1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

SKKN MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG

12 111 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 12
Dung lượng 298 KB
File đính kèm SKKN MOT SO DANG TOAN VE GIAO THOA ANH SANG.rar (60 KB)

Nội dung

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG THPT TÂN HỒNG _ VÕ DUY HÙNG PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC VỚI KHE Y-ÂNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tân Hồng, tháng năm 2017 MỤC LỤC Trang I Sơ lược thân II Nội dung 1 Thực trạng, nguyên nhân 1.1 Thực trạng 1.2 Nguyên nhân Tên sáng kiến dụng áp 2.1 Tên sáng kiến 2.2 Lĩnh vực dụng áp Nội dung sáng kiến 3.1 Lý thuyết toán giải 3.2 Các dạng toán gặp thường Hiệu Khả vận dụng áp lĩnh dụng vực CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÁO CÁO TÓM TẮT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NĂM HỌC 2016 - 2017 Mã số 06 I Sơ lược thân Họ tên : VÕ DUY HÙNG Năm sinh : 29/08/1985 Trình độ chun mơn nghiệp vụ : ĐHSP ngành Vật Lý Nhiệm vụ phân công : Dạy lớp + Chủ nhiệm Đơn vị : Trường THPT Tân Hồng II Nội dung Thực trạng, nguyên nhân 1.1 Thực trạng Vật lý môn khoa học nên việc dạy Vật lý trường phổ thông phải giúp học sinh nắm kiến thức bản, trọng tâm môn, mối quan hệ vật lý môn khoa học khác để vận dụng quy luật vật lý vào thực tiễn đời sống Tuy nhiên đợt kiểm tra tập trung, thi học kì, kì thi THPT quốc gia mơn Vật lý tổ chức thi hình thức trắc nghiệm khách quan Vấn đề đặt với số lượng lớn câu hỏi trắc nghiệm, đề thi trắc nghiệm phủ hết chương trình, mà thời gian trả lời câu hỏi ngắn (không 1,5 phút) nên việc học sinh không quan tâm đến phương pháp giải dạng toán tất yếu hệ câu hỏi yêu cầu hiểu vận dụng HS giải (18,28%HS lớp 12cb3) Thực tế cho thấy việc phân dạng tập chương đòi hỏi người giáo viên phải có kiến thức tổng hợp xuyên suốt chương điều làm cụ thể hóa lượng kiến thức chương giúp học sinh tiếp cận nhanh nhớ lâu lượng kiến thức 1.2 Nguyên nhân Do áp lực thời gian trọng đến kết đợt kiểm tra thi cử nên học sinh cần đến quan tâm đến kết cuối Các kiến thức Sách giáo khoa bản, nhiên khơng có kiến thức tổng hợp xun suốt chương nên học sinh khơng thể phân dạng dạng tập Khi gặp tập đòi hỏi phải có suy luận em lúng túng khơng biết làm Mặt khác thời gian tiết dạy ngắn nên giáo viên đa phần giải tập bám sát sách giáo khoa, phân dạng hết dạng tập cho học sinh tiết học Từ thực tế nên chọn đề tài : “PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC VỚI KHE Y-ÂNG” để giúp em học sinh củng cố kiến thức chủ động tìm cách giải nhanh hiệu dạng tập hay xuất đề thi THPT quốc gia, Cao đẳng, Đại học gần “Sóng ánh sáng” Tên sáng kiến lĩnh vực áp dụng 2.1 Tên sáng kiến PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG TOÁN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC VỚI KHE Y-ÂNG 2.2 Lĩnh vực áp dụng Bài tập Vật Lý 12 – Chương : Sóng Ánh Sáng Nội dung sáng kiến (Các biện pháp thực hiện) 3.1 Lý thuyết áp dụng giải toán : a) Khoảng vân - Định nghĩa : Khoảng vân khoảng cách vân sáng (hoặc vân tối) liên tiếp - Công thức : i = D a + a : khoảng cách khe + D : khoảng cách từ hai khe đến quan sát +  : bước sóng ánh sáng b) Vị trí vân sáng : x = k D = ki a (k � Z)  k = : vân sáng trung tâm  k = 1: vân sáng bậc (thứ)  k = 2: vân sáng bậc (thứ) c) Vị trí vân tối : x = (k + ½) D = (k + ½ )i a  k = (hoặc k = - 1) : vân tối thứ  k = (hoặc k = - 2) : vân tối thứ (k � Z)  k = (hoặc k = - 3) : vân tối thứ 3.2 Các dạng toán thường gặp 3.2.1 Dạng : Xác định khoảng vân, vị trí vân sáng, vị trí vân tối, Phương pháp giải : - Áp dụng cơng thức tính i , xs , xt - Chú ý :  Giữa n vân sáng (hoặc n vân tối) liên tiếp có (n – 1) khoảng vân  Sử dụng đơn vị : a (mm), D (m),  (  m) i (mm) Ví dụ (ĐH 2007) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,48 μm B 0,40 μm C 0,60 μm D 0,76 μm Giải : a = (mm), D = 1,5 (m) - Ta có : 4i = 3,6 (mm) � i = 0,9 (mm) - Mà : i = D �  = 0,60 (μm) a D Ví dụ (CĐ 2013): Thực thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 m, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến 1m Trên quan sát, vân sáng bậc cách vân sáng trung tâm A 3,2 mm B 4,8 mm C 1,6 mm D 2,4 mm Giải : a = 0,5 (mm), D = (m),  = 0,4 (m) Vị trí vân sáng bậc : x = k 0, 4.1 D = 0,5 = 3,2 (mm) a 3.2.2 Dạng : Xác định vị trí biết (cho giá trị x) vân sáng hay vân tối ? Bậc (thứ) ? Phương pháp giải : - Tính i (nếu chưa có) - Lập tỉ số : x i x = k (k �Z) � vân sáng bậc (thứ) k i x + Nếu = k + 0,5 (k � Z) � vân tối thứ (k + 1) i + Nếu Ví dụ (CĐ 2007) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng 0,6 μm Trên thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M cách vân sáng trung tâm (chính giữa) khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ) A B C D Giải : a = 0,5 (mm), D = 1,5 (m), λ = 0,6 (μm), xM = 5,4 (mm) 0, 6.1,5 D = 0,5 = 1,8 (mm) a xM 5, - Lập tỉ số : i  1,8 = - Ta có : i = - Vậy M vân sáng bậc (thứ) Ví dụ : Trong thí nghiệm Y-âng, hai khe S1 S2 cách mm, hai khe cách m, bước sóng dùng thí nghiệm 0,6 μm vị trí M cách vân trung tâm đoạn 7,8 mm có A vân sáng thứ B vân tối thứ C vân sáng thứ D vân tối thứ Giải : a = (mm), D = (m), λ = 0,6 (μm), xM = 7,8 (mm) D 0, 6.4 = = 1,2 (mm) a xM 7,8 - Lập tỉ số : i  1, = 6,5 = + 0,5 - Ta có : i = - Vậy M vân tối thứ 3.2.3 Dạng : Xác định số vân sáng (hoặc vân tối) quan sát bề rộng giao thoa trường (L) Phương pháp giải : - Tính i (nếu chưa có) - Lập tỉ số : L = n + phần lẻ 2i - Số vân sáng : Ns = 2n + - Số vân tối : + Phần lẻ �0,5 : Nt = 2n + + Phần lẻ < 0,5 : Nt = 2n Ví dụ (CĐ 2009) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Vùng giao thoa rộng 26 mm (vân trung tâm giữa) Số vân sáng A 15 B 17 C 13 D 11 Giải : a = 0,5 (mm), D = (m), λ = 0,5 (μm), L = 26 (mm) 0,5.2 D = 0,5 = (mm) a L 26 - Lập tỉ số : = = 6,5 = + 0,5 2i - Ta có : i = - Số vân sáng : Ns = 2n + = 13 Ví dụ (ĐH 2010) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2,5 m, bề rộng miền giao thoa 1,25 cm Tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân Giải : a = (mm), D = 2,5 (m), λ = 0,6 (μm), L = 12,5 (mm) D 0, 6.2,5 = = 1,5 (mm) a 12,5 L - Lập tỉ số : = 2.1,5 = 4,17 = + 0,17 2i - Ta có : i = - Số vân sáng : Ns = 2n + = - Số vân tối : Nt = 2n = - Vậy tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa 17 vân 3.2.4 Dạng : Xác định khoảng cách hai vân Phương pháp giải : - Nếu hai vân phía so với vân sáng trung tâm : x = x2 – x1 (x2 > x1) - Nếu hai vân khác phía so với vân sáng trung tâm : x = /x1/ + /x2/ Ví dụ (CĐ 2013) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng vân quan sát mm Khoảng cách hai vân sáng bậc ba A mm B mm C mm D mm Giải : Khoảng cách hai vân sáng bậc ba : x = 2xs3 = 6i = (mm) Ví dụ : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Bước sóng đơn sắc dùng thí nghiệm 0,5  m Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 (cùng phía với vân trung tâm) A 5,5 mm B 4,5 mm C 4,0 mm D 5,0 mm Giải : Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 (cùng phía với vân trung tâm) : x = xs10 – xs1 = 10i – i = 9i = D 0,5.2 = = 4,5 (mm) a 3.2.5 Dạng : Sự trùng hai vân (giao thoa với ánh sáng đơn sắc 1 , 2 ) Phương pháp giải : - Nếu hai vân sáng ứng với 1, 2 trùng : xs1  xs2 � k11 D k2 2 D  � k11  k22 a a - Nếu hai vân tối ứng với 1, 2 trùng : � �1 D � �2 D � 1� � 1� xt1  xt2 � � k1  �  � k2  � �� k1  � 1  �k2  � 2 � �a � �a � 2� � 2� Ví dụ (CĐ 2011) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu vào hai khe đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,66 µm  = 0,55 µm Trên quan sát, vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ1 trùng với vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ2 ? A Bậc B Bậc C Bậc   Giải : k1 = 5, = 0,66 (µm), = 0,55 (µm) D Bậc k 1 - Hai vân sáng ứng với 1, 2 trùng : k11  k22 � k2   = - Vậy vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ1 trùng với vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ2 Ví dụ (ĐH 2012) : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc 1, 2 có bước sóng 0,48 m 0,60 m Trên quan sát, khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có A vân sáng 1 vân sáng 2 B vân sáng 1 vân sáng 2 C vân sáng 1 vân sáng 2 D vân sáng 1 vân sáng 2 Giải : 1 = 0,48 (µm),  = 0,6 (µm) - Hai vân sáng màu với vân sáng trung tâm hai vân sáng ứng với 1, 2 phải trùng k 2 - Hai vân sáng ứng với 1, 2 trùng : k11  k2 2 � k1    k2 - Vân gần màu với vân sáng trung tâm ứng với k1 = 5, k2 = - Vậy khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vân sáng 1 vân sáng 2 Ví dụ (ĐH 2008): Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,2 m Chiếu sáng hai khe ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm 660 nm thu hệ vân giao thoa Biết vân sáng (trung tâm) ứng với hai xạ trùng Khoảng cách từ vân sáng đến vân gần màu với vân sáng A 4,9 mm B 19,8 mm C 9,9 mm D 29,7 mm   Giải : a = (mm), D = 1,2 (m), = 0,5 (µm), = 0,66 (µm) - Vân gần màu với vân sáng hai vân sáng ứng với 1, 2 phải trùng k 33 2 - Hai vân sáng ứng với 1, 2 trùng : k11  k22 � k1    25 k2 - Vân gần màu với vân sáng ứng với k1 = 33, k2 = 25 - Vậy khoảng cách từ vân sáng đến vân gần màu với vân sáng : x = xs  (hoặc x = xs  k2 2 D ) a k11 D 0,5.1, = 33 = 9,9 (mm) a 3.2.6 Dạng : Xác định số xạ cho vân sáng (hoặc vân tối) vị trí M biết Phương pháp giải : - Nếu ánh sáng cho vân sáng M : xM = xs � k D ax  xM �   M a kD - Mà mắt người có cảm giác ánh sáng có bước sóng nằm khoảng từ 0,38  m đến 0,76  m : ax M � đ kD - Từ bất phương trình � phạm vi giá trị k (k � Z)  t �  � đ �  t � - Tổng số giá trị k số xạ cho vân sáng - Tương tự vân tối Ví dụ (ĐH 2010): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Trên màn, vị trí M cách vân trung tâm mm có vân sáng xạ với bước sóng A 0,48 μm 0,56 μm B 0,40 μm 0,60 μm C 0,45 μm 0,60 μm D 0,40 μm 0,64 μm  Giải : a = 0,8 mm, D = m, t = 380 nm = 0,38  m,  đ = 760 nm = 0,76  m xM = mm - Bức xạ cho vân sáng vị trí cách vân trung tâm mm nên : ax M 0,8.3 1,    ( m) kD 2k k 1, � 0,38 � �076 k  - Mà :  t �  � đ - Giải bất phương trình ta : k = 2, - Vậy : k = �  = 0,6 μm k = �  = 0,4 μm Ví dụ (CĐ 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Nguồn phá ánh sáng gồm xạ đơn sắc có bước sóng khoảng từ 0,38 μm đến 0,76 μm Trên màn, điểm M cách vân trung tâm 3,3 mm có xạ cho vân tối ? A xạ B xạ C xạ D xạ Giải : a = mm, D = m,  t = 0,38  m,  đ = 0,76  m, xM = 3,3 mm - Bức xạ cho vân tối vị trí M cách vân trung tâm 3,3 mm nên : ax M 2.3,3 3,3   (  m) ( k  0,5) D 2(k  0,5) ( k  0,5) 3,3 � 0,38 � �076 (k  0,5)  - Mà :  t �  � đ - Giải bất phương trình ta : k = 4, 5, 6, 7, - Vậy điểm M cách vân trung tâm 3,3 mm có xạ cho vân tối 4 Hiệu - Đa số học sinh hứng thú học tập với việc nắm số dạng toán phương pháp giải dạng toán - Nếu so với việc giải tốn mà khơng phân dạng kết học sinh làm xác, nắm chất đạt tỉ lệ cao, từ hình thành kĩ giải tập trắc nghiệm nên thời gian làm rút ngắn nhiều - Kết khảo sát câu hỏi trắc nghiệm có liên quan đến việc giải dạng toán thời gian 15 phút gồm 10 câu sau : + Lớp thực nghiệm : Đúng 5-7 câu Đúng duới câu 14 24,24% 42,42% 24,24% 9,1% Lớp Số hs Đúng Trên câu Đúng duới câu 12cb6 33 100% 0,0% Năm học Lớp Số hs 2016 2017 12cb2 33 100% Năm học 2016 2017 Đúng câu Đúng câu + Lớp đối chứng : Đúng câu Đúng 5-7 câu 13 14 18,28% 39,39% 42,33% Khả vận dụng - Sáng kiến kinh nghiệm triển khai cho tất học sinh lớp 12 để giải toán Vật lý chương Sóng ánh sáng chủ đề giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc - Trong thời gian tới, thân tơi khắc phục thiếu sót hạn chế đề tài Tân Hồng, ngày 17 tháng năm 2017 Xác nhận Thủ trưởng đơn vị Người viết Võ Duy Hùng Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG THẨM ĐỊNH TRƯỜNG THPT TÂN HỒNG Ưu điểm Tồn cần khắc phục Kết thực đơn vị Hướng phát triển Xếp loại A  ; B  ; C  ; KXL  ; Sao chép  ………………, ngày …… tháng… năm 2017 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (ký tên đóng dấu) ... nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng 0,6 μm Trên thu hình ảnh giao thoa Tại điểm... Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Vùng giao thoa rộng 26 mm (vân... nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2,5 m, bề rộng miền giao thoa 1,25

Ngày đăng: 10/02/2020, 13:16

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w