 TÓM TAT LÝ THUYET

3.1.1- Mục tiêu

Định nghĩa được hiện tượng và phát biéu được các định luật quang điện.

Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng

Nhận biết được lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của quang trở và pin quang điện

Nêu được các ứng dụng của hiện tượng quang điện trong.

Định nghĩa được hiện tượng quang - phát quang: huỳnh quang va lân quang và dùng thuyết lượng tử ánh sáng đề giải thích các hiện tượng đó.

Phát biểu hai tiên đề Bohr vả giải thích sự tạo thành quang phô phát xạ và quang phd

hap thụ của nguyên tử hydro.

Nêu được định nghĩa đặc điểm, nguyên tắc cầu tạo của Laser.

Các định luật quang điện Hiện tượng

quang điện ngoài [ quang |

3.1.2- Cấu trúc chương trình

Hiện tượng

-quang điện trong Pin -quang điện

Hiện tượng Hiển tương lân quang

quang phát quang

Hiện tượng huỳnh quang

Quang phé vạch của

nguyên tir hydro

Theo thuyết lượng tử, các nguyên tử hay phan tử vat chat không hap thụ hay bức xa

Mẫu nguyên từ Borh

Sơ lược về Lazer |

3.1.3- Tóm tắt lý thuyết

3.1.3.1- Lượng tir ánh sáng

ánh sáng một cách liên tục, mà thành từng phan riêng biệt, đứt quãng Mỗi phan tử đó mang

một năng lượng hoàn toàn xác định.

h = 6,625.10 J.s: Hang số Planckƒ: Tan số sóng ánh sáng A: Bước sóng ánh sáng

c= 3.10” m/s: Vận tốc ánh sáng trong chân không

Mỗi phan tử ánh sáng được gọi là lượng tử ánh sáng, hay photon Như vay, chùm ánh

sáng được xem như một chùm các photon.

3.1.3.2- Hiện tượng quang điện

Là hiện tượng khi chiều một chùm sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào một tam kim loại thi nó làm cho các electron ở trong kim loại đó bi bật ra Các electron bat ra gọi là

các electron quang điện.

3.1.3.3- Các định luật quang điện

Định luật thứ nhất: Đôi với mỗi kim loại, hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước

sóng ánh sáng kích thích nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng Ay, Ay được gọi là giới hạn quang

điện của kim loại đó.

A: Công thoát của electron.

Định luật thứ 2: Cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ cham

sáng kích thích.

Inn = Noe

n,: Số electron bật ra khỏi catod va đi tới anod mỗi giây

e= 1,6 10?C: Điện tích nguyên tôĐịnh luật thứ 3: Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào

cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và

bản chất kim loại dùng làm catod

Wyo =o =e,

max 2

m = 9,1 ,10”” kg: Khối lượng của electron

Uạ: Độ lớn của hiệu điện thé hãm 3.1.3.4- Công suất của bức xa roi vào catod

nạ: Số photon ứng với bức xạ À đập vào catod trong 1 giây

AW, = AS — SMV = EU = CUn = Waemax(ma —”

« Dieu kiện đẻ triệt tiêu dong quang điện: Uy, < -U¿

3.1.3.6- Điện thế cực đạiKhi hiện tượng quang điện xảy ra thì các quang electron bứt ra khỏi tam kim loại cô lập

làm tắm kim loại tích điện dương và tạo | điện thế V cho tắm kim loại Xung quanh tam kim

loại xuất hiện điện trường, tác dụng lực điện trường lên quang electron, Số quang electron bịbit ra càng nhiều thì điện trường này càng lớn, va lực điện trường cũng lớn dân Đến một

lúc nào đó khi các electron bứt ra đều bị lực điện trường kéo trở lại tam kim loại ké cả các

quang clectron có vận tốc cực đại thì tam kim loại tích điện tích dương lớn nhất vả có điệnthế cực đại Áp dụng định lý động năng:

AW, =AS —Z mv =~eV_ —=V_0 tá tra trúc =— tt

n„: Số electron bật ra khỏi kim loại trong mỗi giây

Np! Số photon chiếu tới kim loại trong mỗi giây.

3.1.3.9- Tia Roéntgen

Tia Roéntgen là sóng điện từ có bước sóng ngắn, trong khoảng từ 10° m (tia Roéntgen

mềm) đến 10” m (tia Ro&ntgen cứng) Nó được phát ra do chùm electron có vận tốc lớn

(chùm tia catod) tới đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn dùng làm đối catod (platin, vonfram, ) (Hình 3.1)

Dong electron

Hình 3.1- Mo hình ống Roéntgen

Đặt vào anod va catod của ống một hiệu điện thể U Electron chuyên động trong điện

trường, bị lực điện trường tác dụng lên một công dương.

Áp dụng định lý động năng ta có: Wg - Wao = eU

Vi vận tốc ban đầu của các electron khi birt ra khỏi catod thường nhỏ hơn rat nhiều so

với vận tốc của electron đập vào đối catod nên Wy >> Wyy Thông thường, ta bỏ qua động

nang ban đầu của chùm electron =>W¿= eU

Động năng của chùm clectron đến đập vào đối catod một phân tạo thành tia X có nănglượng hf, một phan làm nóng đối catod Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

tacó: Wy=hf+Q

- Nếu toàn bộ động năng này chuyên thành năng lượng của tia Roéntgen thì tia

Roéntgen có tan số lớn nhất ứng với bước sóng nhỏ nhất thỏa :

Hf =W, =eU =f, 2S ; nướng an:

h ts eU

- Nếu toàn bộ động năng này chuyển thành nhiệt lượng làm nóng đỗi catod thi:

Q=W¿=cU

3.1.3.10- Mẫu nguyên tử Bohr

- Hai giả thuyết (tiên đè) BohrGiả thuyết 1: Nguyên tr chỉ tồn tại ở những trang thái có nang lượng xác định E;,

E¿, gọi là các trạng thái dừng Ở các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng.

Bình thường nguyên tử ở trạng thái cơ ban, có năng lượng thấp nhất

* Dối với nguyên tử hydro, năng lượng cúa nguyên tử ứng với trạng thái dừng thứ n:

E,= hy) n=] 2.3)

n

Gia thuyết 2: Khi nguyên tử chuyền từ trang thai dừng có năng lượng E,, sang E„ (Eq,

> Ea) thi nguyên tử phát ra một photon có năng lượng đúng bang hiệu E,,,-E, €=hfin

= En — E,

fron? Tan số sóng ánh sáng ứng với photon đó.

Ngược lại, nêu nguyên tử đang ở trạng thái đừng có năng lượng E„ thấp mà hap thụđược một photon có năng lượng hf„„ đúng bằng hiệu Ey, — E„ thì nó chuyền lên trạng thái

dừng có năng lượng E,, lớn hơn.

- Hệ qua quan trong

Trong các trạng thái dừng, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ

đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.

Đối với nguyên tử hydro, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ bình phương các số nguyên liên tiếp:

3.1.3.11- Quang phố vạch của nguyên tử Hydro

Quang phố vạch của nguyên tử hydro gồm nhiều day vạch xác định, tách rời nhau Có

nhiều day quang phô trong chương trình trung học phô thông chỉ tìm hiểu về 3 day: Lyman,

sự chuyển nguyên tử từ trạng thái có mức năng lượng lớn hơn về trạng thái có mức năng

lượng E>.

- Dãy Paschen gồm các vạch năm trong vùng hồng ngoại Các vạch trong dãy Paschen được tạo thành khi electron chuyên từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M, ứng với nguyên

tử chuyên từ trạng thái có mức năng lượng lớn hơn về trạng thái có mức năng lượng Ea.

* Công thức thực nghiệm xác định bước sóng bức xạ do nguyên tử phát ra:

1 l= _ =)

Aan m n

Hình 3.2- Sơ đồ quang phổ vạch của nguyên tử hydro.

3.2- HỆ THÓNG BÀI TẬP

3.2.1- Bài tập định tính

Bai 1 Trong thí nghiệm đối với một tế bào quang điện, kim loại ding làm catod có

bước sóng giới han Ao Khi chiếu lần lượt các bức xạ có bước sóng Ay < À¿ < Às < Ao thì do được hiệu điện thé ham tương ứng là Un), Uno, Un3 Nếu chiếu đồng thời cả ba bức xạ trên thì hiệu điện thế hãm của tế bào quang điện là bao nhiêu?

Bài 2 Dựa vào đồ thị hình 3.3, hãy so sánh công thoát Natri va Kali.

Vôn-Ampe (Hình 3.4) Hãy so sánh 4,,4, và J¡, Jo,

Bai 5 Khi chiếu bức xạ kích thích 2 qua một lượng khí hydro ở trạng thái cơ bản ta thấy chất khí phát ra ba bức xạ đơn sắc với bước sóng khác nhau Trong ba bức xạ đó chỉ có một bức xạ thuộc ánh sáng khả kiến Ánh sáng đó có màu gì?

3.2.2- Bài tập định lượng

3.2.2.1 Chủ đề 1 - Hiện tượng quang điện Vấn đề 1: Xác định các đặc trung cua kim loại (Ao, A); electron quang điện (Waomax? Vomax); dòng quang điện (Ip); U;,); điện thế cực đại.

Bài 1 Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 um vào bề mặt catod của một tế bào quang điện, ta được một dòng quang điện bão hòa có cường độ 1 Có thể làm triệt tiêu dòng điện

này bằng hiệu điện thế hãm 1,26 V Tìm giới hạn quang điện của kim loại làm catod.

Bài 2 Chiếu một bức xạ có bước sóng 0,390 um lên catod của một tế bào quang điện thì hiệu điện thế hãm là 0,76 V Nếu thay bức xạ kích thích trên bằng bức xạ có bước sóng

0,550 ym thì vận tốc ban đầu cực đại của electron lúc này bằng bao nhiêu?

Bài 3 Người ta chiếu ánh sáng có bước sóng 0,450 pm vào hai tế bao quang điện có công thoát 4,14 eV và 2,70 eV Tính hiệu điện thế him của mỗi tế bào quang điện.

Bai 4 Giới hạn quang điện của rubi là 0,810 um Nếu bước sóng tới giảm bớt dA thì phải tăng hiệu điện thé hãm lên 0,15 V Tính dA?

Bài 5 Biết công thoát của đồng là 4,47 eV.

a Hỏi khi chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 0,140 um vào một quả cầu đồng cô lập về điện thì quả cầu đạt điện thế cực đại bằng bao nhiêu?

b Thay đổi bức xạ kích thích chiếu vào qua cầu đó đề điện thé cực đại đạt được là V’ = 3V Tính bước sóng kích thích và động năng ban đầu của electron quang điện?

Vấn đề 2: Công suất bức xạ và hiệu suất lượng tử.

Bài 6 Chiếu một ánh sáng có bước sóng 0,489 pm lên catod của một tế bào quang điện

thì hiệu điện thế hãm là 0,39 V; dòng quang điện bão hòa là 5 mA và công suất ánh sáng chiếu tới là 1,25 W Hãy tìm hiệu suất lượng tử.

Bài 7 Chiếu bức xạ kích thích có bước sóng 0,300 um và cường độ 3 W/m’ vào bề mặt

một kim loại Tính số quang electron phat ra trên một đơn vi diện tích trong một đơn vi thời gian Biết hiệu suất lượng tử là 5%.

Bài 8 Chiếu bức xạ có tần số 6,25.10'' Hz lên catod của một tế bào quang điện có giới

hạn quang điện là 0,576 um Hãy tính công suất bức xạ chiếu tới catod, biết số điện tử bật ra

khỏi catod trong một giây là 5,25.10'° hạt, bằng 20% số photon đập vào catod trong I giay.

Bài 9 Chiếu bức xạ có bước sóng 0,450 um vào catod của một tế bào quang điện ta được dòng quang điện bão hòa i Biết cứ 5 photon đập vào thì có 1 electron bị but ra khỏi

catod Nếu mỗi giây có 3,06.10'? photon chiếu đến thì cường độ dòng quang điện bão hòa

thì công suất bức xạ của nguồn là bao nhiêu?

Vẫn đề 3: Chuyển động của electron quang điện trong điện trường và từ trường.

Bài 10 Catod của một tế bao quang điện được phủ một lớp cesi, có công thoát 1,9 eV Chiếu lên catod một chùm sáng đơn sắc bước sóng 0,560 um Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các quang electron quang điện va hướng nó vào từ trường đều có B vuông góc

với vectơ vận tốc của quang electron, và độ lớn 6,1.10° T Xác định bán kính quỹ đạo cực đại của các quang electron đi trong từ trường.

Bài 11 Tính từ trường cần thiết để uốn cong quỹ đạo theo một bán kính 20 em của các quang electron trên bề mặt kim loại bari phát ra dưới tác dụng của ánh sáng kích thích có

bước sóng 4000A° Cho công thoát của bari là 2,5 eV và vận tốc của quang electron vuông

góc với cảm ứng từ B.

Bài 12 Một điện cực phẳng bằng nhôm được roi bởi bức xạ bước sóng 83 nm.

a Quang electron có thể rời xa khỏi bề mặt kim loại một khoảng tối đa là bao nhiêu nếu bên ngoài điện cực có một điện trường cản là 7,5 V/cm? Cho biết giới hạn quang điện

của nhôm là 332 nm.

b Nếu không có điện trường hãm, và điện cực được nối đất qua điện trở 1MQ thì dòng

điện cực đại qua điện trở (đạt được khi chùm sáng đủ mạnh) là bao nhiêu?

Bài 13 Anod của một tế bao quang điện là tam kim loại phăng, đặt đối diện và cách catod 1 cm Thiết lập giữa anod và catod một hiệu điện thế 18,2 V và chiếu lên catod một chùm sáng hẹp có bước sóng 0,33 wm Xác định bán kính lớn nhất của vùng electron đập lên

anod.

Van đề 4: Xác định hằng số Plank.

Bài 14 Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,236 um vào catod của một tế bào quang điện

thì hiệu điện thé hãm là 2,749 V Khi chiếu bức xạ 0,138 um thì hiệu điện thé hãm là 6,487

V Hãy xác định hằng số Plank.

Bài 15 Người ta rọi vào catod của một tế bào quang điện các bức xạ kích thích đơn

sắc Với bức xạ có tần số 2,200.10'° Hz thì có hiệu điện thế ham Uy Khi dùng bức xa tan số 2,538.10'° Hz thì hiệu điện thế ham tăng thêm 1,4 V Hãy xác định hằng số Plank.

3.2.2.2- Chú đề 2: Ong Roéntgen Van đề 1: Tinh bước sóng nhỏ nhất- tan số cực đại.

Bài 1 Trong một ống Roẽntgen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi 2.10” V giữa 2 cực Tính tần số cực đại của tia Roẽntgen.

Bai 2 Một ống Roẽntgen phát được bức xạ có bước sóng nhỏ nhất 5A° Dé tăng độ

cứng của tia Roéntgen, người ta cho hiệu điện thế giữa 2 cực tăng thêm 500 V Tính bước sóng ngắn nhất của tia Roéntgen phát ra khi đó.

Van đề 2: Cường độ dòng điện - Hiệu điện thé trong ống Roéntgen

Bài 3 Trong một phút người ta đếm được 6.10 electron đập vào đối catod Tính cường

độ dòng quang điện trong ống Roéntgen.

Bài 4 Khi tăng hiệu điện thé của một ống Roẽntgen lên 1,5 lần thì bước sóng cực tiểu của tia X biến thiên 26 pm Hãy xác định hiệu điện thế ban đầu của ống.

Vẫn đề 3: Thông số của chùm electron

Bài 5 Electron trong đèn hình của một tivi màu được gia tốc với một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 18 kV Hãy tính vận tốc cực đại của electron khi va đập

3.2.2.3- Chủ đề 3: Mẫu nguyên tử Bohr-Quang pho vạch của nguyên tử hydro

Van đề 1: Năng lượng của nguyên tử hydro ở các trạng thái dừng

Bài 1 Xác định độ biến thiên năng lượng của electron trong nguyên tử hydro khi nó chuyên từ mức M về mức K.

Bài 2 Khi chiếu lần lượt vào nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản các bức xạ mà photon có năng lượng 6 eV; 12,75 eV Trong mỗi trường hợp đó, nguyên tử hydro có hấp thụ photon hay không? Và nếu có thì nguyên tử hydro sẽ chuyên sang trạng thái có năng

lượng là bao nhiêu?

Bài 3 Biết bước sóng dài nhất trong dãy Lyman là 1215 A”, bước sóng ngắn nhất trong

dãy Balmer là 3650 A” Hãy tính năng lượng ion hóa nguyên tử hydro.

Vấn đề 2: Thông số của electron: bán kính quỹ dao dừng, vận tốc chuyển động trên quỹ đạo dừng

Bài 4 Nguyên tử hydro gồm một hạt nhân và một electron quay xung quanh hạt nhân này Lực tương tác giữa hạt nhân và electron là lực Comlomb Hãy tính vận tốc electron khi

nó chuyên động trên quỹ đạo K và số vòng quay của electron trong một đơn vị thời gian.

Bài 5 Photon có năng lượng 16,5 eV làm bật electron ra khỏi nguyên tử hydro ở trạng

thái cơ bản Tính vận tốc cực đại của electron khi rời khỏi nguyên tử hydro.

Vấn đề 3: Quang phổ vạch của nguyên tử hydro Bài 6 Khi kích thích nguyên tử hydro ở trạng thái cân bằng bằng việc hấp thụ photon

có năng lượng thích hợp, bán kính quang phổ dừng của quang electron tăng lên 9 lần Tim

các bước sóng của bức xạ mà nguyên tử có thê phát ra.

Bài 7 Những vạch quang phổ nào có thé xuất hiện khi dùng chùm electron có năng lượng 12,5 eV bắn phá các nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản.

Bài 8 Cho một chùm electron bắn phá vào nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản dé kích thích chúng Chùm electron phải có vận tốc cực tiêu bằng bao nhiêu dé có thé làm xuất hiện

tat cả các vạch của quang phô phát xạ của nguyên tử hydro.

Bài 9 Dùng electron bắn vào nguyên tử hydro để kích thích nó Muốn thu được 3 và chỉ 3 vạch phát xạ thì động năng ban đầu của electron phải bằng bao nhiêu? 3 vạch đó thuộc dãy nào? Có bước sóng bằng bao nhiêu?

Bài 10 Áp dụng công thức thực nghiệm hãy cho biết:

a Bước sóng dai nhất của dãy Lyman và bước sóng ngăn nhất của day Balmer.

b Vạch có bước sóng 102 nm ứng với sự chuyên giữa các mức nào?

Bài 11 Bước sóng của vạch phô thứ nhất trong dãy Lyman là 0,122 pm và 2 vạch đầu

trong dãy Balmer là 0,656 um; 0,486 um Hãy tìm bước sóng của vạch thứ 2 trong dãy

Lyman và vạch đâu tiên của dãy Paschen.

3.2.3- Bài tập thí nghiệm

Bài 1 Trong thí nghiệm với tế bào quang điện có catod làm bằng cesi công thoát 1,9 ev; khi chiếu ánh sáng từ nguồn đơn sắc x thì xảy ra hiện tượng quang điện Bằng các dụng cụ: Vôn kế, điện ké, nguồn điện một chiều, biến trở; hãy xác định bước sóng của ánh sáng

kích thích.

Bài 2 Với các dụng cụ: nguồn sáng, kính lọc sắc, vôn kế, điện kế, nguồn điện một

chiều, biến trở; hãy xác định kim loại làm catod của một tế bào quang điện.

3.2.4- Bài tập trắc nghiệm 3.2.4.1- Câu hỏi định tính Câu 1: Chiếu ánh sáng tử ngoại vào bê mặt catot của 1 tế bào quang điện sao cho có electron bứt ra khỏi catot Cách nào dưới đây không thé làm tăng động năng ban dau cực

dai cua elctron but khỏi catod?

A Thay ánh sáng tử ngoại bang tia X.

B Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng khác có bước sóng nhỏ hơn.

C Thay ánh sáng tử ngoại bằng ánh sáng khác có tần số lớn hơn.

D Vẫn dùng ánh sáng trên nhưng tăng cường độ sáng.

Câu 2: Chiếu một bức xạ có bước sóng  vào một dam khí hydro ở trạng thái cơ bản thì thay đám khí này có thể phát ra toi da 3 vạch quang phố A, <Az <A3 A có giá trị bằng

bao nhiêu ?

A.A= A, B.A SA,

C.Â= 4; D.A SA;

3.2.4.2 Cau hỏi định lượng

Câu 3: Catod của tế bào quang điện làm bằng vonfram có công thoát bằng 7,2.10”° J.

Giới hạn quang điện của vonfram là

A 0,475 um B 0,425 um

C 0, 375 um D 0,276 um

Câu 4: Vach thứ hai của dãy Lyman có bước sóng 0,102 wm Biết năng lượng can thiết toi thiểu dé birt electron ra khỏi nguyên tử hydro từ trạng thái cơ bản là 13,6 eV Bước sóng ngắn nhất của vạch quang phổ trong dãy Paschen là

A 0,048 um B 0,832 um

C 0,072 um D 1,866 um

3.3- HUONG DAN VA GIAI

3.3.1- Bai tap dinh tinh Bài 1 Bai tap doi hỏi hoc sinh phải hiểu được sự phụ thuộc của hiệu điện thế hãm vào bước sóng của bức xạ kích thích Bài tập giúp học sinh củng cố, khắc sâu kiến thức Giáo viên có thé sử dụng trong phan củng cô sau bài học.

- Tóm tắt:

Chiếu lần lượt Ay < %2 < À¿ < xo >Uii, Uno và Uns Nếu chiếu đồng thời cả Ay <A2 < 1a PU =?

- Hướng dẫn:

Giáo viên Học sinh

(1) Điều kiện để dong quang điện| (1) Ug<-U¡

bị triệt tiêu (2) U¡ tỉ lệnghịch với A

(2) Uy, phụ thuộc thế nào vào A? (3) VìAÀ¡<^Àa<^À: nên Uii>U¡z>U¡3 (3) Hay so sánh Un¡, Un¿, Uns và - | và -Uni<-U¡a<-Uùa.

Unt -Uno, -Ups (4) Khi chiêu đồng thời cả 3 bức xa, (4) Khi chiếu đồng thời cả 3 bức | đặt giữa catod và anod hiệu điện thế U = -

xạ, đặt giữa catod và anod hiệu điện | Uạs thì bức xạ A2, À¡.có thé gây ra hiện

thế U = -U¡¿ thì bức xạ nao có thể gây | tượng quang điện

ra hiện tượng quang điện? (5) Giảm U= -U¡¿ thì bức xa A, có thé (5) Giảm U = -U;; thì bức xạ nào | gây ra hiện tượng quang điện

có thé gây ra hiện tượng quang điện? | (6), Giảm U = -Uj¡ thì không bức xạ

(6) Giảm U = -Uji; thi bức xạ nào | nào có thể gây ra hiện tượng quang điện.

có thể gây ra hiện tượng quang điện?” | (7) U, = Un3

(7) Vay Uy =?

- GIải:

= =A+W„„ =A+eU, > Up tỉ lệ nghịch với À

Vì ÀA¡<Àa<Àa¿ => Ủi¡b>Up¿>D¡a và -Uns<- Upr<-Up3

Khi chiếu đồng thời cả 3 bức xạ, đặt giữa catod và anod hiệu điện thé U = -U¿¡ thì bức

xạ Aj, Ao có thé gây ra hiện tượng quang điện Giảm U = -Uạ¿ thì chi có bức xa A, gây ra

dòng quang điện Và khi U = -Uạ¡ thì không có bức xạ nào có thé gây ra hiện tượng quang điện — Hiệu điện thế hãm trong trường hợp nay Uy, = -Un.

Bai 2 Bai tập don giản, giúp hoc sinh củng có, khắc sâu TM

kiến thức và rèn luyện khả năng nhận biết đồ thị Giáo viên có

thé sử dụng trong phần củng cô sau bài học.

- Tóm tắt:

Dựa vào đồ thị đã cho — so sánh A „ fo Íqư (Hz)

- Hướng dan:

Giáo viên Học sinh

(1) Ao tươngứng ƒocó ý nghĩa gi? |(1) Ao là giới hạn quang điện.

(2) ƒ va A liên hệ với nhau qua 0) pol

công thức nao?

(3) Hãy so sánh Apy và Àox (3) fow < Sox > Aon > Aox

(4) Ao và A liên hệ với nhau qua | (4) AT

công thức nào?

3) A >

(5) So sánh Ay va Ax (5) on > Ann => Án < Aox

nay trong phan củng cô sau bài học hoặc đê kiêm tra miệng.

- Tóm tắt:

Dòng quang điện có thê triệt tiêu với hiệu điện thé Ua, > 02

- Hướng dẫn:

(1) Khi đặt vào một hiệu điện thê thì giữa catod và anod xuất hiện môi

Điện trường nay có tác động gi

Khi Ua>0 thì lực điện trường

Các quang electron sẽ chuyển

Dòng quang điện có thể bị triệt

(1) Khi đặt vào một hiệu điện thé thì giữa catod và anod xuất hiện một điện

chuyên động với vận tôc lớn hơn sang

Điện trường này gây ra lực điện

Khi UAx>0 thì lực điện trường nay

Các quang electron được gia tốc,

Khi đặt một hiệu điện thé U vào giữa catod va anod thi giữa chúng xuất hiện điện

trường gây ra lực điện trường tác dụng lên quang electron, khi U,,>0 thì lực điện trường

này có hướng từ catod sang anod (KA) Các electron được gia tốc, chuyên động với vận

15 phái.

- Tóm tắt:

Dựa vào đồ thị, so sánh 4,,4;, 4„; và Jị, Jo,

- Hướng dẫn:

Giáo viên Học sinh

(1) Hay xác định -Uj¡ ;- Uno son | (1) Xác định -U¡;: ;- Uno ston ; Ion trên

: lụa trên đồ thị đồ thị.

(2) Uy, liên hệ với A như thé nào? | (2) Uj tỉ lệ nghịch với A.

(3) So sánh Uy, và Upp (3) -U¡¡ >- Uno nên Up, < Uno

(4) So sánh ^À¡ và A> (4) ^¡>^¿.

(5) Ibn tỉ lệ như thé nào với J? (5) I,, tỉ lệ thuận với J.

(6) Sosanh J, và J> (6) Ibn > lona nên J > J

- GIải:

Theo phương trình Einstein thi:

= =A+Waomm =AteU, > U¡ tỉ lệ nghịch với A.

Vì -U¡¡ >- Uno nên Ủạ¡ < Uụ¿ —=^À¡>À¿.

Cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ ~Ui2~Uj° Ua W)

thuận với cường độ chum sang kích thích ma Ip; > Ipn2 nên J, > Jp.

Bai 5 Bai tập khá khó, đòi hỏi học sinh phải vận dung linh hoạt nhiều kiến thức về quang phổ của nguyên tử hydro Bài tập giúp học sinh củng có kiến thức, rèn luyện khả năng phân tích, tong hợp và phát triển khả năng tư duy Giáo viên nên sử dung dé rèn luyện, nâng cao kiến thức cho học sinh.

- Tóm tắt:

Chiếu bức xạ kích thích A qua một lượng khí hydro ở trạng thái cơ bản > phát ra ba bức xạ

đơn sắc, có một bức xạ thuộc ánh sáng khả kiến Ánh sáng đó có màu gì?

- Hướng dẫn:

Giáo viên Học sinh

() Nguyên tử ở trạng thái cơ bản muốn (1) Nguyên tử phải nhảy lên

phát ra 3 bức xạ đơn sắc thì phải nhảy lên mức | mức kích thích thứ 2, quỹ đạo M.

kích thích nào? (2) Vẽ sơ đồ.

(2) Vẽ sơ đồ quang phổ vạch của nguyên tử | (3) Ánh sáng khả kiến thuộc

hydro dãy Balmer.

(3) Day nào cĩ chứa bức xạ là ánh sáng khả | (4) Electron chuyền từ các quỹ kiến? đạo ngồi về quỹ đạo L.

(4) Day Balmer được tạo thành khi electron|(5) Vach Aw, thuộc dãy

chuyển từ các quỹ đạo ngoai về quỹ đạo nào? | Balmer.

(5) Vạch nao thuộc day Balmer? (6) Buc xạ này là bức xạ H(œ)

(6) Bức xạ đĩ cĩ màu gì? cĩ màu đỏ.

- GIải:

Nguyên tử ở trạng thái cơ bản hấp thụ các photon M

kich thich, muén phát ra được 3 bức xa đơn sắc thì |

nguyên tử phải nhảy lên mức kích thích thứ 2, quỹ đạo L

M.

Ỷ K

Bức xạ là ánh sáng khả kiến thuộc dãy Balmer.

- Amik ALK AIL.

Day Balmer được tao thành khi electron chuyên từ các

quỹ đạo ngồi về quỹ đạo L Vậy vạch ánh sáng khả kiến là vạch Ayg Đây chính là bức xạ

H(œ) cĩ màu đỏ.

3.3.2- Bài tập định lượng

3.3.2.1- Chủ đề 1: Hiện tượng quang điện

Vấn đề 1: Xác dinh các đặc trưng cua kim loại (Ao, A); electron quang điện (WàmaX;

Vomax ); dong quang điện (iụ„; Un ); điện thế cực đại

* Phương pháp giải chung

Áp dụng linh hoạt các cơng thức:

+ Giới hạn quang điện: Ay = "

A ⁄ he + Cơng thốt electron: A= 2

0

Áp dung cơng thức Einstein:

he he he 1 4

E =A + Woo max => A= A Weomax = A 2 MVo max

+ Động năng ban đầu cực đại của electron: Wyo = ae =eU,

i ^ rp: _ he he

Ap dụng cơng thức Einstein: 7" A+W => Waomax = 77 A

tn gta hae Wom mv

+ Hiéu dién thé ham: U, =e =

e 2e

5A A h Woo max MVo max

+ Dién thé cuc dai: Vinax = = 5

e 2

* Hướng dan và giải

Bài 1 Bai tập ở mức độ vừa phải, rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng linh hoạt

các công thức của hiện tượng quang điện và phương trình Einstein Giáo viên có thể sử dụng dé cung cố sau bài học hoặc tiết bài tập.

0 = 0,405 um = 0,405.10” m

U¿ = 1,26 V

a Vomax = ? b Ap =?

- Các mối liên hệ cần thiết lập

Ta có thê tìm giới hạn quang điện qua công thoát:

Công thoát được xác định bằng phương trình Einstein:

fe — AWy = af đ0max  dD

đ0max

Động năng ban đầu cực đại được tính bằng: Weomax = eÙạ (IIT)

- So đồ tiến trình giải: (HD > (ID > @)

Công thức nào tinh A,?

Có thể tính A dựa vào phương

Công thức tính Waomax theo U;,?

- Các môi liên hệ cân thiết lập:

V’ omax được xác định bằng phương trình Einstein đối với À”:

he 1 2 (he

LV =A + nu, = Vomax = m Zz 4) (I)

Công thoát A được tinh bằng phương trình Einstein đối với A:

he he

7 =A+Waomax = A= 7 —Woomax 09)

W aomax được tinh bang công thức: Waomax = CUn (HD

- Sơ đồ tiến trình giải: (ID > dD > ()

- Hướng dan:

Giáo viên Học sinh

(1) Tìm v’omax thông qua phương he _ A+ Ty

trình ? a 7 ? -_

(2) A có thé tinh nhờ phương trình ` - T4)

Einstein viét cho bức xạ kích thích nào?

(3) Dùng công thức nào để tìm| 2) “ =A+Wyomx > A= “Wop

Waomax (3) Waomax = €Un

Động năng ban dau cực dai của electron ứng với bước sóng A:

Womax = eUạ = 1,6.10°'°.0,76 = 1,216.10'' (J)

Cong thoat cua electron:

dung dạng bài tập này dé củng cố sau bài học.

- Tóm tắt:

1 = 0,405 um = 0,405.10” m

A, =4,14eV =4,41.1,6 10° J A> = 2,70 eV = 2,70.1,6 10° J

Un=? Unpm=?

- Các môi liên hệ cân thiết lập:

Điều kiện dé hiện tượng quang điện xảy ra: Â < A,

(D

Tính giới hạn quang điện của thông qua công thoát: 4, = “

Xác định hiện tượng quang điện xảy ra đối với tế bào quang điện nào (ID) Với tế bào quang điện thỏa điều kiện, hiệu điện thé ham được tinh bằng công thức:

cỦn = W domax (HD

Có thé tim động năng ban đầu cực đại bằng phương trình Einstein:

h h

aA: + Waomax => Waomax == 4, (IV)

- Sơ đồ tiến trình giải: (D > (ID) > (V) > (ID

- Hướng dan:

Giáo viên Học sinh

(1) Điều kiện xảy ra hiện tượng| (1) 24<4,

quang điện he

(2) Công thức tinh Xo oA

(3) Uy được tinh bang côngthức? |(3) eUn = Weomax

Vì 2 < Ä¿,; 4 > Ay, nên hiện tượng quang điện chỉ xảy ra với tế bào quang điện 2.

Động năng ban đầu cực đại của electron trong tế bào quang điện 2:

- Các môi liên hệ cân thiệt lập:

Cần tính dA với đữ kiện là dU, > tìm mối liên hệ giữa 2 và Up.

Có thé tìm 2 qua phương trình Einstein:

Hiệu điện thế hăm ứng với bước sóng À thỏa: eDu = Waomax (VI)

Ta tim dong nang ban dau cuc dai thong qua phuong trinh Einstein:

“aA +W„ DW, =4 (VI)đ0max đ0max tì

- Sơ đồ tiền trình giải: (V)— (VID (VŨ — () > (II) — GID — (IV)

- Hướng dẫn:

Giáo viên Học sinh

() Từ phương trình Einstein, hãy (1) he _ A+W,, 3 A= he

(2) Waomax liên hệ với Uy bằng công | 2)» Waoma = €Un

(6) Uj, thỏa phương trình nào? G) ~ A,

(7) Weomax tinh duoc nhờ (6) eUy= Waomax

phuong trinh nao? he he

—34 8

A= A+ Won => Waomax = _ A= ea 2,45.10°” = 2,52.10°'°(J)

Theo phuong trinh Einstein: ne 8 A +Waomax = 4 = he

A A + Woomax