TÌM HIỂU CA DAO, TỤC NGỮ VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG HÓA HC XẢY RA TRONG THỰC TẾ ĐỂ GIẢNG DẠY HÓA HC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG TRUNG HỌC

Xây dựng thư viện các hình ảnh Để xây dựng thư viện các hình ảnh nhằm trực quan hóa các TN trong việc giảng dạy phần Quang học VL THCS, chúng ta có thể xây dựng các hình

BÁO CÁO ĐỀ DẪN HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

KHOA TỰ NHIÊN – KỸ THUẬT LẦN THỨ 6

Trần Đức Sỹ

Bí thư Đoàn trường - Bí thư LCĐ khoa Tự nhiên – Kỹ thuật

Liên tục trong những năm qua, phong trào sinh viên nghiên cứu khoa học của khoa Tự Nhiên – Kỹ Thuật có những bước phát triển mạnh mẽ Hội nghị khoa học sinh viên đã trở thành một hoạt động khoa học truyền thống hằng năm của Khoa Số lượng, chất lượng của các đề tài nghiên cứu không ngừng được tăng lên

Có được sự phát triển mạnh mẽ phong trào nghiên cứu khoa học, bởi sinh viên đã hiểu được rằng: nghiên cứu khoa học không chỉ là hoạt động giúp chính sinh viên rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo, mà còn là hoạt động thiết thực, bổ ích giúp sinh viên tổng hợp các kiến thức đã học để tạo ra các sản phẩm có khả năng ứng dụng thực tiễn Các báo cáo gửi về Hội nghị lần này đều tập trung vào những vấn đề mang tính thiết thực nhất về các chuyên ngành mà sinh viên đang theo học và nghiên cứu Đặc biệt, năm nay các đề tài tập trung vào các chuyên ngành Kỹ thuật Điện – Điện tử, ngành xây dựng … nhằm vạch ra hướng đi mới, phù hợp với đặc thù của khoa, và cũng chính là sự định hướng phát triển của trường Đại học Quảng Bình trong những năm tới Tuy những ứng dụng của các đề tài nghiên cứu trong dạy học còn chưa được chú trọng để khai thác triệt để, nhưng ngoài các đề tài nghiên cứu về lý thuyết, có nhiều đề tài nghiên cứu về thực nghiệm rất công phu, tạo nên được những sản phẩm có giá trị trong cuộc sống cũng như trong dạy và học Nếu được sử dụng và khai thác hợp lý, có thể chúng sẽ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, đặc biệt là ứng dụng trong

thực tiễn Như đề tài:“Tổng hợp chất màu cho gốm sứ trên nền khoáng Spinen Magie Ferit” thể hiện sự dày công nghiên cứu, kết quả có thể sẽ mở ra một hướng mới trong việc ứng dụng tạo màu trên nền gốm sứ Hay đề tài: “ Khảo sát, đánh giá hệ thống cấp điện và điện trở suất của đất làm cơ sở cho nghiên cứu thiết kế hệ thống điện chiếu sáng khuôn viên trường Đại học Quảng Bình” có thể sẻ là sự hỗ trợ tốt cho việc xây

dựng cảnh quan khuôn viên Nhà trường đang từng ngày xây dựng

Với những nội dung đó, Hội nghị khoa học sinh viên khoa Tự nhiên – Kỹ thuật hôm nay sẽ thành công tốt đẹp, khẳng định sự phát triển liên tục của phong trào sinh viên nghiên cứu khoa học, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo của khoa, nhà trường, đáp ứng kịp thời những đòi hỏi ngày càng cao của xã hội

Thay mặt cho tuổi trẻ khoa Tự nhiên – Kỹ thuật, tuổi trẻ trường Đại học Quảng Bình, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy – Ban Giám hiệu nhà trường, Đoàn trường Đại học Quảng Bình và các tổ chức, cá nhân trong và ngoài trường đã quan tâm

gúp đỡ, tạo mọi điều kiện để sinh viên sớm và thường xuyên được tham gia nghiên cứu khoa học Đặc biệt, xin trân trọng cám ơn các thầy, cô giáo đã tận tình hướng dẫn để sinh viên có được những thành công bước đầu như ngày hôm nay

Đại học Quảng Bình – tháng 4 năm 2013

TÌM HIỂU CA DAO, TỤC NGỮ VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG

HÓA HỌC XẢY RA TRONG THỰC TẾ ĐỂ GIẢNG DẠY HÓA

HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG TRUNG HỌC

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Lan Anh GVHD: Trần Thị Hoàn

Lê Thị Hồng Vân

Lớp: ĐHSP Hóa K52

Tóm tắt: Hóa học gắn liền với thực tế đời sống, sản xuất Đã từ lâu, cha ông ta đã đúc

kết kinh nghiệm từ đời sống, lao động sản xuất thành những câu tục ngữ, ca dao truyền từ đời này sang đời khác, cho đến nay chúng vẫn còn giá trị quan trọng Để sinh viên hiểu thêm ý nghĩa hóa học của những câu tục ngữ, ca dao này và các hiện tượng hóa học xẩy ra thường xuyên quanh các em nhằm làm tăng hứng thú học tập bộ môn hóa học ở trường THPT là một việc làm rất cần thiết.

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Hóa học là một bộ môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm Mục đích của

môn học là giúp học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh, nâng cao những tri thức hiểu biết về thế giới, con người thông các bài học, giờ thực hành của hóa học Các hiện tượng hóa học thường xuyên xảy ra trong thực tế đời sống, sản xuất và nhiều hiện tượng đã được đúc kết thành các câu ca dao, tục ngữ nói lên kinh nghiệm sản xuất của ông cha truyền lại cho con cháu Hóa học là khởi nguồn, là cơ sở phát huy tính sáng tạo về những ứng dụng phục vụ đời sống của con người, góp phần giải tỏa, xóa bỏ hiểu biết sai lệch làm ảnh hưởng đến đời sống của con người

Để đạt được mục đích của hóa học trong trường phổ thông thì giáo viên dạy hóa học là nhân tố tham gia quyết định chất lượng Do vậy ngoài những hiểu biết về hóa học người giáo viên dạy hóa học còn phải có phương pháp truyền đạt thu hút, gây hứng thú khi lĩnh hội kiến thức hóa học của học sinh, giúp học sinh hiểu biết các hiện tương hóa học xảy ra xung quanh mình, góp phần làm tăng lòng yêu thích bộ môn cho

học sinh phổ thông Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài:" Tìm hiểu ca dao, tục ngữ và các

hiện tượng hóa học xảy ra trong thực tế để giảng dạy hóa học ở trường phổ thông trung học"

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Vấn đề được giải quyết bằng cách nêu các hiện tượng thực tiễn xung quanh đời sống thường ngày sau khi đã kết thúc bài học Tạo cho học sinh căn cứ vào những kiến thức đã học tìm cách giải thích hiện tượng ở nhà hay những lúc gặp hiện tượng đó, học sinh sẽ suy nghĩ ấp ủ câu hỏi vì sao? Lại có hiện tượng đó

Trong số hàng nghìn, hàng vạn hiện tượng, tình huống thực tiễn có thể áp dụng vào quan điểm trong từng vấn đề:

Vấn đề 1 Giải thích câu ca dao:

"Anh đừng bắc bậc làm cao Phèn chua em đánh nước nào cũng trong"

Giải thích: Phèn chua là muối sunfat kép của nhôm và kali Ở dạng tinh thể ngậm 24

phân tử H2O nên có công thức hoá học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O

Phèn chua còn được gọi là phèn nhôm, người ta biết phèn nhôm còn trước cả kim loại nhôm Phèn nhôm được điều chế từ các nguyên liệu là đất sét (có thành phần chính là Al2O3), axit sunfuric và K2SO4

Phèn chua không độc, có vị chát chua, ít tan trong nước lạnh nhưng tan rất nhiều trong nước nóng Khi tan trong nước, phèn chua sẽ bị thủy phân và tạo thành Al(OH)3

ở dạng kết tủa keo lơ lững trong nước

Áp dụng:

- Đây là một ứng dụng quan trọng của phèn chua trong đời sống

Phèn chua rất cần cho việc xử lí nước đục và nước ở các vùng lũ để có nước trong dùng cho ăn, uống, tắm, giặt

- Giáo viên có thể nêu vấn đề này trong bài dạy về muối sunfat ở lớp 10, lớp 11 khi

dạy về phản ứng thủy phân hoặc về các hợp chất quan trọng của nhômNgoài ra: Vì

cục phèn chua trong và sáng cho nên đông y còn gọi là minh phàn (minh là trong sáng, phàn là phèn)

Theo y học cổ truyền thì:

Phèn chua, chua chát, lạnh lùng Giải độc, táo thấp, sát trùng ngoài da Dạ dày, viêm ruột, thấp tà Dùng liều thật ít, thuốc đà rất hay

Phèn chua làm hết ngứa, sát trùng vì vậy sau khi cạo mặt xong, thợ cắt tóc thường lấy một miếng phèn chua to xoa vào da mặt cho khách

Phèn chua dùng để bào chế ra các thuốc chữa đau răng, đau mắt, cầm máu, ho ra máu

(các loại xuất huyết)

Vấn đề 2 Tục ngữ Việt Nam có câu:

“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ,

Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”

Câu này mang hàm ý của khoa học hoá học như thế nào?

Giải thích:

Do trong không khí có xấp xỉ 80% khí N2 và xấp xỉ 20% khí O2, khi có chớp (tia

lửa điện, kèm theo tiếng sấm) sẽ tạo điều kiện cho N2 và O2 của không khí tác dụng

với nhau tạo ra NO, sau đó là NO2:

N2 + O2    3000 0C

2 NO Sau đó: 2NO + O2 → 2 NO2

Khí NO2 phản ứng với nước mưa tạo ra axit HNO3:

4 NO2 + O2 + H2O → 4 HNO3

2 HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

4 HNO3 + MgCO3.CaCO3 → Ca(NO3)2 + Mg(NO3)2 + 2 CO2 + 2 H2O

Ngoài ra axit HNO3 tạo ra cũng liên kết với các phân tử khí NH3 (sinh ra do sự

phân hủy của nước tiểu, phân chuồng,…dưới tác dụng của vi khuẩn) tạo muối amoni

Các ion NH4+ cũng là nguồn phân đạm mà cây có thể đồng hóa được

Áp dụng: Đây là một câu ca dao mang một ý nghĩa thực tiễn, thấy rõ trong đời sống

Vấn đề này có thể xen vào trong bài dạy phân đạm ( lớp 11) Tạo cho học sinh khu vực

làm nông nghiệp có thể kiểm nghiệm trong đời sống, tự quan sát

Vấn đề 3 Tại sao có câu tục ngữ: "Nước mưa - cưa trời"

Giải thích:

Hiện tượng này có thể lý giải theo phương diện hóa học là do HNO3, H2SO4 tạo

thành Chúng vừa là axit mạnh, vừa là chất oxi hóa mạnh nên tác dụng với hầu hết các

kim loại, phá hủy cầu cống nhà cửa được bảo vệ bởi lớp rắn chắc CaCO3

Ngoài ra, trong nước mưa còn có một số axit khác sinh ra do sự hòa tan các khí

thải của các quá trình tự nhiên, của đời sống và sản xuất như HCl, H2S, SO2, Cl2,… các

khí này tác dụng với oxi và hơi nước trong không khí nhờ xúc tác oxit kim loại (có

trong khói, bụi nhà máy) hoặc ozon tạo axit khác

Áp dụng:

Giáo viên có thể đặt câu hỏi này cho học sinh trả lời sau khi dạy xong phần " Sản

xuất axit sunfuric" trong bài " Axit sunfuric, Muối sunfat" (ở lớp 10) hay áp dụng

trong bài " Axit nitric" ( ở lớp 11)

Vấn đề 4 Người xưa có câu:

"Cha truyền, con nối Thợ nguội dạy con Muốn lửa đỏ hơn

Ta nên rảy nước"

Câu này mang hàm ý khoa học hóa học như thế nào?

Giải thích:

Các ông thợ rèn, theo kinh nghiệm, thường để một cái chổi bằng giẻ tẩm ướt hoặc bên cạnh có chậu nước khi rèn dao, rựa, cuốc, xẻng,… Đó cũng là nguyên nhân người ta gọi ông là thợ nguội đấy bạn ạ!

Thợ nguội đưa thanh sắt vào bếp than hồng để nung nóng đỏ cho mềm mới rèn được Thỉnh thoảng trong lúc tôi dao, rựa… thợ rèn nhấp chổi ướt lên bếp than hồng Nếu bạn ngồi cạnh sẽ thấy gì? Bạn sẽ thấy lửa đỏ hơn đấy! Bác thợ rèn không hiểu được hiện tượng hóa học xảy ra, nhưng biết tác dụng thực tế của nó

Còn tác dụng hóa học là việc của chúng ta:

- Rảy nước làm lửa đỏ hơn là do trên bếp than đang nhiệt độ khá cao, than hồng sẽ khử nước tạo hỗn hợp khí than ướt theo phương trình:

Áp dụng: Đây là một ứng dụng thực tế của cacbon trong đời sống Giáo viên nên đề

cập vấn đề này vào bài " Hợp chất của cacbon" ở lớp 11

Vấn đề 5 Hiện tượng tạo hang động, thạch nhũ với những hình dạng phong phú

đa dạng được hình thành như thế nào?

Giải thích:

Ở các vùng đá vôi, thành phần chủ yếu là CaCO3 Khi trời mưa trong không khí

có CO2 tạo môi trường axit nên làm tan được đá vôi

Những giọt mưa rơi xuống như vô vàn mũi dao

nhọn, sắc khắc vào đá những đường nét khác nhau

CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2

Và xuất hiện quá trình điện li:

Ca(HCO3)2  Ca2+ + 2 HCO3

CaCO3  Ca2+ + CO3

2-Theo thời gian dần tạo ra các hang động khi nước có

Ca(HCO3)2 ở đất đá do áp suất và nhiệt độ đột nhiên thấp nên khi giọt nước nhỏ từ từ có cân bằng:

Ca(HCO3)2 ⇄ CaCO3  + CO2  + H2O Như vậy, lớp CaCO3 lưu lại càng ngày càng nhiều, dày gọi đó là nhũ có màu, hình thù

đa dạng

Áp dụng: Hiện tượng này thường thấy trong các hang động núi đá Giáo viên có thể

xen vấn đề này trong khi dạy phần " Muối cacbonat" ( ở lớp 11) hay hợp chất của Canxi ( ở lớp 12)

Vấn đề 6 Theo đông y, hàn the có vị ngọt mặn, tính mát dùng hạ sốt, tiêu viêm,

chữa bệnh viêm họng, viêm hạnh nhân hạch, sưng loét răng lợi Nên có câu cao dao sau:

" Hàn the ngọt, mặn, mát thay

Tiêu viêm, hạ sốt, lại hay đau đầu

Viêm họng, viêm lợi đã lâu

Viêm hạch, viêm mắt thuốc đâu sánh bằng"

Vậy hàn the là chất gì ?

Giải thích:

Hàn the là chất natri tetraborat (còn gọi là borac) đông y gọi là bàng sa hoặc nguyệt thạch, ở dạng tinh thể ngậm 10 phân tử H2O (Na2B4O7.10H2O) Tinh thểtrong suốt, tan nhiều trong nước nóng, không tan trong cồn 900

Trước đây người ta thường dùng hàn the làm chất phụ gia cho vào giò lụa,

bánh phở, bánh cuốn…để cho những thứ này khi ăn sẽ cảm thấy dai và giòn

Ngay từ năm 1985 tổ chức thế giới đã cấm dùng hàn the làm chất phụ gia cho thực phẩm vì nó độc, có thể gây sốc, trụy tim, co giật và hôn mê

Natri tetraborat tạo thành hợp chất màu với nhiều oxit kim loại khi nóng

chảy, gọi là ngọc borac

Trong tự nhiên, borac có ở dạng khoáng vật tinkan, còn kenit chứa

Na2B4O7.4H2O Borac dùng để sản xuất men màu cho gốm sứ, thuỷ tinh màu và thuỷ tinh quang học, chất làm sạch kim loại khi hàn, chất sát trùng và chất bảo quản, chất tẩy trắng vải sợi Hàn the còn được dùng để bào chế dược phẩm

Theo đông y, hàn the có vị ngọt mặn, tính mát dùng hạ sốt, tiêu viêm, chữa bệnh viêm họng, viêm hạnh nhân hạch, sưng loét răng lợi

Hàn the ngọt, mặn, mát thay Tiêu viêm, hạ sốt, lại hay đau đầu Viêm họng, viêm lợi đã lâu Viêm hạch, viêm mắt thuốc đâu sánh bằng

Áp dụng:Điều này đề cập trong bài một số hợp chất quan trọng của kim loai kiềm

lớp12) Giúp học sinh hiểu được công dụng và tác hại của hàn the để biết cách sử dụng

hợp lí

Vấn đề 7 Tại sao khi nấu nước giếng ở một số vùng lại có lớp cặn ở dưới đáy ấm

đun hoặc lớp cặn đóng trong phích nước? Cách tẩy lớp cặn này?

2 MgCO3  + CO2  + H2O CaCO3, MgCO3 sinh ra đóng cặn

Cách tẩy cặn ở ấm: Cho vào ấm một lượng giấm ( CH3COOH 5%) và rượu, đun sôi rồi để nguội qua đêm thì tạo thành một lớp cháo đặc chỉ hớt ra và lau mạnh là sạch Bạn cũng có thể không cần phải đi mua giấm! Chỉ cần ra vườn lấy quả chanh hoặc khế chua, quả me,… vắt vào ấm, phích, lắc tráng qua độ vài giờ sau, chùi nhẹ, ấm, phíc sẽ sạch trắng!

Bạn cũng cần chú ý là nếu ấm đun bằng nhôm mà dùng nhiều chanh thì thủng đáy nhé!

Áp dụng:

Giáo viên có thể xen vào trong bài giảng về nước cứng (ở lớp 11) Mục đích cung cấp mẹo vặt trong đời sống cũng góp phần cho học sinh hiểu bản chất của vấn đề có trong đời sống hằng ngày, và học sinh có thể ứng dụng trong đời sống gia đình mình, tạo sự hưng phấn trong học tập Đó là một thí nghiệm học sinh tự làm được

Vấn đề 8 Ở các vùng đất bị nhiễm phèn, tại sao khi cày lên lại có váng màu vàng?

Giải thích:

Sự hình thành phèn là do lưu huỳnh có trong nước biển theo thuỷ triều vào vùng nước lợ, còn sắt, nhôm do các sản phẩm phong hoá theo dòng chảy ở dạng phù sa Sự hình thành phèn xuất hiện ở vùng nước lợ, có thuỷ triều xâm nhập và có sự tham gia của vi sinh vật với các giai đoạn sau:

Ion bị khử trong điều kiện thiếu oxy Trong giai đoạn này phải có đầy đủ chất hữu

cơ để làm nguồn thức ăn cho vi sinh vật

Sau đó, phản ứng giữa H2S với Fe có trong đất để tạo thành pyrite FeS2 (màu xám, sét) Giai đoạn này nếu có CaCO3 thì không sinh ra phèn Nhưng nếu thiếu Ca thì phản ứng tiếp tục ở giai đoạn 3

FeS2 nếu có oxy thì bị oxy hoá để tạo thành FeSO4 và H2SO4 theo phản ứng

2FeS2 + 7O2 + H2O  2FeSO4 + 2 H2SO4

Sau khi đã có axit H2SO4 và FeSO4 thì trong điều kiện có đủ oxy và vi sinh vật sẽ:

2FeSO4 + H2SO4 +1/2 O2 Fe2(SO4)3 + H2O Màu vàng rơm chính là màu của Fe2(SO4)3

Fe2(SO4)3 + 2H2O ⇄ 2FeSO4(OH) + H2SO4

Áp dụng:

Hiện tượng này có thể đưa vào bài dạy một số hợp của sắt (lớp 12)

Lưu ý: Muối sắt (II) khó bảo quản, dễ bị oxi hóa để tạo sắt (III) nên trong phòng thí

nghiệm không có muối sắt (II) nào khác ngoài muối Mohr Muối Mohr là hỗn hợp muối kép của sắt (II) và amoni sunfat có công thức FeSO44(NH4)SO4.6H2O, muối này bền với oxi trong không khí

III KẾT LUẬN

Trong đề tài này, chúng tôi đã sưu tầm và giải thích được 20 câu tục ngữ, ca dao,

30 hiện tượng hóa học gần gũi với đời sống, sản xuất, gắn liền với việc giảng dạy hóa học ở trường phổ thông

Đã đưa các ví dụ phù hợp vào các bài dạy, thuận tiện cho các bạn tham khảo Việc liên hệ, giải thích các câu ca dao, tục ngữ, các hiện tượng hóa học vào dạy học hóa học ở trường phổ thông sẽ đem lại hiệu quả cao trong việc tiếp thu của học sinh, tạo hứng thú học tâp, ý thức thường xuyên tìm tòi, học hỏi và liên hệ và vận thực

tế cho học sinh phổ thông

Là giáo viên: Phải kiên trì, đầu tư nhiều tâm, sức để tìm hiểu các vấn đề hoá học, vận dụng sáng tạo phương pháp dạy hóa học, để có bài giảng thu hút được học sinh Với thực trạng học hoá học và yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, có thể coi đây là một quan điểm của chúng tôi đóng góp ý kiến vào việc nâng cao chất lượng học hoá học trong thời kỳ mới

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng vẫn còn nhiều câu ca dao tục ngữ chúng tôi chưa sưu tầm được Chúng tôi mong các bạn đóng góp để đề tài của chúng tôi hoàn chỉnh hơn

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Sách giáo khoa hoá học lớp 10-11-12

[2] Phân phối chương trình môn hoá học phổ thông

[3] Sách giáo viên hoá học lớp 10-11- 12 (NXB GD)

[4] Tài liệu giáo khoa chuyên hoá học 11-12 (Tập 1,2 NXB GD)

[5] Tạp chí dạy và học hóa học

TRỰC QUAN HOÁ THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HỌC VẬT LÍ THCS

Nhóm sinh viên: Võ Thị Thu Hằng; Hoàng Thị Tâm

cơ sở (THCS), với các đặc thù của nó nên đòi hỏi các TN phải được tiến hành trong phòng tối mới dễ quan sát nhưng điều kiện cơ sở vật chất hiện nay chưa đáp ứng được Một vài thiết bị TN có kích thước nhỏ nên HS khó quan sát rõ hiện tượng Có những

TN đòi hỏi mắt phải điều tiết mạnh và cần quan sát trong thời gian khá dài nên có thể gây tác hại cho mắt Bên cạnh đó, rất nhiều bài học trong phần này có các TN được mô tả bằng lời và minh họa bằng tranh vẽ chứ không thể tiến hành được TN hoặc không thể tiến hành hết trong thời lượng của một tiết tiết học vì số lượng TN nhiều Để khắc phục những hạn chế đó, ta có thể kết nối máy vi tính (MVT) với camera để ghi lại các

TN thực, các hiện tượng VL xảy ra trong tự nhiên hoặc khai thác các TN ảo, TN mô

phỏng được thiết kế bằng các phần mềm khác nhau

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Cơ sở lí luận của việc sử dụng MVT nhằm trực quan hóa TN trong DH VL

- Thư viện hình ảnh, video clip, TN phần Quang học với sự hỗ trợ của MVT để trực quan hóa các TN thực

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm, chức năng của TN trong dạy học VL

- Nghiên cứu cơ sở lí luận việc sử dụng MVT trong dạy học để trực quan hóa TN

VL ở trường THCS

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Các TN phần Quang học ở THCS

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các tài liệu về sử dụng MVT trong dạy học vật lí

- Nghiên cứu một số khả năng hỗ trợ của MVT trong trực quan hóa TN phần Quang học VL THCS

- Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí 7 và 9 THCS phần Quang học

NỘI DUNG PHẦN I CƠ SỞ LÍ LUẬN

1.1 TN và vai trò của TN trong dạy học VL

ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận tri thức mới”

1.1.2 Vai trò của TN trong dạy học VL

- TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS

- TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS

- TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS

- TN làm đơn giản hóa các hiện tượng vật lí

- TN góp phần tích cực hóa tư duy người học

- TN có tác dụng bồi dưỡng một số đức tính tốt cho HS (tính chính xác, tính trung thực, tính cẩn thận, tính kiên trì)

- TN có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học

1.2 Trực quan hóa TN với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học phần Quang học VL THCS

Theo Thái Duy Tuyên: “Trực quan là khái niệm biểu thị tính chất của hoạt động nhận thức, trong đó những thông tin thu được từ các sự vật và hiện tượng của thế giới

bên ngoài nhờ sự cảm nhận trực tiếp của các cơ quan cảm giác của con người”

Nhận thức của con người phải được bắt đầu từ những tri thức trực quan Trong dạy học VL, chính nhờ trực quan mà HS nắm được quan hệ của các đối tượng, đại lượng trong các hiện tượng, quá trình Quá trình tiến hành các TN để nghiên cứu các hiện tượng, xây dựng các định luật, các kiến thức khác trong phần Quang học thường gặp phải một số khó khăn nhất định: khi nghiên cứu định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng … cần phải sử dụng các thiết bị TN sẵn có trong phòng TN Tuy nhiên, ở nhiều trường các bộ dụng cụ này còn thiếu, chỉ đủ cho GV làm biểu diễn trên lớp còn HS không được tự tay làm TN, trong lúc đó cường độ của các nguồn sáng không đủ mạnh để quan sát rõ hiện tượng xảy ra trong điều kiện bình thường Hơn nữa, kết cấu các thiết bị nhỏ nên những HS ngồi phía cuối lớp khó quan sát được hiện tượng Việc nghiên cứu đường đi của các tia sáng, chùm sáng, sự tạo tạo ảnh qua các dụng cụ quang học cũng khó thực hiện để cả lớp quan sát cùng lúc Để khắc phục những hạn chế đó, ta có thể:

- Dùng camera kĩ thuật số ghi lại các TN đã thực hiện trước trong phòng TN thành các video clip Dùng máy ảnh kĩ thuật số chụp ảnh các hiện tượng quang học xảy ra trong tự nhiên hoặc các TN liên quan đến sự tạo ảnh qua các dụng cụ quang học thành

các file hình ảnh Như vậy, với máy camera kĩ thuật số, máy ảnh kĩ thuật số ta có thể ghi lại được các hiện tượng không chỉ trong các TN mà ngay cả các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên

- Download các video clip, các hình ảnh….để làm nguồn học liệu

- Sử dụng các phần mềm để mô phỏng TN hoặc xây dựng các TN ảo: với phần mềm Crocodile physic 6.0 hoặc phần mềm Optics Mar, GV có thể tiến hành được hầu hết các TN mô phỏng thay cho các TN thực Với các hiệu ứng hoạt hình của các phần mềm hiện có như Powerpoint, Macromedia Flash 8.0,… có thể xây dựng được các TN ảo hoặc TN mô phỏng, tạo các chuyển động trực quan để cả lớp cùng quan sát

Với nguồn học liệu có được, trong khi tiến hành giờ dạy học, song song với việc tiến hành các TN biểu diễn của GV hoặc các TN HS tự làm chúng ta chiếu lên màn hình các giai đoạn, quá trình TN tương tự như đang tiến hành trên lớp hoặc mô tả lại các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên để cả lớp cùng quan sát

PHẦN II XÂY DỰNG THƯ VIỆN HÌNH ẢNH, THƯ VIỆN VIDEO CLIP VÀ KHAI THÁC CÁC PHẦN MỀM VỀ PHẦN QUANG HỌC VẬT LÍ THCS

2.1 Xây dựng thư viện các hình ảnh

Để xây dựng thư viện các hình ảnh nhằm trực quan hóa các TN trong việc giảng dạy phần Quang học VL THCS, chúng ta có thể xây dựng các hình ảnh minh họa cho các hiện tượng, quá trình VL bằng những cách khác nhau Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay cho phép chúng ta sử dụng máy ảnh kĩ thuật số để chụp lại các

TN, các hiện tượng quang học xảy ra trong tự nhiên khá dễ dàng

Hệ thống mạng máy tính cùng với

các công cụ tìm kiếm trên website cho

phép chúng ta tìm kiếm các thông tin,

dữ liệu dưới nhiều dạng khác nhau như

văn bản, âm thanh, hình ảnh Các công

cụ tìm kiếm thông dụng hiện nay là:

http://www.vinaseek.com,

http://panvietnam.com,

http://www.google.com,

Ví dụ: Muốn tìm hình ảnh minh họa

cho hiện tượng phản xạ ánh sáng, ta

khởi động http://www.google.com → gõ từ khóa “phản xạ ánh sáng” vào ô tìm kiếm

→ chọn trình duyệt hình ảnh → chọn tìm kiếm hình ảnh → click chuột phải vào hình ảnh cần lựa chọn → Save Pictute As hoặc dùng phần mềm FastStone Capture để

chụp hình ảnh đó rồi lưu chúng vào thư viện hình ảnh

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể dùng các địa chỉ Website cụ thể Với địa chỉ http://thuvienvatly.com/Labiang/index.php?option=com_gallery2&Itemid=72&g2_itemId

=2872 ta sẽ tìm được nhiều hình ảnh phục vụ cho dạy học phần Quang học (Hình 2.3)

Địa chỉ http://www.hk-phy.org/resources/images/optics02/ là website cung hình ảnh chụp lại các TN (có định dạng *.jpg) hoặc các hình vẽ về hiện tượng khác nhau liên quan đến sự truyền ánh sáng qua các dụng cụ quang học và sự tạo ảnh qua chúng

Với trang http://phys23p.sl.psu.edu/phys_anim/optics/indexer_optics.html chúng ta có thể tìm được các hình ảnh động (được thiết kế trên phần mềm Macromedia Flash và được chuyển thành file *.avi) biểu diễn đường truyền của tia sáng và sự tạo ảnh của vật qua thấu kính cũng như một số hình ảnh động khác

Từ địa chỉ của trang http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm chúng ta tìm được các hình ảnh động (có định dạng *.gif) mô phỏng các TN về hiện tượng phản xạ và khúc xạ, đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính…

Hình 2.6 Hình ảnh động từ http://physics-animations.com

2.2 Xây dựng thư viện các video clip

Đối với phần Quang học VL THCS, ta có thể tìm được các video clip ghi lại các

TN hoặc các TN về các hiện tượng, quá trình quang học từ nhiều địa chỉ website khác nhau Để download được các video clip này, cần sử dụng các công cụ download như Internet Download Manager, Flashget… Ngoài ra, có thể dùng chương trình ghi trực tiếp trên màn hình (Camtasia Studio) để lưu lại các video clip không download được Các video clip sau khi download về có thể chạy trên các phần mềm khác nhau như Quick Time, Inter Video WinDVD hoặc các phần mềm thông dụng khác

Từ địa chỉ http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/bychptr/ chptr9_optics.htm sẽ download được các đoạn video (có định dạng *.avi và *.mov) về sự phản xạ ánh sáng qua gương phẳng, sự tạo ảnh của vật qua gương cầu lõm … Các đoạn video này chạy trên các được trên phần mềm Winnap hoăc Quick Time Player

Hình 2.7 Các Video của trang http://www.wfu.edu

Từ trang http://groups.physics.umn.edu/demo/flatframe.html ta download được các video TN với nguồn sáng laser về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ ánh sáng, TN khảo sát sự tạo ảnh của vật qua thấu kính, gương phẳng…(có định dạng *.avi, *.mpg)

Hình 2.8 Các Video của trang http://groups.physics.umn.edu

Ở địa chỉ của website http://paer.rutgers.edu/PT3/experiment.php?topicid=12

&exptid=185 download được những phim TN (có định dạng *.mov) về sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng, sự khúc xạ ánh sáng qua lăng kính, chùm sáng qua thấu kính

Hình 2.10 Các chương trình con và giao diện làm việc của chương trình con

Để sử dụng chương trình: Click chuột vào giữa cửa sổ của chương trình để các chương trình xuất hiện lên trên cửa sổ Muốn xem chương trình con nào trong cửa sổ thì di chuyển chuột đến tên chương trình con đó rồi Click chuột trái vào đó Trong cửa số của chương trình con, chúng ta thay đổi các thông số để tiến hành các TN mô phỏng Muốn thoát ra khỏi chương trình đang dùng, Click chuột trái vào hình mặt người ở góc màn hình bên phải, phía dưới

2.3.2 Phần mềm Crocodile Physic

Phần mềm Crocodile Phisycs là phần mềm để mô phỏng các TN VL Để cài đặt chương trình này chúng ta thực hiện Double Click vào file CP_605.exe Sau khi hoàn tất các thao tác để cài đặt, để khởi động chương trình thì Double Click vào biểu tượng , trên màn hình sẽ xuất cửa số chính của chương trình và hộp thoại lời chào

“Welcome to Crocodile Physics” Trên hộp thoại lời chào ta, Click vào New model để sử dụng các công cụ của Crocodile thiết kế các TN mô phỏng

Giao diện làm việc của Crocodile Physics có: Phần bên trái (Contents, Part Library, Propeties) chứa các công cụ, các thí TN mẫu và các hướng dẫn thao thác đối với các TN

Hình 2.11 Giao diện làm việc của Crocodile Physics

Trong Part Library có nhiều TN mô phỏng đã được thiết kế sẵn, muốn sử dụng TN nào chỉ cần Click chuột vào để lựa TN đó Phần bên phải (Scene) là không gian thiết

kế các TN Để điều khiển Scene thì Click chuột trái vào vị trí bất kì rồi chọn Scene Properties rồi thiết lập các thuộc tính cho nó Để sử dụng các công cụ trong Contents hoặc trong Part library thì chỉ cần chọn đối tượng đó và kéo rê thả vào trong Scene Muốn thiết kế các TN mô phỏng cho

phần quang học: vào Part library, Double

Click lên biểu tượng con mắt (Optics)

Khi đó trong phần Optics xuất hiện các

công cụ làm việc bao gồm: Optical

Space (Màn làm nền), Gay Diagram

(Biểu đồ tia), Light Sources (nguồn

sáng), Lences (thấu kính), Miroirs

(Gương), Transprent Object (Vật trong

suốt), Maesurements Tools (Các dụng cụ

đo) và Opaque Objet (Vật chắn sáng)

2.3.3 Khai thác phần mềm Optics Mar.03

Phần mềm Optics Mar.03 có thể download miễn phí từ địa chỉ http://rapidshare.com/files/24769974/Optics.exe.html Sau khi download về máy, chỉ cần Double Click vào Optic.exe để cài đặt chương trình Sau khi hoàn tất cài đặt chương trình thì vào Program → Seasoft → Optic để khởi động chương trình

Hình 2.13 TN mô phỏng được thiết kế từ phần mềm Optics Mar.03

Thực hiện thiết kế các TN mô phỏng bằng cách rê chuột đến các biểu tượng của điểm sáng, vật sáng hoặc thấu kính, lăng kính,… ở trên thanh công cụ thao tác (Action

Hình 2.12

TN mô phỏng với phần mềm Crocodile Physics

Toolbar) rồi kéo rê thả chúng vào không gian làm việc (Scene) và sau đó vào Properties điều chỉnh các thuộc tính cho các đối tượng

2.3.4 Khai thác phần mềm Macromedia Flash và Sothink SWF Decompiler

Phần mềm Macromedia Flash cho phép người sử dụng thiết kế nhiều TN ảo hoặc các đoạn phim hoạt hình với chương trình Action Cript

Hình 2.14 Cửa sổ làm việc chính của phần mềm Sothink SWF Decompiler

Để khai thác được các TN được thiết kế từ Macromedia Flash trên các website và chỉnh sửa theo mục đích sử dụng, cần cài đặt thêm phần mềm Sothink SWF Decompiler bằng cách Double Click vào file Setup.exe, khi đó cửa số chính của phần mềm sẽ hiện lên trên màn hình Để chỉnh sửa một file có định dạng *.swf từ Explore sau đó đánh dấu vào WSF trên Resouce rồi Click chuột vào Export FLA, cuối cùng chọn địa chỉ cần lưu file đã chọn để thực hiện lưu

Sau khi đã chuyển đổi file có định dạng *.swf về định dang *.fla thì khởi động phần mềm Macromedia Flash để tiến hành chỉnh sửa

- Hệ thống được cơ sở lí luận của việc trực quan hóa TN với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học Vật lí

- Xây dựng thư viện hình ảnh, thư viện Video Clip và khai thác các phần mềm về phần Quang học Vật lí THCS

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Vũ Quang (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 7, NXB Giáo dục

2 Vũ Quang (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 9, NXB Giáo dục

3 Phạm Xuân Quế (2004), Bài giảng Sử dụng máy vi tính trong dạy học Vật lí, Trường ĐHSP Hà Nội

Các trang web tham khảo:

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG Ở HUYỆN

BỐ TRẠCH, TỈNH QUẢNG BÌNH

CBHD: Bạch Ngọc Chính SV: Đinh Thị Hồng

Nguyễn Đức Vượng Trần Thị Dung

Nguyễn Thị Tuyết Trinh

Tóm tắt:

Đã tiến hành phân tích, đánh giá hàm lượng Pb và As trong 32 mẫu rau (16 mẫu rau

cải và 16 mẫu rau muống) ở xã Đồng Trạch, Bố Trạch, Quảng Bình Kết quả cho thấy

phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định Pb và As có giới hạn phát hiện (LOD),

giới hạn định lượng (LOQ) thấp, độ đúng và độ lặp lại tốt Hàm lượng trung bình của Pb và

As trong rau cải cao hơn trong rau muống Đã đánh giá hàm lượng của chúng theo thời gian và

vị trí lấy mẫu cũng như so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay nhu cầu tiêu thụ rau xanh ngày càng tăng, vì lợi nhuận nên nhiều

người đã sử dụng nhiều hoá chất bảo vệ thực vật, phân bón hoá học và sử dụng nước

ô nhiễm để tưới rau Điều này, đã làm cho một số độc tố như dư lượng thuốc bảo vệ

thực vật, một số kim loại nặng có độc tính cao (Pb, As, Cd…) tích lũy vào trong rau

ảnh hưởng đến chất lượng rau sạch, gây hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe người sử

dụng [3, 4, 5]

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một trong những phương

pháp phân tích có nhiề ưu điểm, được sử dụng phổ biến để phân tích lượng vết các kim

loại ở các đối tượng khác nhau [6] Xuất phát từ những vấn đề trên, trong bài báo này

chúng tôi trình bày kết quả phân tích, đánh giá hàm lượng Pb và As trong một số loại

rau trồng ở Bố Trạch, nơi cung cấp nguồn rau sạch chính cho thành phố Đồng

Hới-Quảng Bình

2 PHẦN THỰC NGHIỆM

2.1 Thiết bị và hóa chất

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử hiệu AA 6800 Shimazu (Nhật) cùng với hệ

ghép nối thiết bị tự động bơm mẫu (ASC-6100) vào lò GFA-EX7 Cân phân tích, máy

nước cất hai lần, các dụng cụ khác

Các dung dịch chuẩn gốc Pb và As 1000 ppm của hãng Merck chuyên dùng cho

AAS…vv

2.2 Lấy mẫu nước, xử lý và bảo quản mẫu

Sơ đồ lấy mẫu ở xã Đồng Trạch, Bố Trạch được trình bày trên hình 1, mẫu được lấy 4 đợt: đợt 1 (25/2/2012), đợt 2 (5/4/2012), đợt 3 (15/5/2012), đợt 4 (6/7/2012) Mỗi đợt lấy 8 mẫu ở 4 vị trí khác nhau, gồm 4 mẫu rau cải và 4 mẫu rau muống; qui cách lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu theo [7,8]

Hình 1: Sơ đồ lấy mẫu rau trồng ở Bố Trạch-Quảng Bình

Ghi chú: Các mẫu được ký hiệu Cij , M ij trong đó: i = 1  n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = 1  m (vị trí lấy mẫu)

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng

Đường chuẩn xác định hàm lượng Pb và As được thể hiện trên hình 2, với Pb

phương trình có dạng: A = 0,0168 C + 0,0359 (với hệ số tương quan R = 0,9991), với

As phương trình có dạng A = 0,0135 C + 0,0119 (với R = 0,9995), trong đó C là hàm lượng (ppb) Nồng độ của Pb cũng như As có sự tương quan tuyến tính tốt trong khoảng nồng độ 2 ÷ 15 ppb Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) của phép đo GF-AAS trong phép xác định Pb và As đã được xác định LOD xác định

Pb là 0,16 ppb và As là 0,18; LOQ xác định Pb và As lần lượt là 0,54 và 0,59 ppb

(a) (b)

Hình 2: Đường chuẩn xác định Pb và As (a.Pb; b.As)

3.2 Đánh giá độ lặp lại và độ đúng của phép đo

Độ lặp lại của phương pháp được xác định qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD) Kết quả phân tích Pb (bảng 1) và As của 6 mẫu rau cải (thuộc mẫu C31) và 6 mẫu rau muống ( thuộc mẫu M31), rồi thêm chuẩn Me (10ppb Pb và 10ppb As đối với 6 mẫu

C31; 20ppb Pb và 20ppb As đối với 6 mẫu M31 ) vào 12 mẫu đó, đem phân tích lại đã được xác định Theo Horwitz, khi phân tích những nồng độ cỡ ppb, thì sai số trong nội bộ phòng thí nghiệm nhỏ hơn ½ RSD tính theo công thức: RSD(%)= 2(1 – 0,5lgC) (C là nồng độ chất phân tích) thì đạt yêu cầu

Đối với phép phân tích Pb:

RSD Horwitz= 2(1 – 0,5lgC) (1 0,5lg50.109)

 = 25> 0,88.2 ppb Đối với phép phân tích As:

Lần 1 Lần 2 Lần 3

99,9% Như vậy, phương pháp GF-AAS đạt được độ đúng tốt

3.3 Xác định hàm lượng Pb và As trong rau

Kết quả phân tích hàm lượng Pb và As trong rau ở xã Đồng Trạch huyện Bố Trạch sau 4 đợt với 32 mẫu được ghi ở bảng 2

Bảng 2: Kết quả xác định hàm lượng Me trong rau ở Đồng Trạch

Mẫu

Rau muống

Mẫu

Rau cải Hàm lượng Pb

(g/kg tươi)

Hàm lượng As (g/kg tươi)

Hàm lượng Pb (g/kg tươi)

Hàm lượng As (g/kg tươi)

M 41 30,01 ± 0,28 25,16 ± 0,25 C 41 13,87 ± 0,23 10,46 ± 0,13

M 42 40,86 ± 0,56 15,57 ± 0,32 C 42 9,24 ± 0,17 7.25 ± 0,11

M 43 17,81 ± 0,44 6,65 ± 0,16 C 43 7,68 ± 0,20 5.89 ± 0,12

M 44 27,52 ± 0,54 14,79 ± 0,17 C 44 16,89 ± 0,22 8,97 ± 0,11

3.4 Đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau

Để đánh giá hàm lượng Me trong rau cải theo vị trí và thời gian lấy mẫu, chúng

tôi áp dụng phương pháp thống kê phân tích phương sai 2 yếu tố (ANOVA 2 chiều) [9],

kết quả được ghi ở bảng 3

Bảng 3: Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều của sự biến động hàm lượng Pb,As trong rau cải

phương sai

Tổng bình phương

Bậc

tự do (f)

Phương sai F tính

F lí thuyết (p=0,05,

Ftính là giá trị tính toán được, Fli thuyết là giá trị tra bảng(p=0,05; f1=3; f2=9)

S 2 TN là phương sai mô tả sai số của bản thân phương pháp xác định hàm lượng Pb

Qua bảng 3 cho thấy: Khi xác định Pb và As có F1 lần lượt là 124,24; 11,85 đều lớn hơn Flí thuyết (3,86) tương ứng với mức ý nghĩa p = 0,05 Như vậy, các vị trí lấy mẫu trong mỗi đợt khác nhau có hàm lượng Pb và As trong rau cải ở vùng khảo sát khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với p < 0,05 Hay nói cách khác, các vị trí lấy mẫu có ảnh hưởng đến kết quả phân tích hàm lượng Ngược lại, giá trị F2 đều nhỏ hơn Flí thuyết nên hàm lượng Pb và As trong rau cải giữa các đợt lấy mẫu trong mỗi vị trí không khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với p > 0,05 Việc đánh

giá hàm lượng Pb và As trong rau muống cũng cho kết quả tương tự

3.5 So sánh hàm lượng Pb, As trung bình trong rau muống và rau cải

Kết quả so sánh hàm lượng Pb và As trung bình trong rau muống và rau cải được ghi ở bảng 4 Qua bảng cho thấy hàm lượng Pb và As trung bình trong rau muống cao hơn so với rau cải

Bảng 4: Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau

Độ lệch chuẩn(S) (μg/kg)

RSD (%)

S

S = 11,07 > F (p = 0,05; f2 = 15; f1 = 15) = 2,86

(S12 và S22 là phương sai của Pb trong rau muống (S12 = 7,42 μg/kg) và trong rau cải (S22 = 0,67 μg/kg); có bậc tự do tương ứng là f1 = n1 – 1 = 15 và f2 = n2 – 1 = 15, n1

và n2 là số mẫu của rau muống và rau cải)

Như vậy, độ lặp lại của hàm lượng Pb trong 2 loại rau là khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0,05

- Tính độ lệch chuẩn chung của 2 loại rau:

Vì tTính = 23,37 > t (p = 0,05; f = 19) = 2,10 nên hàm lượng Pb trung bình trong rau muống và rau cải là khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0,05 Kết quả cho thấy hàm lượng Pb trung bình trong rau muống cao hơn so với rau cải

Vì tTính = 12,75 > t (p = 0,05; f = 21) = 2,09 nên hàm lượng As trung bình trong rau muống và rau cải là khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0,05 Kết quả cho thấy hàm lượng As trung bình trong rau muống cao hơn so với rau cải

3.6 So sánh hàm lượng Pb, As trung bình trong rau với tiêu chuẩn cho phép

về vệ sinh an toàn thực phẩm

Kết quả so sánh hàm lượng Pb và As trung bình trong rau muống và rau cải được ghi ở bảng 5 cho thấy: Hàm lượng Pb và As trong các mẫu rau đã khảo sát đều thấp hơn nhiều giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam Vì thế có thể khẳng định người dân

yên tâm sản xuất và sử dụng các loại rau cải và rau muống trồng ở nơi đây

Bảng 5: Kết quả so sánh hàm lượng Pb và As trong rau với tiêu chuẩn Việt Nam

Nhóm

khảo sát TB, μg/kg tươi

min ÷ max, (μg/kg tươi)

Độ lệch chuẩn(S)

(μg/kg)

RSD (%)

TC cho phép(µg/kg rau tươi)

Tiêu chuẩn cho phép về an toàn thực phẩm của tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN,

1995) đối với Pb là ≤ 500g/kg rau tươi;(TCVN, 1998) đối với As là ≤ 200 µg/kg rau

tươi

4 KẾT LUẬN

Đã khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ), độ đúng, độ lặp lại của các phép xác định hàm lượng Pb và As trong các mẫu rau Kết quả cho thấy, phép xác định có LOD và LOQ nhỏ, độ đúng và độ lặp lại tốt

Đã áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử vào việc xác định hàm lượng Pb và As trong 32 mẫu rau ở xã Đồng Trạch, Quảng Trạch, Quảng Bình Hàm lượng trung bình (µg/kg tươi) trong rau đạt được 12,62 g/kg đến 29,26 g/kg đối với Pb; 7,93g/kg đến 15,01g/kg đối với As

Tiến hành đánh giá hàm lượng Pb, As trong rau theo tháng và vị trí Kết quả cho thấy hàm lượng chúng trong rau muống và rau cải ở các thời gian lấy mẫu khác nhau là như nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với p > 0,05; còn theo vị trị khác nhau có hàm lượng khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với p < 0,05

Hàm lượng Pb và As trung bình trong rau muống cao hơn trong rau cải và hàm lượng Pb trung bình trong rau cao hơn so với As So với các tiêu chuẩn Việt Nam thì hàm lượng các kim loại này đều thấp hơn Điều này cho thấy việc tiêu thụ sản phẩm rau vùng khảo sát là đảm bảo an toàn

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh (2000), “Một số đặc điểm phân bố asen trong

tự nhiên và vấn đề ô nhiễm asen trong môi trường ở Việt Nam”, Kỷ yếu Hội nghị Quốc tế Ô nhiễm Asen: Hiện trạng, tác động đến sức khỏe cộng đồng và Các giải pháp phòng ngừa, Hà Nội,tr 21-32

[2] Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007), “Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong rau

xanh ở ngoại ô Thành phố Hồ Chí Minh”, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 10 (01), tr 41 -

46

[3] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội

[4] Lê Huy Bá (2001), Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia TPHCM

[5] Đặng Kim Chi (1999), Hóa học môi trường, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

[6] Phạm Luận (1987), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Quốc gia Hà Nội

[7] Cục An toàn vệ sinh thực phẩm (2009), Bộ Y Tế, Hướng dẫn lấy mẫu kiểm nghiệm phục vụ hậu kiểm, Công văn 1181/ATTP-TCKN, ngày 29 tháng 07 năm 2009, Hà Nội

[8] Phạm Luận (1999), Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích (phần 1), Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

[9] Doerffel (1983) Thống kê trong hóa học phân tích, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội

TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI

Fe CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT 2-HYĐROXI-5-METYL AXETOPHENON

AROYL HYĐRAZON

SV: Dương Thị Hương - Trần Như Thơ - Lớp ĐHSP Hóa K52

GV hướng dẫn: Th.S Trần Đức Sỹ

MỞ ĐẦU

Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại và hợp kim do tác động hoá lý của môi trường Hậu quả của sự ăn mòn kim loại là làm thay đổi tính chất, suy giảm nhiều chức năng của kim loại và hợp kim, dẫn tới giảm tuổi thọ của các thiết bị, công trình gây tổn thất to lớn cho nền kinh tế quốc dân của bất kì quốc gia nào Sự ăn mòn kim loại liên tục diễn ra ở mọi lúc, mọi nơi Tuy vậy, mức độ và phạm vi của nó có thể được giảm xuống nhờ các biện pháp chống ăn mòn kim loại như: cách li kim loại và hợp kim với môi trường ăn mòn, dùng hợp kim khó bị ăn mòn, bảo vệ kim loại bằng phương pháp điện hoá, sử dụng chất ức chế chống ăn mòn Trong số các phương pháp bảo vệ kim loại chống ăn mòn đó thì phương pháp sử dụng chất ức chế đang được ứng dụng rộng rãi do việc sử dụng thuận tiện và dễ dàng hơn các phương pháp khác Chất ức chế ăn mòn kim loại là chất được thêm vào với một lượng nhỏ vào môi trường ăn mòn kim loại hoặc hợp kim sẽ làm giảm tốc độ ăn mòn của kim loại hoặc hợp kim đó

Một số lĩnh vực chính mà nước ta đã và sẽ phải sử dụng nhiều chất ức chế là: công nghiệp khai thác, công nghiệp lọc dầu, công nghiệp pha chế các sản phẩm dầu mỏ, vật liệu xây dựng, các sản phẩm tẩy rửa khác, trong công tác bảo vệ các thiết bị kim loại và hợp kim Hầu hết các chất ức chế đang được chúng ta sử dụng nhiều là nhập từ nước ngoài Về phương diện nghiên cứu, trong nước cũng đã có một số công trình nghiên cứu về chất ức chế ăn mòn kim loại được công bố trên các tạp chí khoa học, và các đề tài đó đã khẳng định các hyđrazit thế là những chất có khả năng ức chế

ăn mòn cao Để góp phần vào việc nghiên cứu các hyđrazit thế làm chất ức chế ăn

mòn, chúng tôi chọn đề tài: “Tổng hợp và khảo sát khả năng ức chế ăn mòn kim loại Fe của một số hợp chất 2-hyđroxi-5-metyl axetophenon aroyl hyđrazon ”

Trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi tiến hành:

- Tổng hợp một số hợp chất 2-hyđroxi-5-metyl axetophenon aroyl hyđrazon

- Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn Fe trong dung dịch axit HNO3 3M của các hyđrazit thế tổng hợp được bằng phương pháp tổn hao khối lượng

Trên cơ sở các kết quả thu được, chúng tôi dự đoán khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hợp chất ức chế khác thuộc loại hyđrazit thế

Ước tính giá trị tổn thất do ăn mòn cả trực tiếp và gián tiếp hàng năm, chỉ tính riêng ở Mỹ vào khoảng 5-10 tỷ USD, nếu tính trên cả thế giới thì con số này là rất lớn Trong hiện tại và cả trong tương lai, việc kiểm soát ăn mòn sẽ vẫn giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp do sự pháp triển không ngừng của các quá trình công nghệ Kiểm soát ăn mòn bằng chất ức chế là một trong các phương pháp chống ăn mòn hiệu quả Phương pháp dùng chất ức chế được sử dụng thay thế hoặc kết hợp các phương pháp khác nhau như: chọn cấu trúc vật liệu, màng bảo vệ, bảo vệ catôt, anôt Tuỳ thuộc vào yêu cầu, khía cạnh kỹ thuật và kinh tế của quá trình ăn mòn cụ thể Hiện nay, thì việc sử dụng chất ức chế ngày càng rộng rãi và việc kiểm soát ăn mòn kim loại bằng chất ức chế đã đạt đến quy mô công nghiệp

1.2 HYĐRAZIT THẾ - CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN CÓ HIỆU QUẢ

Nhiều công trình nghiên cứu gần đây cho thấy các axetophenon aroyl hyđrazon (gọi chúng là các hyđrazit thế) là những chất hữu cơ có khả năng ức chế ăn mòn kim loại tốt Phân tử của chúng là một hệ liên hợp chứa 2 vòng benzen, và các trung tâm phối trí:O(OH), N(NH) giúp phân tử hấp phụ tốt lên bề mặt kim loại

Trong đề tài này chúng tôi tìm hiểu mối tương quan giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hyđrazit thế được chúng tối tổng hợp theo sơ đồ:

Ở đây R là: 2-OH, 3-OH, 4-OH

Hợp phần I được tổng hợp bằng cách axetyl hoá crezol rối chuyển vị Fries crezylacetat với xúc tác là AlCl3 khan

Phương pháp khối lượng

-Đo độ giảm khối lượng của Fe bị ăn mòn theo thời gian

St

m St

m m

 0

Trong đó: mo: Khối lượng mẫu trước khi thí nghiệm(g)

m : Khối lượng mẫu tại thời điểm t (g) S : Diện tích mẫu (m2)

t : Thời gian thí nghiệm (h) V : tốc độ ăn mòn (g/m2.h)

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

2.1 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT 2-HYĐROXI-5-METYLAXETOPHENON AROYL HYĐRAZON

2.1.2.1 Tổng hợp hyđrazit của axit 2-hyđroxibenzoic

a-Tổng hợp metyl 2-hyđroxibenzoat

COOH OH

2.1.2.2 Tổng hợp hyđrazit của axit 3-hyđroxibenzoic

a-Tổng hợp metyl 3-hyđroxibenzoat

2.1.2.3 Tổng hợp hyđrazit của axit 4-hyđroxibenzoic

a-Tổng hợp metyl 4-hyđroxibenzoic

2.1.3 Tổng hợp hyđrazit thế của các dẫn xuất axit benzoic thế

2.1.3.1 Tổng hợp 2-hyđroxi-5-metylaxetophenon 2-hyđroxibenzoyl hyđrazon

CH 3

CH3

COCH 3 +

2.2 XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN Fe TRONG MÔI TRƯỜNG HNO 3

3M CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ LOẠI 2-HYĐROXI-5-METYL AXETOPHENON AROYL HYĐRAZON BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG

2.2.1 Chuẩn bị mẫu Fe, dung dịch

a-Chuẩn bị mẫu Fe : -Sử dụng mẫu có diện tích khoảng 50 cm2

- Các mẫu Fe được xử lý bề mặt, rửa bằng nước cất, tráng bằng axeton, sấy khô, đo chính xác diện tích

b- Chuẩn bị dung dịch: Pha dung dịch nền axit HNO3 3M từ dung dịch axit HNO3 68% và nước cất Chất ức chế được pha với nồng độ 10-5M, lần lượt là:

65-Mẫu (0) là mẫu không có chứa chất ức chế

Mẫu (1):2-hyđroxi-5-metyl axetophenon-2-hyđroxibenzoyl hyđrazon (chất I)

Mẫu (2):2-hyđroxi-5-metyl axetophenon-3-hyđroxibenzoyl hyđrazon (chất II)

2.2.3 Kết quả đo ức chế ăn mòn theo phương pháp khối lượng

Từ các giá trị khối lượng mẫu Fe tại các thời điểm khác nhau ta xây dựng được

đồ thị m=f(t): m = -S.Vam.t +mo Dễ thấy -S.Vam=tg, suy ra Vam=-tg/S

Bảng 01: Khối lượng của mẫu Fe bị ăn mòn theo thời gian trong trường hợp có và không có chất ức chế

t(h) 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Mẫu (0) 88,526 88,162 87,768 87,397 86,983 86,582 86,196



Vo: tốc độ ăn mòn khi không có chất ức chế; Vam : tốc độ ăn mòn khi có chất ức chế Từ các số liệu thu được ta xây dựng các đồ thị m=f(t)

a) Trường hợp không có chất ức chế

t(h) m(g)

V am1 =-tg /S=0,2047/0,0052=39,36(g/cm 2 h)c) Trường hợp có chất ức chế (II)

t(h) m(g)

V am3 =-tg /S=0,2383/0,0052= 45,83(g/cm 2 h)

Bảng 02: Khả năng ức chế của một số hyđrazit thế tổng hợp theo phương pháp khối lượng

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 P% 86,90 86,16 84,74

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 KẾT QUẢ TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ LOẠI

Các hợp chất 2-hyđroxi-5-metyl axetophenon aroyl hyđrazon chúng tôi tổng hợp được là :

3.2 ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP MỘT SỐ HYĐRAZIT THẾ ĐƯỢC DỰ DOÁN

CÓ HIỆU QUẢ ỨC CHẾ ỨC CHẾ ĂN MÒN Fe CAO TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT HNO 3 3M

Các kết quả, phân tích ở trên là cơ sở định hướng cho việc tổng hợp các hyđrazon có hiệu quả ức chế ăn mòn kim loại Fe cao trong môi trường HNO3 3M

Như đã nói ở trên, trong phân tử hyđrazon có chứa càng nhiều các nhóm có tác dụng đẩy electron càng lớn (-OH) thì càng làm tăng khả năng ức chế của hyđrazon Đặt biệt các hyđrazon chứa nhóm thế -OH không những đẩy electron mạnh mà còn là một trung tâm hấp phụ, do đó có ảnh hưởng một cách rõ rệt làm tăng hiệu quả ức chế của chúng trong môi trường axit HNO3 3M

Trong thời gian tới chúng tôi sẽ tiến hành tổng hợp những hyđrazit thế được cho là có khả năng ức chế ăn mòn Fe cao trong môi trường axit HNO3 3M Đồng thời sẽ nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn của những hyđrazit thế đối với các kim loại khác, và trong các điều kiện khác nhau

KẾT LUẬN CHUNG

Như vậy chúng tôi đã tổng hợp 13 hợp chất là các hợp phần I và II, từ đó đã tổng hợp thành công 3 hợp chất thuộc dãy 2-hyđroxi-5-metyl axetophenon aroyl hyđrazon từ các axit benzoic thế tương ứng

Với các hợp chất tổng hợp được, chúng tôi đã tiến hành xác định khả năng ức chế ăn mòn kim loại Fe trong axit HNO3 3M bằng phương pháp khối lượng

Dự đoán khả năng ức chế ăn mòn của một số hyđrazon, định hướng cho việc tổng hợp chúng, tiết kiệm được nhiều thời gian cho việc tìm kiếm các chất ức chế có khả năng ức chế ăn mòn Fe cao

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trịnh Xuân Sén (2004), Điện hoá học, nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội

2 Nguyễn Văn Tuế (2002), Ăn mòn và bảo vệ kim loại, Nhà xuất bản Giáo dục

3 Phạm Văn Nhiêu, Vũ Minh Tân, Nguyễn Minh Thảo (2004) Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn của một số 2-hyđroxi-axetophenon aroyl hyđrazon Tạp chí phân tích hoá, lý và sinh học T9, số 2, Tr 42-49

4 Phạm Văn Nhiêu, Nguyễn Minh Thảo, Nguyễn Mạnh Cường Tổng hợp một số 2-hyđroxi-5-metyl axetophenon aroyl hyđrazon Tạp chí hoá học và ứng dụng Số 7, Tr 33-37

5 Phạm Văn Nhiêu, Lâm Ngọc Thiềm, Vũ Phương Liên (2006) Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc phân tử và khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hợp chất axetophenon aroyl hyđrazon Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội T22 số 3C-AT Trang 141-147

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ BÁN DẪN THẤP CHIỀU

SVTH: Đỗ Thị Lan, Nguyễn Thị Thùy Nhung

GVHD: Trần Ngọc Bích

I MỞ ĐẦU

Bán dẫn thấp chiều hay bán dẫn có cấu trúc nano đã và đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu trong nước và trên thế giới Vật liệu này có nhiều tính chất khác biệt so với vật liệu khối, có tính ứng dụng cao, được dự đoán sẽ có những tác động mạnh mẽ đến tất cả các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và đời sống Theo trung tâm đánh giá công nghệ thế giới (World Technology Evaluation Center), trong tương lai sẽ không có ngành công nghiệp nào không ứng dụng công nghệ nano [1] Đã có rất nhiều nghiên cứu về bán dẫn thấp chiều Vật liệu thấp chiều đã được đưa vào ứng dụng trong khoa học và đời sống Tiếp cận và nghiên cứu tìm hiểu bán dẫn thấp chiều là điều rất cần thiết đối với sinh viên ngành vật lý

II NỘI DUNG

1 Đại cương về bán dẫn

Trong bán dẫn khối (cấu trúc ba chiều), các hạt mang điện có thể chuyển động tự

do trong toàn bộ mạng tinh thể Trong bán dẫn có cấu trúc nano, khi mà kích thước vật liệu theo các phương được giảm xuống chỉ còn cỡ nanomet, các hạt mang chỉ có thể chuyển dịch tự do theo số chiều D<3 Vì vậy các bán dẫn này còn được gọi là bán dẫn thấp chiều

Một hệ bán dẫn thấp chiều là một hệ lượng tử trong đó các hạt mang điện chỉ dịch chuyển tự do theo hai chiều (2D), một chiều (1D) hoặc không chiều (0D) Kích thước của các hệ này cỡ bậc bước sóng De Broglie của hạt mang nên năng lượng và mật độ trạng thái của hạt mang bị lượng tử hóa Vì vậy các tính chất điện, tính chất quang của hạt mang tuân theo các nguyên lý của cơ học lượng tử

Việc phân loại hệ bán dẫn thấp chiều dựa trên số chiều không gian mà hạt mang trong hệ có thể chuyển động tự do Ta có các hệ bán dẫn thấp chiều sau:

 Hố lượng tử (quantum well): Trong hệ này các hạt mang bị giam giữ theo một chiều và chuyển động tự do theo hai chiều còn lại

 Dây lượng tử (quantum wire): Trong hệ này các hạt mang bị giam giữ theo hai chiều và chuyển động tự do theo một chiều còn lại

 Chấm lượng tử (quantum dot): Trong hệ này các hạt mang bị giam giữ theo cả

ba chiều và không thể chuyển động tự do theo bất kỳ chiều nào

2 Hiệu ứng giam giữ lượng tử

Xét bài toán hạt khối lượng m chuyển động trong hố thế một chiều vuông góc sâu

Hạt chỉ có thể chuyển động trong hố thế, không thể vượt ra

ngoài hố Giải phương trình Schrodinger cho chuyển động

Hố lượng tử

Bán dẫn hố lượng tử gồm các lớp vật liệu khác nhau được nuôi cấy trên bề mặt của một đế tinh thể dày hơn Độ dày của lớp tinh thể được nuôi cấy có thể được điều khiển với độ chính xác cỡ nguyên tử Bằng cách này người ta dễ dàng đạt được kích thước phù hợp để có thể quan sát được hiệu ứng giam giữ lượng tử đối với điện tử ở nhiệt độ phòng [2]

Hình 1 biểu diễn mô hình hố lượng tử đơn giản nhất có thể nuôi cấy được Đây là trường hợp một cấu trúc GaAs/AlGaAs được cho lớn lên trên đế GaAs Cấu trúc này gồm một lớp bán dẫn GaAs có chiều dày d (chỉ cỡ 10nm) được đặt xen kẽ giữa hai lớp bán dẫn AlGaAs có bề dày lớn hơn Độ dày d được chọn sao cho chuyển động của điện tử trong lớp GaAs bị lượng tử hóa

U

Hình 1 Hố lượng tử đơn Hình 2 Đa hố lượng tử

Hệ tọa độ được đặt sao cho phương z trùng với phương lớn lên của tinh thể (crystal growth direction), còn các trục x và y nằm trong mặt phẳng đế Theo cách này, chuyển động của hạt theo phương z bị lượng tử hóa, còn theo phương x y, hạt chuyển động tự do

Nửa dưới hình 1 mô tả sự thay đổi theo không gian của vùng dẫn (C.B conduction band) và vùng hóa trị (V.B valence band) dọc theo hướng z Độ rộng vùng cấm của AlGaAs lớn hơn so với GaAs, khi đó các đường biên tương ứng với các trạng thái thấp nhất trong vùng dẫn và cao nhất trong vùng hóa trị của GaAs nằm giữa khe vùng của AlGaAs Như vậy, đã có các hàng rào thế được sinh ra tại các biên tiếp xúc giữa các lớp bán dẫn, do sự không liên tục của vùng dẫn và vùng hóa trị, hình thành nên một hố thế ở lớp GaAs trong trường hợp này gọi là hố lượng tử (quantum well) Các điện tử trong vùng dẫn và lỗ trống trong vùng hóa trị bị “bẫy” và bị giam nhốt trong các hố thế này Theo đó chuyển động của chúng theo phương z bị lượng tử hóa, nhưng theo mặt phẳng  x y, vẫn là tự do Vì vậy, cấu trúc hố lượng tử còn được gọi là các bán dẫn 2 chiều (2 chiều tự do), và hệ điện tử trong cấu trúc này được gọi là các hệ điện tử chuẩn hai chiều

Đa hố lượng tử

Trong thực tế, người ta thường tạo ra các cấu trúc hai chiều nhiều lớp gọi là đa hố lượng tử (multipe quantum well) hay siêu mạng (supperlattice) như hình 2 Là một cấu trúc trong đó các lớp bán dẫn có bề rộng vùng cấm khác nhau được đặt xen kẽ lẫn nhau Thường thì bán dẫn có bề rộng vùng cấm lớn tạo nên một hàng rào thế để ngăn cản electron trong hố thế chuyển động qua các hố khác

Siêu mạng

Siêu mạng là một cấu trúc đa giếng lượng tử trong đó bề rộng của hàng rào đủ nhỏ để electron trong một hố thế có thể xuyên qua chúng để qua các hố thế khác Điều này tạo nên các mini vùng năng lượng (miniband) và mini vùng cấm (minigap)

4 Phổ năng lượng và hàm sóng của điện tử trong hố lượng tử với thế parabol

Về mặt hình thức, tất cả các cấu trúc với hệ điện tử chuẩn 2 chiều (hố lượng tử và siêu mạng bán dẫn) đều có thể xem như hố thế một chiều V z theo hướng mà chuyển động của các điện tử bị giới hạn, thường chọn là hướng z Sự khác biệt giữa các cấu trúc này là dạng của V z  Theo cơ học lượng tử, chuyển động của điện tử trong hố thế đó bị lượng tử hóa và năng lượng của điện tử sẽ bị đặc trưng bởi một số n

nào đó, thành các mức gián đoạn E n (miền giá trị của n tùy thuộc vào mô hình) Trong khi đó, chuyển động của điện tử trong mặt phẳng  x y, là tự do, hàm sóng có dạng sóng phẳng, còn phổ năng lượng của điện tử sẽ có dạng parabol thông thường

trong đó 0 là tần số đặc trưng của hố parabol, thì phổ năng lượng và hàm sóng theo

phương z có dạng

0

1 , 2

  2 2

0

12

V z  m z

Vì vậy hàm sóng tổng hợp (3 chiều) của điện tử trong hố lượng tử thế parabol có dạng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Ngọc Long (2002), Vật lý chất rắn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

2 Mark Fox (2001), Optical Properties of Solids, Department of Physics and Astronomy University of

Sheffield, Oxford University Press

3 Đỗ Đình Thanh, Phạm Quý Tư (2002), Cơ học lượng tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ SỐ

TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU

Sinh viên thực hiện: Châu Đình Luân – CĐ XD Cầu đường K54

Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Dũng

Tóm tắt: Bài báo trình bày sự ảnh hưởng của tỷ số cố kết m theo phương ngang C h và theo phương thẳng đứng Cv trong xử lý đắp trên đất yếu bằng thiết bị thoát nước thẳng đứng: Cọc cát, giếng cát, bấc thấm Thông qua ví dụ tính toán cụ thể để thể hiện sự thay đổi yếu tố kỹ thuật, kinh tế (giá thành) của biện pháp gia cố nền đất yếu theo cách chọn hệ số m, giúp cho người kỹ sư có cách nhìn tổng quan về sự chọn lựa hệ số m khi thiết kế

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Chúng ta đang đối diện nhu cầu ngày càng cấp bách, có nhiều công trình quy mô lớn cần có giải pháp gia cố nền đất yếu để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Đó là vấn đề kỹ thuật nan giải và tốn kém trong xây dựng công trình

Việc điều tra khảo sát phân tích, thí nghiệm, thiết kế, thi công gia cố nền đất yếu có cơ sở khoa học, kỹ thuật, tiết kiệm đầu tư là nhiệm vụ rất quan trọng Song hiện nay, giữa lý thuyết và thực tế công trình còn có một khoảng cách khá xa

Xử lý nền đất yếu là một lĩnh vực kỹ thuật vô cùng phức tạp, đòi hỏi phải nắm vững nguyên lý, lý thuyết tính toán, thí nghiệm, thiết kế thi công, kiểm tra, hiệu chỉnh trong quá trình thi công ở hiện trường

Hiện nay ở Việt Nam biện pháp xử lý nền đất yếu chủ yếu là sử dụng thiết bị thoát nước thẳng đứng: cắm bấc thấm, cọc cát, giếng cát Vấn đề thực tế đang tồn tại đó là sau khi xử lý nền với chi phí rất lớn thì trong quá trình khai thác công trình vẫn còn biến dạng lún làm giảm chất lượng công trình và thiệt hại nhiều về kinh tế

Hiệu quả của việc xử lý nền đất yếu bằng thiết bị thoát nước thẳng đứng ảnh hưởng bởi nhiều nguyên nhân từ khâu khảo sát, thiết kế, thi công… Để nâng cao hiệu quả kinh tế cho việc thiết kế xử lý nền đất yếu thì giai đoạn thiết kế đóng vai trò quan trọng Trong bài này tác giả đề cập đến vấn đề lựa chọn tỷ số m giữa hệ số cố kết theo phương ngang Ch và phương đứng Cv (m=Ch/Cv) trong bài toán xử lý nền đất yếu bằng thiết bị thoát nước thẳng đứng, giúp cho người thiết kế lựa chọn được giá trị m phù hợp đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế

2 NỘI DUNG

2.1 Phương pháp tính lún cố kết theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 262 – 2000

Độ lún cố kết của nền đắp trên đất yếu sau thời gian t nói trên được xác định

như sau: S = S U (2.1.1)