bài tập nghiên cứu khoa học (Crocodille)

+ chỉnh các thông số của dụng cụ : bấm phải chuột vào dụng cụ, chọn Properties , chọn các thông số trong bảng Properties cho phù hợp + Lưu và chạy thử thí nghiệm + trình chiếu thí nghiệm

PHẦN 2 : ĐÓNG GÓP CHO ĐỀ TÀI Sử Dụng Phần Mềm Crocodile Physic, Thiết Kế Thí

Nghiệm Ảo Sử Dụng Trong Dạy Học Bài Thực Hành “Khảo Sát Đặc Tính Chỉnh Lưu Của

Diode Bán Dẫn Và Đặc Tính Khuyếch Đại Của Transistor , chương trình vật lý 11 THPT.

I, Giới Thiệu Phần Mềm Crocodile Physic :

Hiện nay có rất nhiều phần mềm mô phỏng các thí

nghiệ vật lý , như working model , electronic workbench,

Crocodile Physic… mỗi phần mềm đều có những ưu nhược điểm và thế mạnh riêng trong đó , phần mềm

Crocodile Physic hiện đang thể hiện được nhiều ưu điểm

và đuợc sử dụng trong dạy học vật lý phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo Crocodile Physic của Crocodile clips Ltd cho đến nay đã có rất nhiều phiên bản, phiên bản mới nhất là 606 nó chuyên dùng thiết kết và trình diễn các thí nghiệm cơ học , quang học, điện học, sóng và dao động điều hòa … sử dụng trong dạy học và nghiên cứu vật lý

Phần mềm Crocodile Physic có giao diện đẹp , dễ

sử dụng , có thể kết hợp với powerpoint để thiết kế

một bài giảng vật lý hay và sinh động , phù hợp với yêu cầu dạy học hiện nay

II, Giới Thiệu Tổng Quan Các Dụng Cụ Sử

Dụng Trong Phần

Điện Học

1, Giao Diện Phần Mềm Crocodile Physic :

 Giao diện phần mềm Crocodile Physic gồm ba phần chính :

+ Side pane : chứa các thí nghiệm mẫu , thư viện các

dụng cụ và bảng thuộc tính của các dụng cụ

+Scene : là vùng thiết kế và tiến hành các thí

nghiệm

+ Thanh menu và thanh công cụ :

- Chứa các menu File, Edit, view, Scene ,…

- Thanh công cụ :

Chứa các công cụ delete , New , Open, Save, phóng to, thu nhỏ …

2, Cách Thức Tạo Một Thí Nghiệm Ảo :

+ Mở một trang thí nghiệm mới : vào menu File / New

Hoặc CTRL + N …

+ Lấy các dụng cụ trong phần Parts library

+ thiết kế , ghép nối các dụng cụ , tạo thành thí

nghiệm

+ chỉnh các thông số của dụng cụ : bấm phải

chuột vào dụng cụ, chọn Properties , chọn các thông số trong bảng Properties cho phù hợp

+ Lưu và chạy thử thí nghiệm

+ trình chiếu thí nghiệm : để trình chiếu , vào menu View / full Screen , hoặc bấm F11 Chúng ta có thể đưa vào

PowerPoint bằng cách tạo một liên kết từ PowerPoint rồi dẫn đến File thí nghiệm Đặc biệt với phiên bản

Crocodile Phyics thương mại sẽ cho phép chúng ta xuất thí

nghiệm thành Flash hoặc phim , có thể nhúng vào PowerPoint một cách dễ dàng

TRANG THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM

LẤY DỤNG CỤ

CHỈNH TỐC ĐỘ THÍ NGHIỆM

3, Các Dụng Cụ Thí Nghiệm Phần Điện Học – Điện Từ Học :

Trong thư viện dụng cụ phần điện gồm có 3 ngăn chứa

+ Analog : chứa các dụng cụ ở dạng kí

hiệu

+ Pictorial : chứa các dụng cụ ở

dạng hình ảnh

+ Digital : chứa các dụng cụ thiết bị

số , logic

Riêng trong phần Analog , là phần chúng ta sẽ sử dụng trong

thiết kế thí nghiệm vật lý THPT gồm có các thành phần sau :

III, Thiết Kế Thí Nghiệm :

1, Thí nghiệm khảo sát đặc tính chỉnh lưu

của Điốt :

 Bước 1 : tạo mới một trang thí nghiệm

 Bước 2 : lấy các dụng cụ thí nghiệm trong phần Parts library / Electronic

gồm có:

+ Nguồn phát tín hiệu xoay chiều (Trong phần

Analog/Signal gernerator & Sound)

+ Điện trở R (Trong phần Analog / passive components)

+ Điốt D (Trong phần Analog/ Discrete Semiconductor)

+ Khóa K (Trong phần Analog/ Switches)

+ Các nút bấm Pause và Reload trong phần

Presentation

 Bước 3 : Lắp các dụng cụ thành mạch điện như hình

dưới đây , chọn lại các thông số của linh kiện

+ Đối với nguồn phát tín hiệu xoay chiều, sau khi

chúng ta lấy ra từ thư viện , cần phải điều chỉnh

Chứa các nguồn Chứa các khóa và công tắc Chứa các thiết bị nhận tín hiệu Chứa các linh kiện thụ động (điện trở , tụ điện …) Chứa các linh kiện bán dẫn

(Diode, transistor ….) Chứa các mạch tích hợp , IC số … Chứa các nguồn tín hiệu (xoay chiều , âm tần )

Chứa các lọai đèn và thiết bị quang báo

Chứa các loại đồng hồ đo (Ampe kế , Vôn kế)

tần sồ bằng cách trỏ chuột và bấm vào con số chỉ tần số sau đó nhập lại số mới 50 Hz (xem hình vẽ hướng dẫn)

+ Đối với điện trở cũng tương tự , chọn giá trị 100 và đơn vị 

Để học sinh thấy rõ đặc tính chỉnh lưu của Điốt ,

chúng ta nên mắc hai mạch điện , một mạch có điốt và một mạch chỉ có điện trở và tạo hai đồ thị biểu diễn dòng điện trong hai mạch

Điều chỉnh tần

số máy phát Điều chỉnh giá trị và đơn vị đo điện trở

Sơ đồ lắp ghép mạch điện

 Bước 4 : Tạo và điều chỉnh đồ thị biểu diễn dòng điện trong mạch để thể hiện rõ đặc tính chỉnh lưu của Điốt

+ chúng ta lấy đồ thị từ ngăn Presentation trong

Parts library

+ lấy ra hai đồ thị, một đồ thị chúng ta nhấp chuột

vào nút properties ( ) kéo đến điện trở thứ nhất trong mạch có chỉnh lưu , đồ thị còn lại chúng

ta kéo đến nối với điện trở trong mạch không chỉnh lưu chọn thuộc tính của đồ thị là Curent (dòng điện) + điều chỉnh lại đồ thị bằng cách bấm nút phải chuột vào đồ thị , chọn properties trong bảng

properties chọn các thông số như sau :

- Trong mục Traces , chọn Show Traces, các thông số màu khác tùy ý

- Trong mục Y-axis , chọn min -60, max 60, unit là mA

- Trong mục X-axis , chọn trong thẻ Measure là Global Property , trong thẻ Range chọn min 0 , max 100, unit là ms, trong thẻ Gridline chọn major, evrey 5

- Hai đồ thị nên chỉnh các thông số giống nhau hoàn toàn và đăït thẳng hàng với nhau

+ Tạo các đoạn text chú thích cho đồ thị : vào Parts library / Presentation

chọn đối tượng Text ( ) kéo thả vào

Scene Hoặc tạo một autoShape & văn bản trong word sau đó chèn vào dưới dạng hình ảnh

 Bước 5 : Chạy thử thí nghiệm

+ Sau khi đặt các nút reload và pause, vào File/Save as, chọn nơi lưu

+ Đóng các khóa K , bấm nút pause để bắt đầu thí nghiệm

+ để quay lại trạng thái ban đầu , chúng ta bấm vào nút Reload

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NHƯ SAU :

Kết luận : Dựa vào đồ thị , chúng ta thấy rằng dòng

điện qua điện trở dao động theo hình sin , trong mạch chỉnh lưu chỉ có nửa chu kì dương Diode mới cho dòng điện chạy qua nửa chu kì âm, Diode không cho dòng điện chạy qua Qua đó học sinh có thể hiểu được đặc tính chỉnh lưu của Diode

2, Thí nghiệm khảo sát đặc tính khuyếch đại của Transistor

 Bước 1 : tạo mới một trang thí nghiệm

 Bước 2 : lấy các dụng cụ thí nghiệm trong phần Parts library / Electronic

gồm có :

+ 1 Nguồn phát tín hiệu xoay chiều (Trong phần

Analog/Signal gernerator & Sound)

+ 3 Điện trở R (Trong phần Analog / passive components) + 1 Transistor NPN (Trong phần Analog/ Discrete

Semiconductor)

+ 2 Khóa K (Trong phần Analog/ Switches)

+ 1 nguồn điện trong phần Analog/Power Supplies

+ 1 điểm nối đất (Ground) trong phần Analog/Power Supplies

+ Các nút bấm Pause và Reload trong phần

Presentation

 Bước 3 :

+ Chọn các thông số của kinh liện là :

-Các điện trở là 10 kΩ và 150kΩ -Tụ dẫn tín hiệu : 1µF (1000pF)

-Máy phát tín hiệu ở tần số khoảng 500Hz -Nguồn điện : 9V

+Lắp ghép thí nghiệm như hình vẽ

+ Chèn các hình ảnh đã vẽ bằng autoShape chú thích cho thí nghiệm :

-Vào Parts library / Presentation, chọn đối tượng picture

kéo thả vào trong Scene đang làm việc

- Nhấp phải chuột vào đối tượng picture , chọn

Properties

- Trong hộp Properties, nhấp chuột vào dấu + chọn đường dẫn hình ảnh

 Bước 4 : Tạo đồ thị biểu diễn tín hiệu vào và tín hiệu ra , cho thấy được đặc tính khuyếch đại của

Transistor

+ Chúng ta lấy đồ thị từ ngăn Presentation trong

Parts library

+ Nhấp chuột vào đồ thị , chọn Properties Trong hộp Properties, chỉnh các thông số như sau :

- Ở mục Trace, chọn Trace 1, đánh dấu vào Show trace, chọn màu của đường là màu đỏ

-Chọn Trace 2, đánh dấu Show trace, chọn màu của đường là màu xanh

-Trong mục Y-axis , chọn min -10, max 10, unit là V

-Trong mục X-axis , chọn trong thẻ Measure là Global Property , trong thẻ Range chọn min 0, max 10, unit là

ms, trong thẻ Gridline chọn major , evrey 2

+ Trở lại Scene , nhấp vào nút Properties của Trace 1 (màu đỏ) kéo đến nối với đầu ra của tín hiệu

(chân E của Transistor) chọn Trace 1 là đường biểu diễn của tín hiệu ra, đã được khuyếch đại

+ Nhấp vào nút Properties của Trace 2 (màu xanh) kéo đến nối với đầu vào của tín hiệu (đầu ra của nguồn phát tín hiệu) Trace 2 là đường biểu diễn của tín hiệu vào

 Bước 5 : Chạy thử thí nghiệm

+ Sau khi đặt các nút reload và pause, vào File/Save as, chọn nơi lưu

+ Đóng các khóa K , bấm nút pause để bắt đầu thí nghiệm

+ để quay lại trạng thái ban đầu , chúng ta bấm vào nút Reload

Kết luận : dựa vào đồ thị , chúng ta thấy rằng tín hiệu

đầu vào dao động theo hình sin từ -5v  5v được khuyếch đại lên mức cao hơn từ 0v  9v Thông qua thí nghiệm , học sinh có thể hiểu được đặc tính khuyếch đại của Transistor

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NHƯ SAU : (hình 12)

Phần 3 :Một Số Phụ Lục :Kỹ Thuật Tạo Nút Bấm Động Trong Các Thí Nghiệm Ảo Crocodile Physics

Trong một số thí nghiệm ảo Crocodile Physics

chúng ta cần tạo nút bấm để thực hiện một số tác vụ , chẳn hạn như dịch chuyển một đối tượng , xoay đối tượng , thay đổi các thông số …

Chúng ta hãy xét một ví dụ trong phần Contents : Optics / Convex and Concave mirror Các nút bấm

(Hình 12)

(Hình 13)

Trong giới hạn đề tài này , tôi xin trình bày cách tạo một nút bấm làm dịch chuyển thấu kính sang trái hoặc sang phải

 Trước hết , chúng ta tạo mới một Scene, Vào Parts library / Optics lấy không gian Optic Space và thấu kính đặt vào Scene

 Chèn vào Scene một nút ( ) trong phần Parts library / Presentation

 Chỉnh lại hình ảnh cho nút : nhấp phải chuột vào nút, chọn Properties, trong bảng Properties,chọn Button Type và đánh dấu vào Push

 Trong thẻ Frame:

- chọn up image, bấm dấu cộng (+), chọn đến hình dấu mũi tên qua phải , hình này

là lớp trên (hình này có thể vẽ

trong powerpoint hay Corel)

- chọn hover image, chọn trùng với

hình up image

- chọn down image, bấm dấu cộng,

chọn đến hình dấu mũi tên qua

phải của ở lớp dưới

Nút bấm dịch chuyển vật sang phải

Nút bấm dịch chuyển vật sang trái

(Giải thích : up image là hình lớp phía trên, hình này

hiện khi ta không bấm vào nut Down image là hình hiện lên khi ta bấm chuột Hover image là hình hiện lên khi ta rê chuột qua nút)

 Tạo một Pop up cho nút đó : nhấp phải chuột vào nút , chọn Show/New Popup (Trong

một Poup có thể chứa nhiều

câu lệnh và các thao tác tương

tự như trong một Scene)

Đối với phiên bản Crocodile

Physics 605 không cho phép chúng

ta chèn các câu lệnh vào trong

Popup , việc này chỉ có thể thực

hiện trong Crocodile Physics 605

phiên bản Thương mại Chúng ta

có thể chèn câu lệnh vào Popup

bằng cách Copy các câu lệnh đã

sẵn có trong các thí nghiệm mẫu

 Để copy các lệnh , cầ phải mở Popup ra bằng cách nhấp phải chuột vào đối tượng , chọn Show, đánh dấu vào Popup cần hiện lên cụ thể trong phần này ta nhấp phải chuột vào nút bấm dịch sang phải , chọn Show / Popup 1 Khi Popup 1 hiện lên , chúng ta copy từng khung chứa các lệnh Sau đó trở lại Popup của nút dịch

chuyển thấu kính , dán vào đó Chúng ta dán đủ 4

khung lệnh sau đó ghép lại dúng thứ tự như trước (hình 15)

lệnh Ta bấm vào nút Properties của khung lệnh thứ hai, kéo đến nối với thấu kính tương tự ta cũng kéo nút

Properties của khung thứ ba nối

với thấu kính

 Trong khung thứ 3 , chọn giá trị

là X+50

Sau khi hoàn thành các đối

tượng trong Popup ta đóng Popup

lại

Lúc này ta có thể bấm vào nút để thực hiện việc dịch chuyển thấu kính sang phải Độ rộng của khoảng dịch chuyển có thể chọn là X + 75 hay một giá trị tùy

ý

Sau khi hoàn thành nút dịch chuyển sang phải , chúng

ta tiến hành tương tự để tạo nút dịch chuyển sang trái nhưng chú ý trong khung lệnh thứ 3 ta chọn giá trị là

X-50

Trên đây tôi đã trình bày cách thực hiện một nút bấm làm dịch chuyển thấu kính, có thể áp dụng nút này cho các đối tượng khác tùy vào mục đích sử dụng