Hướng dẫn học sinh lớp 12 phương pháp giải nhanh bài tập phần tán sắc ánh sáng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LÊ LỢI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Người thực hiện: Nguyễn Thị Đào Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật ly THANH HOÁ NĂM 2017 Mục lục Trang Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phần II NỘI DUNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN Cơ sở lí luận giáo dục mơi trường Tổ chức hoạt động hướng dẫn học sinh học tập theo hướng tích hợp Tổ chức hoạt động hướng dẫn học sinh thiết lập liên hệ nội dung học với thực tiễn Tổ chức hoạt động hướng dẫn học sinh thơng qua tình giả định II THỰC TRẠNG Thực trạng giáo dục môi trường trường THPT Thực trạng lồng ghép kiến thức bảo vệ môi trường vào phần vẽ xây dựng – Công nghệ 11 III GIẢI PHÁP A Giao nhiệm vụ cho học sinh Thực trạng sử dụng vật liệu xây dựng địa phương em Sự tác động đến môi trường sức khỏe ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng nung 7 7 Tình trạng khai thác gỗ nguy giảm diện tích rừng Nguy thu hẹp nguồn tài nguyên đất canh tác 10 B Kế hoạch dạy học 11 Mục tiêu Chuẩn bị giáo viên học sinh 11 12 Tiến trình dạy học Rút kinh nghiệm dạy IV HIỆU QUẢ 12 16 16 Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Kết đạt Bài học kinh nghiệm 18 18 18 II KIẾN NGHỊ 19 Tài liệu tham khảo 21 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong giới biến động giây phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ vấn đề đào tạo người có tri thức, có đạo đức, có lực làm việc, lĩnh hội sử dụng công nghệ đại đặt trách nhiệm cho toàn ngành giáo dục xã hội Nghị TW khóa VIII rõ: "Đổi phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học, bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh" Trước tình hình giáo dục nước ta phải đổi mạnh mẽ, sâu sắc toàn diện để tạo cho đất nước đội ngũ nhân lực có tri thức, có tay nghề vững vàng đủ khả hội nhập, theo kịp yêu cầu đất nước nói riêng giới nói chung Phát triển giáo dục, đào tạo động lực quan trọng thúc nghiệp công nghiệp hóa - đại hóa đất nước, điều kiện để phát huy nguồn lực người, yếu tố để phát triển xã hội Để đáp ứng đòi hỏi xã hội ngành giáo dục phải đổi chương trình giáo dục, đổi phương pháp giảng dạy đổi phương pháp kiểm tra đánh giá cho phù hợp Nhà trường phổ thông không trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ mà phải trang bị cho học sinh lực sáng tạo, kiến thức ứng dụng sống hàng ngày Chính đòi hỏi người giáo viên phải giảng dạy nghiêm túc, ý nhiều đến khả phân tích, tổng hợp, giải vấn đề học sinh Học sinh phải có ý thức học tập thật sự, xây dựng động lực học đắn, nắm bắt giải vấn đề cách nhanh chóng Vật lý mơn học có hệ thống tập đa dạng phong phú Qúa trình giải tập có ý nghĩa quan trọng việc thực nhiệm vụ dạy học vật lý nhà trường phổ thông Thông qua việc giải tốt tập vật lý giúp học sinh có kỹ so sánh, phân tích, tổng hợp góp phần to lớn việc phát triển tư học sinh Đặc biệt giải tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống vận dụng kiến thức học vào việc giải tình cụ thể làm cho mơn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn em Trong việc đổi phương pháp kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan phương án Bộ Giáo dục - Đào tạo chọn lựa áp dụng cho môn vật lý kỳ thi THPT quốc gia việc đề thi trắc nghiệm để kiểm tra trình học tập để rèn luyện cho học sinh tiếp cận phương pháp trắc nghiệm, cách làm tập trắc nghiệm việc cần thiết giáo viên Với mong muốn tìm phương pháp giải toán trắc nghiệm cách nhanh chóng hiệu quả, đồng thời có khả trực quan hóa tư học sinh lơi nhiều học sinh tham gia vào giải tập giúp số học sinh chưa yêu thích mơn vật lý cảm thấy đơn giản việc giải tập trắc nghiệm vật lý, chọn đề tài: " Hướng dẫn học sinh lớp 12 phương pháp giải nhanh bài tập phần tán sắc ánh sáng" II, MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn xã hội, môn Vật lý môn học mà đa số học sinh ham mê học gắn liền với tượng thực tế phục vụ cho việc chọn ngành nghề sau học xong chương trình phổ thơng, làm tập vật lí em thường lúng túng việc định hướng giải Một số học sinh giỏi có hứng thú tìm tòi cách giải phương pháp đại số dài dễ sai xót nên khơng phù hợp với phương pháp kiểm tra đánh giá theo hình thức trắc nghiệm Hơn nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa khơng dành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải tập hay luyện tập, dẫn đến học sinh khơng có điều kiện bổ sung, mở rộng nâng cao kiến thức rèn kỹ giải tập Vì việc phân dạng tập chương sách vật lý lớp 12 việc làm thiết thực giúp cho học sinh biết vận dụng kiến thức vật lý để giải tập, biết sử dụng thành thạo cơng cụ tốn học việc giải tập Cụ thể hướng dẫn học sinh giải tập phần tán sắc ánh sáng thấy kiến thức, tập đa dạng liên quan nhiều đến kiến thức vật lý lớp 11 nhiều học sinh cho rằng thi THPT quốc gia thi chương trình 12 nên kiến thức vật lý 11 khơng em trọng việc giải tập phần tán sắc ánh sáng trở nên khó khăn với em Hơn nữa, theo phân phối chương trình phần tiết tập, lớp khơng có tiết tự chọn Trong q trình giảng dạy mơn Vật lí trường THPT tơi cố gắng hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ giải tập Vật lí để em đạt kết cao kì thi Vấn đề tính chất đề thi trắc nghiệm rộng dài với 50 câu hỏi trắc nghiệm trải dài hết chương trình lớp 12 nên việc hình thành cơng thức thu gọn kĩ giải tập trắc nghiệm cần thiết Để khắc phục tình trạng tơi chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh phương pháp giải số dạng bài tập tán sắc ánh sáng” Trong khuôn khổ sáng kiến kinh nghiệm hệ thống lại lý thuyết (đặc biệt kiến thức liên quan vật lý 11), chia thành dạng tập nhỏ, dạng đưa phương pháp giải tập ví dụ cụ thể phù hợp chương trình cải cách sách giáo khoa, phù hợp với trình độ học sinh phổ thơng để từ giúp em nắm kiến thức bản, giải toán cách dễ dàng đạt hiệu cao III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Các tập phần tán sắc ánh sáng chương trình vật lý lớp 12 - Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh học lớp 12 IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý thuyết - Giải tập vận dụng - Xác định đối tượng học sinh áp dụng đề tài - Đưa số công thức, ý kiến chưa ghi sách giáo khoa suy giải số tập điển hình - Kiểm tra tiếp thu học sinh bằng đề ôn luyện - Đánh giá, đưa điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp - Cuối phần có câu trắc nghiệm luyện tập PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1.Thí nghiệm tán sắc ánh sáng * Chiếu chùm sáng Mặt trời qua khe hẹp F vào buồng tối Mặt Trời E Đỏ Tím F P G * Kết quả: - Khi qua lăng kính, chùm sáng mặt trời khơng bị lệch phía đáy lăng kính, mà trải dài E thành dải sáng liên tục nhiều màu - Dải màu có màu chính: Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím - Tia đỏ lệch nhất, tia tím lệch nhiều - Dải màu quan sát quang phổ ánh sáng Mặt trời Ánh sáng Mặt trời ánh sáng trắng - Sự tán sắc ánh sáng phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc Một số khái niệm a Hiện tượng tán sắc ánh sáng: Là tượng lăng kính phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc b Ánh sáng đơn sắc: ánh sáng khơng bị tán sắc truyền qua lăng kính Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu gọi màu đơn sắc, tương ứng có giá trị tần số xác định c Ánh sáng trắng: hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng chiết suất lăng kính có giá trị khác ánh sắc đơn sắc khác Chiết suất ánh sáng tím lớn nhất, với ánh sánh đỏ nhỏ Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím qua lăng kính ánh sáng đơn sắc bị lệch đáy lăng kính với góc lệch khác nên chúng không chồng chất lên mà tách thành dải gồm nhiều màu liên tục Chú ý: Trong chương trình lớp 11 chúng tá biết hệ thức tốc độ truyền c v ánh sáng môi trường với chiết suất môi trường n   3.108 , với v v tốc độ truyền ánh sáng mơi trường có chiết suất n Khi ánh sáng truyền v1 n1 1 n1 từ môi trường (1) sang mơi trường (2) ta có v  n �   n 2 2 - Thứ tự xếp bước sóng chiết suất lăng kính với ánh sáng đơn sắc :  đỏ �  da cam � vàng � lục � lam � chàm � tím nđỏ  nda cam  nvàng  nlục  nlam  nchàm  ntím Ứng dụng tượng tán sắc ánh sáng - Ứng dụng máy quang phổ: Tách chùm sáng đa sắc thành thành phần đơn sắc - Giải thích số tượng xảy tự nhiên tượng cầu vồng bảy sắc Các công thức liên quan: + Phản xạ ánh sáng: i i , + Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: sin i n  sin i n sin r sin r n + Phản xạ toàn phần: sin gh  n (n1 n2 ) + Công thức lăng kính: sini1 = nsinr1; A= r1 + r2; + Độ tụ thấu kính: D sini2 = n sỉn2 D=( i1 + i2)- A 1 (n  1)(  ) f R1 R2 - n chiết suất tỉ đối vật liệu làm thấu kính mơi trường đặt thấu kính - R1 , R2 bán kính mặt cầu thấu kính II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Loại 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUYÊN NHÂN CỦA HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG Phương pháp giải - Định nghĩa: Sự tán sắc ánh sáng phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc - Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy chùm sáng phức tạp bị khúc xạ qua mặt phân cách hai mơi trường có chiết suất khác - Tia đỏ bị lệch ( góc lệch nhỏ nhất, góc khúc xạ lớn nhất) tia tím lệch nhiều ( góc lệch lớn nhất, góc khúc xạ nhỏ nhất) - Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím: nđỏ  nda cam  nvàng  nlục  nlam  nchàm  ntím c c.T  - Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt: n  v  v.T  (    bước sóng chân khơng mơi trường đó) , , - Chiết suất phụ thuộc vào bước sóng: n  A  B  ( A, B hằng số phụ thuộc môi trường  bước sóng chân khơng) *Chú ý: Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy hai điều kiện sau thỏa mãn: + Ánh sáng từ mơi trường chiết suất sang mơi trường có chiết suất nhỏ + Góc tới i lớn góc giới hạn igh sin i   Tia sáng là mặt phân cách n sin i   Tia sáng khúc xạ n sin i  Tia sáng bị phản xạ toàn phần n 1 1 1       n đo ncam nvang nluc nlam ncham ntim Các bài tập ví dụ: Bài 1: Một xạ đơn sắc có tần số 4.10 14 Hz Biết chiết suất thủy tinh xạ 1,5 tốc độ ánh sáng chân khơng bằng 3.10 m/s Bước sóng thủy tinh là: A 0,64 m B 0,50 m C 0,55 m D 0,75 m Giải c Ta có: v   n ,   v c 3.10   0,5.10  m 0,5m 14 f nf 1,5.4.10 Chọn đáp án B Bài 2: Bước sóng chân không ánh sáng đỏ 0,75m ánh sáng tím 0,4m Tính bước sóng ánh sáng đỏ ánh sáng tím thủy Biết chiết suất thủy tinh tia đỏ 1,5 tia tím 1,54 Giải c c.T   Ta có: n  v  v.T     n  , ,  đ 0,75  0,50 m nđ 1,5 ,  0,4 t  t  0,26 m nt 1,54 , đ  Vậy: Bài 3: Phát biểu sau sai? A.Trong chân khơng, ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định B.Trong chân khơng, ánh sáng đơn sắc khác truyền với tốc độ C.Trong chân khơng, bước sóng ánh sáng đỏ nhỏ bước sóng ánh sáng tím D.Trong ánh sáng trắng có vô số ánh sáng đơn sắc Giải Trong chân không bước sóng ánh sáng đỏ lớn bước sóng ánh sáng tím Phát biểu C sai Chọn đáp án C Bài 4: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng tam giác ABC đặt khơng khí Một chùm tia sáng đơn sắc màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phương vng góc cho tia ló là mặt AC Tính chiết suất chất làm lăng kính tia màu lam Thay chùm tia màu lam bằng chùm tia sáng trắng gồm màu đỏ, vàng, lục, lam, tím tia ló khỏi mặt AC gồm màu nào? Giải: Vì tia màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phương vng góc cho tia ló n là mặt AC nên sin i  Ta có i = A = 600  sin 60  n  nlam 1,15 lam 1 1 1 Nhận thấy n  n  n  n  n  sin i n  Chỉ có tia tím bị phản xạ toàn đo vang luc lam tim tim phần Vậy tia ló là: Đỏ, vàng, lục, lam Bài tập vận dụng: Bài 1: Chiếu chùm sáng hẹp đơn sắc song song màu lục theo phương vng góc với mặt bên lăng kính tia ló là mặt bên thứ hai lăng kính Nếu thay bằng chùm sáng bằng ba ánh sáng đơn sắc: Cam, chàm tím tia ló khỏi lăng kính mặt bên thứ hai: A Chỉ tia cam B Gồm tia chàm tím C Chỉ có tia tím D Gồm tia cam tím Bài 2: Bước sóng ánh sáng màu đỏ khơng khí 0,75 m Biết chiết suất nước ánh sáng đỏ 4/3 Bước sóng ánh sáng đỏ nước là: A 0,546m B 0,632m C 0,445m D 0,5625m Bài 3: Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc bước sóng ánh sáng chân khơng theo cơng thức n 1,1  10  ,  tính bằng nm Nếu chiết suất tia đỏ 1,28 bước sóng tia là: A 745nm B 640nm C 750nm D 760nm Bài 4: Chiếu chùm sáng hẹp gồm hai xạ vàng lam từ nước khơng khí cho khơng có tượng phản xạ toàn phần Nhận định sau đúng: A Không xác định khác góc khúc xạ B Tia vàng xa pháp tuyến C Tia lam xa pháp tuyến D Cả hai tia có góc khúc xạ Bài 5: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng tam giác ABC góc chiết quang 450 đặt khơng khí Một chùm tia sáng đơn sắc màu lục hẹp song song đến theo phương vng góc với cho chùm tia ló ngồi nằm sát với mặt bên AC Tính chiết suất lăng kính ánh sáng màu lục A 1,41 B 1,42 C 1,43 D 1,44 Loại 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TÁN SẮC ÁNH SÁNG Về loại tập đưa dạng tập thường gặp: Dạng 1: TÁN SẮC QUA LĂNG KÍNH Phương pháp giải: * Chiếu chùm sáng đơn sắc + Sử dụng cơng thức lăng kính: sini1 = nsinr1 ; sini2 = n sỉn2 A= r1 + r2 ; D=( i1 + i2)- A  sin Dm  A A n sin 2 + Góc lệch cực tiểu: i1 = i2  r1 = r2 * Chiếu chùm sáng trắng, tất màu có góc tới i1  i1 nr1  i nr  2 + Khi góc A,i nhỏ    r1  r2  A  D (n  1)  A + Đối với tia đỏ: + Đối với tia tím:  sin i1 nđ sin r1đ  sin i n sin r  2đ đ 2đ  A  r  r 1đ 2đ   Dđ (i  i đ )  A  sin i1 nt sin r1t  sin i n sin r  2t t 2t   A r1t  r2t  Dt (i  i 2t )  A + Góc hợp tia ló đỏ tia ló tím   Dt  Dđ i2t  i2 đ * Các bài tập ví dụ Bài 1: Chiếu chùm tia sáng trắng hẹp song song coi tia sáng vào mặt bên AB lăng kính có góc chiết quang 50 0, góc tới 60 Chùm tia ló khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Biết chiết suất chất làm lăng kính tia đỏ tia tím là: 1,54 1,58 Hãy xác định góc hợp tia đỏ tia tím ló khỏi lăng kính Giải Áp dụng cơng thức lăng kính: sini1 = nsinr1; sini2 = n sỉn2 A= r1 + r2; D=( i1 + i2)- A 10 + Đối với tia đỏ: + Đối với tia tím:  sin 60 sin i  n sin r  sin r   r1đ 34,22 đ 1đ 1đ  , 54   A r  r  r  A  r 50  34,22 15,78 1đ 2đ 2đ 1đ   sin i n sin r  sin i 1,54 sin 15,78  i 24,76 2đ đ 2đ 2đ 2đ  0  Dđ (i  i đ )  A (60  24,76 )  50 34,76  sin 60 sin i  n sin r  sin r   r1t 33,24 t 1t 1t  1,58   A r  r  r  A  r 50  33,24 16,76 1t 2t 2t 1t   sin i n sin r  sin i 1,58 sin 16,76  i 27,10 2t t 2t 2t 2t  0 0  Dđ (i  i đ )  A (60  27,1 )  50 37,1 + Góc hợp tia ló đỏ tia ló tím   Dt  Dđ i2t  i2 đ 27,10  24,760 2,34 Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang 600, chiếu tia sáng đơn sắc màu cam tới mặt bên AB lăng kính với góc tới i cho tia ló khỏi mặt AC với góc lệch cực tiểu bằng 300 Nếu thay bằng ánh sáng đơn sắc khác có chiếu suất 1,3 góc lệch tia ló so với tia tới là: A 34,650 B 21,240 C 23,240 D 43,450 Giải Khi góc lệch cực tiểu ta có: i1  Dm  A 30  60  45 2 Áp dụng cơng thức lăng kính  sin 45 sin i  n sin r  sin r   r1 32,95 1  1,3   A r  r  r  A  r 60  32,95 27,05 2   sin i n sin r  sin i 1,3 sin 27,76  i 36,24 2 2   D (i  i )  A (450  36,24 )  60 21,24  Chọn đáp án B Bài 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên AB từ đáy lên Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,696 Giả sử lúc đầu lăng kính vị trí mà góc lệch D tia tím cực tiểu, phải quay lăng kính góc bằng để tới phiên góc lệch tia đỏ cực tiểu? A 450 B 160 C 150 D 130 Giải: 11 A  0  sin i1 nt sin 1,696 sin 30  i1 58  Góc quay = 580 - 450 = 130 Ta có:  , , A  sin i n sin  sin 30  i 45 đ  Chọn đáp án D *Như chùm sáng hẹp chiếu vào lăng kính có màu cho góc lệch cực tiểu khơng có màu cho góc lệch cực tiểu Muốn màu khác cho góc lệch cực tiểu phải thay đổi góc tới i1 cách quay lăng kính A   sin i1 n sin  i1    sin i , n , sin A  i ,  1  ,  Góc quay= i1  i1 Bài 4: Chiếu chùm tia sáng trắng hẹp song song coi tia sáng vào mặt bên AB ( gần A) lăng kính có góc chiết quang 300, theo phương vng góc Biết chiết suất chất làm lăng kính tia đỏ tia tím là: 1,532 1,5867 Sau lăng kính 1(m) đặt ảnh song song với mặt AB Khoảng cách hai vệt sáng đỏ tím là: A 50mm B 1,2mm C 45mm D 44mm Giải: Ta có: n đ sin A sin iđ  sin iđ 1,532 sin 30  iđ 50  Dđ iđ  A 50  30 20 nt sin A sin it  sin it 1,5867 sin 30  it 52,5  Dt it  A 52,5  30 22,5 DT=IO(tanDt - tanDđ) = 1000.(tan22,50- tan200)= 50(mm) Chọn đáp án A *Như độ rộng quang phổ khoảng cách hai vệt sáng  n đ sin A sin iđ  n sin A sin i  Tia đỏ:   D i  A  Dđ iđ  A màn:   nt sin A sin it  Dt it  A Tia tím:   DT=IO.(tanDt - tanDđ) *Chú ý lăng kính có góc chiết quang bé góc tới bé thì:  Dđ (nđ  1) A  Dt  Dđ (nt  n đ ) A  Dt (nt  1) A D= (n-1)A   12 Độ rộng quang phổ lúc là: DT= IO(tanDt - tanDđ)  IO.(Dt -Dđ)=IO.(nt - nđ)A Bài 5: Chiếu chùm tia sáng trắng, song song hẹp vào mặt bên lăng kính thủy tinh có góc chiết quang 5,73 0, theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác P góc chiết quang Sau lăng kính đặt ảnh song song với mặt phẳng P cách P 1,5 (m) Tính chiều dài quang phổ từ tia đỏ đến tia tím Cho biết chiết suất lăng kinh tia đỏ 1,50 tia tím 1,54 A 8mm B 5mm C 6mm D.4mm Giải:  Dđ (nđ  1) A (1,50  1).5,730 2,865  Dt (nt  1) A (1,54  1).5,730 3,0942 Ta có:  DT=IO.(tanDt - tanDđ) = 1500.(tan3,09420 - tan2,8650)= 6mm Chọn đáp án C Dạng 2: TÁN SẮC QUA LƯỠNG CHẤT PHẲNG * Phương pháp giải: -Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp song song từ khơng khí vào nước góc tới i  rđ  sin i nđ sin rđ nt sin rt    rt   DT  IO.(tan rđ  tan rt ) - Nếu đáy bể đặt gương phẳng chùm tán sắc phản xạ lên mặt nước có độ rộng D T 2 DT , ló ngồi với góc ló bằng góc i nên độ rộng chùm ló là: a  D T sin(90  i) , , , , 13 * Bài tập ví dụ: Chiếu tia sáng trắng hẹp từ khơng khí vào bể nước rộng góc tới 600 Chiều sâu bể nước 1(m) Tìm độ rộng chùm màu sắc chiếu lên đáy bể Biết chiết suất nước tia đỏ tia tím là: 1,33 1,34 A 1,0cm B 1,1cm C 1,3cm D.1,2cm Giải:  rđ 40,630 sin 60  , 33 sin r  , 34 sin r  Ta có:  đ t  rt 40,26  DT 100.(tan rđ  tan rt ) 1,1(cm) Chọn đáp án B Dạng 3: TÁN SẮC QUA BẢN MẶT SONG SONG * Phương pháp giải:  rđ  sin i nđ sin rđ nt sin rt    rt   DT  IO.(tan rđ  tan rt )  DH  DT sin(90  i)  DT cos i  DH  DT sin(90  i)  DT cos i  DH  DT sin(90  i)  DT cos i 14 * Bài tập ví dụ: Chiếu tia sáng trắng hẹp từ khơng khí vào thủy tinh có bề dày 5cm góc tới 800 Biết chiết suất thủy tinh tia đỏ tia tím là: 1,472 1,511 Tính khoảng cách hai tia ló đỏ tím A 0,32mm B 0,33m C 0,34mm D.0,35mm Giải:  rđ 41,99 Ta có: sin 80 1,472 sin rđ 1,511 sin rt    rt 40,67 0 a=DT cos800 = (e tan rđ  e tan rt ) cos 80 0,35mm Chọn đáp án D Dạng 4: TÁN SẮC QUA THẤU KÍNH * Phương pháp giải: 1  Dđ  ( nđ  1)(  )  fđ R1 R2 1 D  ( n  1)(  )   f R1 R2  D  (n  1)(  ) t  t ft R1 R2 fđ n 1  t  Fđ Ft  f đ  f t f t nđ  R   f đ  2(n  1)  đ Nếu R1 = R2 = R  f  R  t 2(nt  1) * Bài tập ví dụ: Bài 1: Một thấu kính thủy tinh hai mặt lồi giống nhau, bán kính R = 20cm Chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,5 ánh sáng tím nt = 15 1,54 Khoảng cách hai tiêu điểm thấu kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím là: A 1,6cm B 2,45cm C 1,25cm D 1,48cm Giải: R R 1 Ta có: f  2(n  1)  Fđ Ft  f đ  f t  ( (n  1)  (n  1) ) đ t Fđ Ft  20 1 (  ) 1,48(cm) 1,5  1,54  Chọn đáp án D Bài 2: Một thấu kính mỏng hai mặt lồi bán kính 10cm, chiết suất chất làm thấu kính tia đỏ tia tím là: nđ = 1,61; nt = 1,69 Chiếu chùm ánh sáng trắng song song với trục Đặt ảnh vng góc trục qua tiêu điểm tia đỏ Biết thấu kính có rìa đường tròn có đường kính 25cm Đường kính vệt sáng là: A 1,3cm B 3,3cm C 3,5cm D 1,6cm Giải: CD F F đ t Ta có: AB  OF  t f đ  ft n 1 1,69   t  1 1 ft nđ  1,61   CD 3,3cm Chọn đáp án B *Chú ý: Thông thường thấu kính có đường rìa đường tròn nên đặt chắn vng góc với trục sau thấu kính hội tụ chắn thu vệt sáng hình tròn Màu sắc đường kính vệt sáng phụ thuộc vào vị trí đặt VD: đặt tiêu điểm đỏ vệt sáng có tâm màu đỏ rìa màu tím đường kính CD tính sau: f  ft n 1 CD Fđ Ft   đ  t 1 AB OFt ft nđ  * Bài tập ví dụ: * Các bài tập vận dụng Bài 1: Chiếu chùm tia sáng trắng hẹp song song coi tia sáng vào mặt bên AB lăng kính có góc chiết quang 60 0, góc tới 450 Chùm tia ló khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Biết chiết suất chất làm lăng kính tia đỏ tia tím 1,459 16 a) Góc hợp tia đỏ ló khỏi lăng kính so với tia tới là: A 300 B 240 C 150 D 160 b) Góc hợp tia tim ló khỏi lăng kính so với tia tới là: A 300 B 240 C 33,70 D 590 c) Góc hợp tia đỏ tia tím ló khỏi lăng kính A 3,30 B 2,40 C 2,30 D 3,70 Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang 0, có chiết suất ánh sáng đỏ 1,643 ánh sáng tím 1,685 Chiếu chùm sáng trắng hẹp song song tới mặt bên lăng kính theo phương gần vng góc cho chùm ló mặt bên Góc hợp tia ló màu đỏ màu tím là: A 0,240 B 3,240 C 0,210 D 6,240 Bài 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên AB từ đáy lên Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím giả sử lúc đầu lăng kính vị trí mà góc lệch D tia tím cực tiểu, phải quay lăng kính góc bằng để tới phiên góc lệch tia đỏ cực tiểu? A 450 B 600 C 150 D 300 Bài 4: Một lăng kính có góc chiết quang 200, chiết suất với tia tím 1,7 với tia đỏ 1,6 Một chùm sáng trắng hẹp vào mặt bên AB ( gần A) theo phương vng góc Sau lăng kính 1(m) đặt ảnh song song với mặt AB khoảng cách hai vệt sáng đỏ tím là: A 1,4mm B 1,2mm C 45mm D 44mm Bài 5: Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp song song từ khơng khí vào bể nước góc tới 600 chiều sâu bể nước 1(m) Dưới đáy bể đặt gương phẳng song song với mặt nước Biết chiết suất nước tia tím tia đỏ 1,34 1,33 Bề rộng dãi quang phổ mặt nước là: A 1,3cm B 1,1cm C 2,2cm D 1,6cm Bài 6: Chiếu tia sáng trắng từ khơng khí vào thủy tinh có bề dày 10cm góc tới 600 Biết chiết suất thủy tinh tia đỏ tia tím 1,547; 1,562 Khoảng cách hai tia ló đỏ tím là: A 0,83cm B 0,35cm C 0,99cm D 0,047cm Bài 7: Cho thấu kính hai mặt lồi bán kính 25cm Biết chiết suất thấu kính tia đỏ tia tím 1,50; 1,54 Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tiêu điểm tia tím là: A 1,85cm B 1,72cm C 1,67cm D 1,58cm PHẦN III: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KIẾN NGHỊ I.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Sau nghiên cứu đem áp dụng vào thực tế giảng dạy thấy đạt kết sau: - Các em nắm phương pháp giải loại tập tán sắc ánh sáng - Đặc biệt em lựa chọn cách giải nhanh đưa kết xác 17 - Các em học khá, giỏi giải nhanh, xác; em học trung bình trở xuống áp dụng phương pháp làm nhiên với tốn khó chậm hay sai xót Với việc hướng dẫn học sinh lớp 12 phương pháp giải tập tán sắc ánh sáng thấy chất lượng học sinh nâng lên rõ rệt Khi kiểm tra , so sách kết áp dụng phương cho học sinh lớp 12 năm học với học sinh lớp 12 năm học 2013 – 2014 chưa áp dụng thấy: Điểm 10 và 4,3 và Lớp 12 (43 em) 14 15 2015- 2016 (11,63%) (32,56%) (34,88%) (13,95%) 6,98%) Chưa áp dụng Lớp 12 ( 43 em) 16 16 2016- 2017 (20,93%) (37,21%) (37,21%) (4,65%) (0%) Đã áp dụng So sánh Tăng Tăng Tăng Giảm Giảm 9,3% 4,65% 2,33% 9,3% 6,98% Như số học sinh biết vận dụng phương pháp để giải toán tán sắc ánh sáng đạt điểm trung bình, khá, giỏi tăng lên rõ rệt, số học sinh điểm yếu, giảm nhiều II BÀI HỌC KINH NGHIỆM Qua trình giảng dạy, hướng dẫn học sinh lớp 12 giải tập phần tán sắc ánh sáng rút vài kinh nghiệm nhỏ: + Học sinh phải nắm bắt kiến thức có hệ thống, hiểu chất tượng vật lý + Học sinh phải nắm vững cách nhận biết loại tập phương pháp giải loại + Đặc biệt hình thức thi trắc nghiệm đòi hỏi em phải định nhanh xác cần phải lựa chọn cách giải nhanh, hiệu III KIẾN NGHỊ Đề tài nhằm giúp học sinh lớp 12 có phương pháp giải tập phần tán sắc ánh sáng cách rõ ràng nhanh gọn phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Trong q trình thực đề tài tơi cố gắng thể nội dung đề tài cách hệ thống, xác rõ ràng khơng tránh khỏi thiếu xót Rất mong bạn đọc đồng nghiệp góp ý XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 25 tháng năm 2015 Tơi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, không chép nội dung người khác ( Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Đào 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao- Nhà xuất giáo dục Bài tập vật lý 12 nâng cao- Nhà xuất giáo dục Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 12- Nguyễn Phú Đồng Bí ơn luyện thi đại học theo chủ đề môn vật lý- Chu Văn Biên Hướng dẫn học chuẩn bị cho kì thi Quốc gia môn Vật lý - Nguyễn Kim Nghĩa- Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 19 20 21 ... lớp 12 phương pháp giải tập tán sắc ánh sáng thấy chất lượng học sinh nâng lên rõ rệt Khi kiểm tra , so sách kết áp dụng phương cho học sinh lớp 12 năm học với học sinh lớp 12 năm học 2013 – 2014... để giải tập, biết sử dụng thành thạo cơng cụ tốn học việc giải tập Cụ thể hướng dẫn học sinh giải tập phần tán sắc ánh sáng thấy kiến thức, tập đa dạng liên quan nhiều đến kiến thức vật lý lớp. .. tư học sinh lôi nhiều học sinh tham gia vào giải tập giúp số học sinh chưa u thích mơn vật lý cảm thấy đơn giản việc giải tập trắc nghiệm vật lý, chọn đề tài: " Hướng dẫn học sinh lớp 12 phương