Hướng dẫn thực hiện chuẩn KTKN 12

PHẦN THỨ HAI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG MƠN VẬT LÍ LỚP 12 THPT MỘT SỐ ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI THỰC HIỆN CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG Phần “Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kĩ năng” tài liệu trình bày theo lớp theo chương Mỗi chương gồm hai phần : a) Chuẩn kiến thức, kĩ chương trình : Phần nêu lại nguyên văn chuẩn kiến thức, kĩ quy định chương trình hành tương ứng chương b) Hướng dẫn thực : Phần chi tiết hoá chuẩn kiến thức, kĩ nêu phần dạng bảng gồm có cột xếp theo chủ đề môn học Các cột bảng gồm : - Cột thứ (STT) ghi thứ tự đơn vị kiến thức, kĩ chủ đề - Cột thứ hai (Chuẩn KT, KN quy định chương trình) nêu lại chuẩn kiến thức, kĩ tương ứng với chủ đề quy định chương trình hành - Cột thứ ba (Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN) trình bày nội dung chi tiết tương ứng với chuẩn kiến thức, kĩ nêu cột thứ hai Đây phần trọng tâm, trình bày kiến thức, kĩ tối thiểu mà HS cần phải đạt trình học tập Các kiến thức, kĩ trình bày cột cấp độ khác để dấu ngoặc vuông [ ] Các chuẩn kiến thức, kĩ chi tiết hóa cột để kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh trình học tập cấp THPT - Cột thứ tư (Ghi chú) trình bày nội dung liên quan đến chuẩn kiến thức, kĩ nêu cột thứ ba Đó kiến thức, kĩ cần tham khảo chúng sử dụng SGK hành tiếp cận chuẩn kiến thức, kĩ quy định chương trình, ví dụ minh hoạ, điểm cần ý thực Đối với vùng sâu, vùng xa vùng nơng thơn cịn có khó khăn, GV cần bám sát vào chuẩn kiến thức, kĩ chương trình chuẩn, khơng u cầu HS biết nội dung chuẩn kiến thức, kĩ khác liên quan có tài liệu tham khảo Ngược lại, vùng phát triển thị xã, thành phố, vùng có điều kiện kinh tế, văn hoá xã hội, GV cần linh hoạt đưa vào kiến thức, kĩ liên quan để tạo điều kiện cho HS phát triển lực Trong trình vận dụng, GV cần phân hố trình độ HS để có giải pháp tốt việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS Trên điểm cần lưu ý thực chuẩn kiến thức, kĩ Sở Giáo dục Đào tạo đạo trường THPT tổ chức cho tổ chuyên môn rà sốt chương trình, khung phân phối chương trình Bộ, xây dựng khung giáo án chung cho tổ chun mơn để từ GV có sở soạn nâng cao chất lượng dạy học 13 A CHNG TRèNH CHUN Chơng I DAO ĐộNG CƠ Chuẩn kiến thức, kĩ chơng trình Chủ đề Mức độ cần đạt Dao động lắc lò xo lắc đơn bỏ qua Phát biểu đợc định nghĩa dao động điều hoà ma sát lực cản Nêu đợc li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu dao động riêng Nêu đợc trình biến đổi lợng dao động điều hoà Trong toán đơn Viết đợc phơng trình động lực học phơng trình dao động điều hoà lắc lò xo giản, xét dao động điều hoà riêng lắc, lắc đơn Viết đợc công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hoà lắc lò xo : lắc lò xo gồm lò xo, đợc đặt lắc đơn Nêu đợc ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự nằm ngang treo thẳng Trình bày đợc nội dung phơng pháp giản đồ Fre-nen đứng: lắc đơn chịu Nêu đợc cách sử dụng phơng pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao động điều hoà tác dụng trọng lực tần số phơng dao động lực căng dây treo Kiến thức a) Dao động điều hoà Các đại lợng đặc trng b) Con lắc lò xo Con lắc đơn c) Dao động riêng Dao động tắt dần d) Dao động cỡng Hiện tợng cộng hởng Dao động trì ghi e) Phơng pháp giản Nêu đợc dao động riêng, dao động tắt dần, dao động cỡng đồ Fre-nen Nêu đợc điều kiện để tợng cộng hởng xảy Nêu đợc đặc điểm dao động tắt dần, dao động cỡng bức, dao động trì Kĩ Giải đợc toán đơn giản dao động lắc lò xo lắc đơn Biểu diễn đợc dao động điều hoà vectơ quay Xác định chu kì dao động lắc đơn gia tốc r¬i tù b»ng thÝ nghiƯm 14 Híng dÉn thực Dao động điều hoà Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thĨ hiƯn thĨ cđa chn KT, KN Ph¸t biĨu đợc định [Thụng hiu] nghĩa dao động điều Dao động ®iỊu hoµ lµ dao ®éng ®ã li ®é cđa vật hàm côsin hoà (hay hm sin) thời gian Phơng trình dao động điều hoà có dạng: x = Acos(t + ) đó, x li độ, A biên độ dao động (là số d ơng), pha ban đầu, tần số góc dao động, (t + ) pha dao động thời điểm t Nêu đợc li độ, biên [Thông hiểu] độ, tần số, chu kì, ã Li độ x dao động toạ độ vật hệ toạ độ có gốc vị trí cân pha, pha ban đầu Đơn vị đo li độ đơn vị đo chiều dài ã Biên độ A dao động độ lệch lớn vật khỏi vị trí cân Đơn vị đo biên độ đơn vị đo chiều dài ã (t + ) gọi pha dao động thời điểm t, có đơn vị rađian (rad) Với biên độ đà cho pha đại lợng xác định vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t ã pha ban đầu dao động, có đơn vị rađian (rad) ã tần số góc dao động, có đơn vị rađian giây (rad/s) ã Chu kì T dao động điều hoà khoảng thời gian để vật thực đợc 15 Ghi Chuyển động vật lặp lặp lại quanh vị trí đặc biệt (gọi vị trí cân bằng), gọi dao động Nếu sau khoảng thời gian nhau, gọi chu kì, vật trở lại vị trí cũ v chuyển động theo hớng cũ dao động vật tuần hoàn Dao động tuần hoàn đơn giản dao động điều hoà Với biên độ đà cho pha đại lợng xác định vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t Giữa dao động điều hoà chuyển động tròn có mối liên hệ là: Điểm P dao động điều hoà đoạn thẳng đợc coi hình chiếu điểm M chuyển động tròn lên đờng kính đoạn thẳng Vận tốc dao động điều hoà dao động toàn phần Đơn vị chu kì giây (s) Gia tốc dao động điều hoà ã Tần số (f) dao động điều hoà số dao động toàn phần thực giây, có đơn vị giây (1/s), gäi lµ hÐc (kÝ hiƯu Hz) a = v' = −ω2 Acos(ωt + ϕ) = − ω2 x HÖ thức mối liên hệ chu kì tần số lµ ω = 2π = πf T CON LắC Lò XO Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Viết đợc phơng trình [Thông hiểu] động lực học phã Phơng trình động lực học dao động điều hoà ơng trình dao động k điều hoà lắc x F = ma = − kx hay a = − m lß xo F lực tác dụng lên vật m, x li độ vật m Phơng trình đợc viết dới dạng : x" = 2x ã Phơng trình dao động dao động điều hoà lµ x = Acos(ωt + ϕ) víi ω = k m [Thông hiểu] Viết đợc công thức tính chu kì (hoặc tần ã Công thức tính tần số góc dao động điều hoà lắc lò xo số) dao động điều k hoà lắc lò = m xo ã Công thức tính chu kì dao động dao động điều hoà 16 Ghi Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lợng m gắn vào lò xo có khối lợng không đáng kể, độ cứng k, đầu gắn vào điểm cố định Điều kiện khảo sát l lực cản môi tr ờng lực ma sát không đáng kể Lực hớng vị trí cân gọi lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ gây gia tốc cho vật dao động điều hoà lắc lò xo T = m k Trong đó, k độ cứng lò xo, có đơn vị niutơn mét (N/m), m khối lợng vật dao động điều hoà, đơn vị kilôgam (kg) Nêu đợc trình biến đổi lợng dao động điều hoà [Thông hiểu] Với dao động lắc lò xo, bỏ qua Trong trình dao động điều hoà, có biến đổi qua lại ma sát lực cản, chọn mốc tính động Động tăng giảm ngợc vị trí cân bằng, lại Nhng vật dao động điều hòa luôn không đổi Động : Wđ = mv2 = Wsin 2(t + ) Thế : Wt = kx2 = Wcos2(ωt + ϕ) − C¬ : W= Giải đợc [Vận dụng] toán đơn giản dao ã Biết cách chọn hệ trục toạ độ, đợc lực tác dụng lên vật động lắc lò dao động xo ã Biết cách lập phơng trình dao động, tính chu kì dao động đại lợng công thức lắc lò xo 17 1 kA2 = mω2A2 = h»ng sè 2 ChØ xÐt dao động điều hoà riêng lắc, đó, lắc lò xo dao động theo phơng ngang theo phơng thẳng đứng Chú ý mốc thời gian để xác định pha ban đầu dao động CON LắC ĐƠN Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Viết đợc phơng trình [Thông hiểu] động lực học ph- ã Với lắc đơn, thành phần lực kéo vật vị trí cân ơng trình dao động s s điều hoà lắc Pt = mg = ma = ms" hay s" = − g = −ω2s l l đơn đó, s li độ cong vật đo mét (m), l chiều dài lắc đơn đo mét (m) Đó phơng trình động lực học lắc đơn Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lợng m treo vào sợi dây không dÃn có khối lợng không đáng kể chiều dài l Điều kiện khảo sát lực cản môi trờng lực ma sát không đáng kể Biên độ góc nhỏ (0 10o) Động lắc đơn động vật m ã Phơng trình dao động lắc đơn là W® = s = s0 cos(ωt + ϕ) mv 2 Thế lắc đơn trọng trờng vật m Chọn mốc tính vị trí cân Wt = mgl(1 cos) đó, s0 = l0 biên độ dao động Nếu bỏ qua ma sát, lắc đơn đợc bảo toàn W= Viết đợc công thức [Thông hiểu] tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều ã Công thức tính tần số góc dao động lắc đơn : = hoà lắc đơn 18 g l mv + mgl(1 − cosα) = số nơi Trái Đất (g không đổi), chu kì dao động T lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài l lắc đơn ã Công thức tính chu kì dao động : lắc đơn T = l g Trong đó, g : gia tốc rơi tự do, có đơn vị mét giây bình phơng (m/s2), l chiều dài lắc, có đơn vị mét (m) Nêu đợc ứng dụng [Thông hiểu] lắc đơn ã Dùng lắc đơn có chiều dài m Cho dao động điều hoà Đo việc xác định thời gian số dao động toàn phần, từ suy chu kì T gia tốc rơi tự l ã TÝnh g theo c«ng thøc :: g = T Giải đợc [Vận dụng] toán đơn giản dao động ã Biết cách chọn hệ trục toạ độ, đợc lực tác dụng lên vật dao động lắc đơn ã Biết cách lập phơng trình dao động, tính chu kì dao động đại lợng công thức lắc đơn Chỉ xét lắc đơn chịu tác dụng trọng lực lực căng dây treo Chú ý mốc thời gian để xác định pha ban đầu DAO ĐộNG TắT DầN DAO ĐộNG CƯỡNG BứC Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình Nêu đợc dao động riêng, dao động tắt dần, dao động cỡng Nêu đợc đặc điểm dao động tắt dần, dao động c- mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN [Thông hiểu] ã Dao động hệ xảy dới tác dụng nội lực gọi dao động tự hay dao động riêng Dao động riêng có chu kì phụ thuộc yếu tố hệ mà không phụ thuộc vào cách kích thích để tạo nên dao động Trong trình dao động, tần số dao động riêng không đổi Tần số gọi tần số riêng dao động, kí hiệu f0 19 Ghi Dao động trì dao động có biên độ đợc giữ không đổi cách bù lợng cho hệ lợng mát tần số dao động tần số dao động riêng hệ Dao động lắc lò xo, có ỡng bức, dao động ã Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Nguyên trì nhân gây dao động tắt dần lực cản môi trờng Vật dao động bị dần lợng Biên độ dao động giảm nhanh lực cản môi trờng lớn ã Dao động cỡng dao động mà vật dao động chịu tác dụng ngoại lực cỡng tuần hoàn : Dao động cỡng có biên độ không đổi, có tần số tần số lực cỡng Biên độ dao động cỡng phụ thuộc vào biên độ lực cỡng độ chênh lệch tần số lực cỡng tần số riêng hệ dao động Khi tần số lực cỡng gần với tần số riêng biên độ dao động cỡng lớn tần số phụ thuộc vào m k, dao động riêng Nếu dao động chất lỏng (môi trờng có ma sát) thì, dao động lắc đơn dao động tắt dần Dao động thân xe buýt gây chuyển động pit-tông xilanh máy nổ, xe không chuyển động, dao động cỡng ã Đặc điểm dao động trì : biên độ dao động không đổi tần số dao động tần số riêng hệ Biên độ không đổi : chu kì đà bổ sung phần lợng phần lợng hệ tiêu hao ma sát Nêu đợc điều kiện [Thông hiểu] để tợng cộng h- ã Hiện tợng cộng hởng tợng biên độ dao động cỡng tăng đến ởng xảy giá trị cực đại tần số (f) lực cỡng tần số riêng (f 0) hệ dao động ã Điều kiện xảy tợng cộng hởng : f = f0 Hiện tợng cộng hởng có hại nh làm hỏng cầu cống, công trình xây dựng, chi tiết máy móc Nhng cịng thĨ cã cã lỵi, nh hép céng hëng dao động âm đàn ghita, viôlon, TổNG HợP HAI DAO ĐộNG ĐIềU HOà CùNG PHƯƠNG, CùNG TầN Số PHƯƠNG PHáP GIảN Đồ FRE-NEN Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Trình bày đợc nội [Thông hiểu] 20 Ghi dung phơng Phơng trình dao động điều hoà pháp giản đồ Fre-nen x = A cos(ωt + ϕ) Ta biĨu diƠn dao uuur Biểu diễn đợc dao động điều hoà vectơ quay OM động điều hoà có đặc điểm sau : : vectơ quay Có gốc gốc trục tọa độ Ox Có độ dài biên độ dao động, OM = A Hợp với trục Ox góc pha ban đầu quay ®Ịu quanh O víi tèc ®é gãc ω, víi chiỊu quay chiều dơng đờng tròn lợng giác, ngợc chiều kim đồng hồ [Vận dụng] Biết cách biểu diễn đợc dao động điều hoà vectơ quay Nêu đợc cách sử dụng phơng pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao động điều hoà tần số, phơng dao động M [Vận dụng] Dao động tổng hợp hai dao động điều hoà phơng, tần số dao động điều hoà phơng, tần số với hai dao động + M2 ã Phơng pháp giản đồ Fre-nen : : Xét hai dao động điều hòa phơng, tần số : lµ x1 = A1cos(ωt + ϕ1 ) ϕ vµ x = A cos(ωt + ϕ2 ) §Ĩ tổng hợp hai dao động điều hoà này, ta thực hiÖn nh sau: O P2 M1 P1 P x NÕu ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 > : th× dao ®éng x2 sím pha h¬n dao ®éng x 1, hay dao ®éng x1 trƠ pha so víi dao ®éng − Vẽ hai vectơ OM OM biểu diễn hai dao động thành phần x x2 x2 NÕu ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 < : th× dao động Vẽ vectơ OM = OM + OM vectơ biểu diễn dao động tổng hợp : x2 trƠ pha so víi dao ®éng x 1, hay Hình bình hành OMM 1M2 không biến dạng, quay ®Ịu víi tèc ®é ω dao ®éng x1 sím pha dao động uuur quanh O Vectơ OM quay ®Òu nh thÕ Do ®ã x = x + x2 = x2 Acos(ωt + ϕ) NÕu ∆ϕ = ϕ − ϕ = 2nπ (n = ;; ã Biên độ A pha ban đầu dao động tổng hợp đợc xác định 1;; ; ; ) : hai dao động 21 c«ng thøc : : A= 2 A1 + A + 2A1A cos(ϕ2 − ϕ1 ) ; A sin ϕ1 + A sin ϕ2 tan ϕ = A1cos1 + A cos ã Độ lệch pha hai dao động thành phần : = (ωt + ϕ2 ) − (ωt + ϕ1 ) = pha biên độ dao động tổng hợp lớn : là: A = A1 + A2 NÕu ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 = (2n + 1)π (n = 0; ; ±1 ;; ±2 ;; ) : hai dao động thành phần ngợc pha biên độ dao động nhỏ : lµ: A = A1 − A = A Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Stt ChuÈn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể thĨ cđa chn KT, KN Xác định chu kì dao [Thơng hiểu] động lắc đơn Hiểu sở lí thuyết: gia tốc rơi tự - Nêu cấu tạo lắc đơn thí nghiệm - Nêu cách kiểm tra mối quan hệ chu kì với chiều dài lắc đơn co lắc dao động với biên độ góc nhỏ [Vận dụng] • Biết cách sử dụng dụng cụ bố trí thí nghiệm: - Biết dùng thước đo chiều dài, thước đo góc, đồng hồ bấm giây đồng hồ đo thời gian số - Biết lắp ráp thiết bị thí nghiệm • Biết cách tiến hành thí nghiệm: 22 Ghi chó độ 2000oC phát tia tử ngoại Đèn thủy ngân, hồ quang điện phát tia tử ngoại ã Tia tử ngoại có đặc điểm công dụng sau: Tia tử ngoại tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí nhiều chất khí khác Tia tử ngoại kích thích phát quang cđa nhiỊu chÊt, cã thĨ g©y mét sè phản ứng quang hoá phản ứng hoá học Tia tử ngoại gây số tợng quang điện Tia tử ngoại bị thuỷ tinh, níc hÊp thơ rÊt m¹nh Nhng tia tư ngo¹i cã bớc sóng từ 0,18 àm đến 0,4 àm truyền qua đợc thạch anh Tia tử ngoại có tác dụng sinh lÝ : hđy diƯt tÕ bµo da, lµm da rám nắng, làm hại mắt, diệt khuẩn, diệt nấm mốc Tia tử ngoại dùng để chữa bệnh, khử trùng nớc, thực phẩm dụng cụ y tế , dùng để chữa bệnh còi xơng, tìm vết nứt bề mặt kim loại TIA X THUYếT ĐIệN Từ áNH SáNG THANG SóNG ĐIệN Từ Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Nêu đợc chất, [Thông hiểu] cách phát, đặc 11 điểm công dụng ã Bức xạ có bớc sóng từ 10 m đến 10 m (ngắn bớc sóng tia tử ngoại) đợc gọi tia X (hay tia Rơn-ghen) Tia X có chất với ánh tia X sáng, sóng điện từ Ghi Tia X tuân theo định luật : truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ gây tợng nhiễu xạ, giao thoa nh ánh sáng thông thờng Kim loại có nguyên tử lợng lớn bị chùm tia êlectron (tia catôt) có lợng Để tạo tia X, ngời ta dùng ống lớn đập vào phát tia X Cu-lit-giơ ã Tia X có đặc điểm công dụng sau: 139 Tia X có khả đâm xuyên Có thể dùng chì làm chắn tia X Tia X tác dụng lên phim ảnh , làm ion hoá không khí nhiều chất khí khác Tia X có tác dụng làm phát quang nhiều chất , gây số phản ứng quang hoá phản ứng hoá học Tia X gây tợng quang điện hầu hết kim loại Tia X có tác dụng sinh lí mạnh : huỷ diệt tế bào , diệt vi khuẩn Tia X dïng ®Ĩ chiÕu ®iƯn, chơp ®iƯn ®Ĩ chẩn đoán xơng gÃy, mảnh kim loại ngời , chữa bệnh ung th Trong công nghiệp, tia X đợc dùng để kiểm tra chất lợng vật đúc, tìm vÕt nøt, c¸c bät khÝ c¸c vËt b»ng kim loại Ngoài tia X đợc dùng để kiểm tra hành lý hành khách máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn Kể đợc tên vùng sóng điện từ thang sóng điện từ theo bớc sóng Vì có bớc sóng tần số khác Thang sóng điện từ bao gồm sóng điện từ đ ợc xếp theo giảm dần nên sóng điện từ khác bớc sóng nh sau : sóng vô tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn có tính chất khác (có thể nhìn thấy thấy, tia tử ngoại, tia X, tia không nhìn thấy, có khả Các xạ thang sóng điện từ có chất sóng điện từ, đâm xuyên khác nhau, cách ph át khác tần số (hay bớc sóng) khác nhau) Nêu đợc t tởng [Nhận biết] Cỏc phng trỡnh ca Mc-xoen thuyết điện T tng c bn ca thuyết điện từ ánh sáng dựa vào đồng cho phép đoán trước tồn sóng điện từ, có nghĩa tõ ¸nh s¸ng sóng điện từ sóng ánh sáng, coi ánh sáng sóng điện từ có thay đổi Sóng điện từ sóng ánh sáng truyền chân không với tốc độ yếu tố cường độ dịng c Sóng điện từ truyền thẳng, phản xạ mặt kim loại, điện, mật độ điện tích sinh khúc xạ khơng khác ánh sáng thơng thường Sóng điện từ giao thoa sóng điện từ truyền tạo sóng dừng, nghĩa là, sóng điện từ có đủ tính chất biết khơng gian Vận tốc sóng ánh sáng sóng điện từ c, tính Lí thuyết thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng sóng điện từ [NhËn biÕt] 140 phương trình Măc-xoen, với vận tốc ánh sáng đo trước thực nghiệm Thực hành: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG CỦA NH SNG Stt Chuẩn KT, KN quy định chơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Xác định bước sóng [Thơng hiểu] ánh sáng theo phương Hiểu sở lí thuyết: pháp giao thoa thí L - Đo bề rộng phổ gồm số vạch, từ tính khoảng vân i = nghiệm n - Từ công thức tính khoảng vân, suy bước sóng ánh sáng là: λ= i a.L a= D D.n [Vận dụng] • Biết cách sử dụng dụng cụ đo cách thức bố trí thí nghiệm: - Biết sử dụng nguồn điện chiều nhứng điện áp khác - Biết bố trí đèn laze, khe hẹp, chắn giá thí nghiệm • Biết cách tiến hành thí nghiệm: - Điểu chỉnh thiết bị để thu hệ vân giao thoa rõ nét chắn - Đo bề rộng n khoảng vân - Ghi đầy đủ số liệu - Tiến hành thí nghiệm nhiều lần với thay đổi khoảng cách hai khe hẹp khoảng cách từ hai khe hẹp tới chắn • Biết tính tốn số liệu thu từ thí nghiệm để đưa kết quả: 141 Ghi chó - Tính giá trị trung bình bước sóng - Tính sai số tỉ đối bước sóng - Tính sai số tuyệt đối trung bình bước sóng - Viết kết quả: λ = λ ± ∆λ - Nhận xét trình bày kết thực hành 142 Ch¬ng VII LƯợNG Tử áNH SáNG Chuẩn kiến thức, kĩ chơng trình Chủ đề Mức độ cần đạt a) Hiện tợng quang điện Các định luật quang điện b) Thuyết lợng tử ánh sáng Lỡng tính sóng hạt ánh sáng c) Hiện tợng quang điện Quang ®iƯn trë Pin quang ®iƯn d) Sù hÊp thơ ánh sáng e) Sự phát quang Sự phản xạ lọc lựa Màu sắc vật f) Quang phổ vạch nguyên tử hiđrô g) Sơ lợc laze Kiến thức Trình bày đợc thí nghiệm Héc t ợng quang điện nêu đ ợc tợng quang điện Phát biểu đợc ba định luật quang điện Nêu đợc nội dung thuyết l ợng tử ánh sáng viết đ ợc công thức Anh xtanh tợng quang điện Nêu đợc ánh sáng có lỡng tính sóng hạt Nêu đợc tợng quang dẫn giải thích đ ợc tợng thuyết lợng tử ánh sáng Nêu đợc tợng quang điện số đặc điểm t ợng Nêu đợc quang điện trở Nêu đợc pin quang điện gì, nguyên tắc cấu tạo giải thích trình tạo thành hiệu điện hai cực pin quang điện Nêu đợc tợng hấp thụ ánh sáng phát biểu đợc định luật hấp thụ ánh sáng Nêu đợc hấp thụ phản xạ lọc lựa Phát biểu đợc định luật Xtốc phát quang Mô tả đợc dÃy quang phổ vạch nguyên tử hiđrô nêu đ ợc chế tạo thành dÃy quang phổ vạch phát xạ hấp thụ nguyên tử Nêu đợc laze số ứng dụng laze Kĩ Vận dụng đợc thuyết lợng tử ánh sáng để giải thích ba định luật quang điện 143 ghi Giải đợc tập tợng quang điện Giải thích đợc vật có màu sắc khác Giải đợc tập tính b ớc sóng vạch quang phổ nguyên tử hiđrô Hớng dẫn thực HIệN TƯợNG QUANG ĐIệN CáC ĐịNH LUậT QUANG ĐIệN Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình Trình bày đợc thí nghiệm Héc tợng quang điện nêu đợc tợng quang điện møc ®é thĨ hiƯn thĨ cđa chn KT, KN Các êlectron bật khỏi bề mặt kim loại gọi êlectron quang ã Gắn kẽm tích điện âm vào cần điện nghiệm, hai điện nghiệm điện hay quang êlectron tách xa Chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm, thấy hai điện nghiệm khÐp l¹i NÕu thay tÊm kÏm b»ng mét sè kim loại khác ta thấy tợng tơng tự xảy Nh vËy, tia tư ngo¹i cđa hå quang, chiếu vào kẽm, đà làm bất êlectrôn khỏi kẽm [Thông hiểu] ã Hiện tợng quang điện (gọi tắt t ợng quang điện) t ợng ánh sáng làm bật êlectron khỏi bề mặt kim loại Ghi Phát biểu đợc ba [Thông hiểu] định luật quang ã Định luật quang điện thứ (định luật giới hạn quang điện) : Hiện tợng điện quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bớc sóng nhỏ bớc sóng Bớc sóng đợc gọi giới hạn quang điện kim loại : ã Định luật quang điện thứ hai (định luật c ờng độ dòng quang điện bÃo hoà) : Đối với ánh sáng thích hợp (có 0) cờng độ dòng quang ®iƯn b·o hoµ tØ lƯ thn víi cêng ®é cđa chùm sáng kích thích 144 ã Định luật quang điện thứ ba (định luật động cực đại quang êlectron) : Động ban đầu cực đại quang êlectron không phụ thuộc cờng độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích chất kim loại THUYếT LƯợNG Tử áNH SáNG LƯỡNG TíNH SóNG-HạT CủA áNH SáNG Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Nêu đợc nội dung [Thông hiểu] thuyết l ợng Nội dung thuyết lợng tử ánh sáng : : tử ánh sáng 1) Chùm ánh sáng chùm phôtôn (các l ợng tử ánh sáng) Mỗi phôtôn có lợng xác định = hf (f tần số sóng ánh sáng đơn sắc tơng ứng) Cờng độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát giây Giả thuyết lợng tử lợng Plăng : Lợng lợng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi l ợng tử lợng L2) Phân tử, nguyên tử, êlectron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có ợng tử lợng, kí hiệu , có giá nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn trị = hf, đó, f tần số ) Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 m/s chân ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ , h không số Plăng (h = 6,625.10 34 J.s) Viết đợc c«ng thøc [Th«ng hiĨu] Anh-xtanh vỊ hiƯn t- C«ng thøc Anh-xtanh tợng quang điện : ợng quang ®iƯn mv max ngoµi hf = A + h số Plăng, f tần số ánh sáng đơn sắc t ơng ứng, A công thoát, m khối l ợng êlectron, v0max tốc độ ban đầu cực đại quang êlectron Nêu đợc ánh sáng có [Thông hiểu] 145 lỡng tính sóng- hạt Các tợng giao thoa, nhiễu xạ chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Hiện tợng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Điều cho thấy ánh sáng vừa cã tÝnh chÊt sãng, võa cã tÝnh chÊt h¹t ¸nh s¸ng cã lìng tÝnh sãng − h¹t VËn dụng đợc thuyết [Vận dụng] lợng tử ánh sáng để Muốn cho êlectron bật khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho giải thích định luật công thoát A Nh muốn cho tợng quang điện xảy ra, lợng quang điện thứ c phôtôn ánh sáng kích thích phải thoả mÃn điều kiƯn hf ≥ A víi f = λ hc hc A = Từ đó, suy 0, = phụ thuộc A chất kim loại, gọi giới hạn quang điện kim loại Vận dụng đợc thuyết lợng tử ánh sáng để giải thích định luật quang ®iƯn thø hai [VËn dơng] Cêng ®é cđa dßng quang điện bÃo hoà tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật khỏi catôt đơn vị thời gian Với chùm sáng có khả gây tợng quang điện, số êlectron quang điện bật khỏi mặt catôt đơn vị thời gian lại tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt thời gian Số phôtôn tỉ lệ với cờng độ chùm sáng tới Từ suy cờng độ dòng quang điện bÃo hoà tỉ lệ thuận với cờng độ chùm sáng chiếu vào catôt [Vận dụng] Vận dụng đợc thuyết lợng tử ánh sáng để Theo công thức Anh-xtanh tợng quang điện hf = A + giải thích định luật mv max , ta thấy động ban đầu cực đại êlectron quang điện quang điện thứ ba phụ thuộc vào tần số (hoặc bớc sóng) ánh sáng kích thích chất kim loại làm catôt (đặc trng công thoát A giới hạn quang điện 146 0) [Vận dụng] Giải đợc tập tợng quang Biết cách tính đại lợng công thức Anh-xtanh, công thức định luật quang điện: điện mv max Công thức Anh-xtanh tợng quang điện hf = A + − HÖ thøc λ ≤ λ0, ®ã λ = hc A HIệN TƯợNG QUANG ĐIệN TRONG QUANG ĐIệN TRở Và PIN QUANG ĐIệN Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình Nêu đợc tợng quang điện số đặc điểm tợng mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN [Thông hiểu] ã Hiện tợng tạo thành êlectron dẫn lỗ trống bán dẫn, t¸c dơng cđa ¸nh s¸ng cã bíc sãng thÝch hợp, gọi tợng quang điện ã Muốn gây đợc tợng quang điện trong, ánh sáng kích thích phải có bớc sóng nhỏ giá trị 0, gọi giới hạn quang điện bán dẫn Vì lợng cần thiết để giải phóng êlectrôn liên kết bán dẫn nhỏ công thoát A êlectrôn từ mặt kim loại, nên giới hạn quang điện nhiều bán dẫn nằm vùng hồng ngoại Nêu đợc tợng [Thông hiểu] quang dẫn ã Hiện tợng giảm điện trở suất, tức tăng độ dẫn điện bán dẫn, có giải thích tợng 147 Ghi thuyết lợng ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi tợng quang dẫn tử ánh sáng ã Hiện tợng quang dẫn đợc giải thích dựa tợng quang điện Khi ánh sáng đợc chiếu nguồn ánh sáng thích hợp bán dẫn có thêm êlectron dẫn lỗ trống đợc tạo thành Do đó, mật độ hạt tải điện bán dẫn tăng, độ dẫn điện bán dẫn tăng, tức điện trở suất giảm Cờng độ ánh sáng chiếu vào mạnh điện trở suất bán dẫn nhỏ Nêu đợc quang điện [Thông hiểu] trở Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Điện trở thay đổi từ vài mêgaôm không đ ợc chiếu sáng xuống đến vài chục ôm đợc chiếu sáng ánh sáng thích hợp Nêu đợc pin quang điện Nêu nguyên tắc cấu tạo giải thích trình tạo thành hiệu điện hai cực pin quang ®iƯn St ®iƯn ®éng cđa pin quang ®iƯn cỡ từ 0,5 V đến 0,8 V ã Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành Pin hoạt động dựa vào tợng điện quang điện xảy lớp ã Pin quang điện gồm bán dẫn loại n, bên có phủ lớp mỏng bán chuyển tiếp p-n dẫn loại p Mặt lớp kim loại mỏng suốt với ánh sáng Pin quang điện đợc ứng dụng dới đế kim loại Các lớp kim loại đóng vai trò ®iƯn c¸c m¸y ®o ¸nh s¸ng, vƯ cùc Líp tiếp xúc p-n đợc hình thành hai bán dẫn tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi, [Thông hiểu] ã Khi ánh sáng có b ớc sóng thích hợp chiếu vào lớp kim loại mỏng ánh sáng xuyên qua lớp lớp bán dẫn loại p, đến lớp chuyển tiếp p-n, gây tợng quang điện , giải phóng cặp êlectron lỗ trống Điện trờng lớp chuyển tiếp p n đẩy lỗ trống phía p đẩy êlectron phía n Do , lớp kim loại mỏng lớp bán dẫn loại p nhiễm điện d ơng trở thành điện cực d ơng pin, đế kim loại dới bán dẫn loại n nhiễm điện âm trở thành điện cực âm 148 pin Suất điện động pin quang điện có giá trị vào cỡ 0,5 V đến 0,8V MẫU NGUYÊN Tử BO Và QUANG PHổ VạCH CủA NGUYÊN Tử HIĐRÔ Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình Mô tả đợc dÃy quang phổ vạch nguyên tử hiđrô nêu đợc chế tạo thành dÃy quang phổ vạch phát xạ hấp thụ nguyên tử mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử hiđrô đợc giải thích dựa ã Thí nghiệm cho thấy vạch phát xạ nguyên tử hiđrô xếp thành kiến thức mức lcác dÃy khác Trong miền tử ngoại có dÃy Lai-man Tiếp theo dÃy ợng đà học môn Hoá học lớp 10 Ban-me gồm vạch miền tử ngoại bốn vạch miền ánh Các tiên đề Bo cấu tạo nguyên sáng nhìn thấy : vạch đỏ (H), vạch lam (H), vạch chàm (Hγ), v¹ch tÝm tư: (Hδ) Trong miỊn hång ngo¹i cã dÃy Pa-sen Tiên đề : Nguyên tử tồn Trong trạng thái dừng nguyên tử, êlectron chuyển động trạng thái có mức lquanh hạt nhân theo quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi ợng xác định, gọi trạng thái dừng quỹ đạo dừng, có bán kính tỉ lệ với bình phơng số nguyên Khi trạng thái dừng liên tiếp nguyên tử không xạ [Thông hiểu] Công thức tính bán kính quỹ đạo dừng êlectron nguyên tử Tiên đề : Khi chuyển từ trạng thái dừng có mức l ợng hiđrô rn = n r0 ; víi r0 = 5,3.10 11 m lµ bán kính Bo (En) sang trạng thái dừng có l n ỵng nhá (E m) nguyên tử phát Tên quỹ đạo K L M N O P mét ph«t«n cã l ợng Bán kính r r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 b»ng hiÖu En − Em, ε = hf = En − Em, Khi ªlectron chun tõ q đạo có mức l ợng cao lần lợt quỹ đạo với h số Plăng, f tần số ánh K, L, M nguyên tử xạ ánh sáng ứng với vạch quang sáng phổ thuộc lần lợt dÃy Lai -man, Ban -me, Pa-sen Ngợc lại, nguyên tử trạng thái dừng có l ợng Em mà hấp thụ đợc phôtôn có l ợng hf hiệu En Em 149 Sơ đồ minh hoạ : chuyển lên trạng thái dừng có lợng lớn En Giải đợc tập [Vận dơng] vỊ tÝnh bíc sãng c¸c BiÕt c¸ch tÝnh bíc sóng vạch quang phổ nguyên tử hiđrô dựa vào vạch quang phổ công thức sau: nguyên tử hiđrô hc = hf = En Em = HấP THụ Và PHảN Xạ LọC LựA áNH SáNG MàU SắC CáC VậT Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình Nêu đợc tợng hấp thụ ánh sáng phát biểu đợc định luật hấp thụ ánh sáng mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN [Thông hiểu] ã Hấp thụ ánh sáng tợng môi trờng vật chất làm giảm cờng độ chùm sáng truyền qua ã Định luật hấp thụ ánh sáng : Cờng độ I chùm sáng đơn sắc, truyền 150 Ghi qua môi trờng hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ độ đài d đờng tia sáng : I = I 0e d với I0 cờng độ chùm sáng tới môi trờng, hệ số hấp thụ môi trờng Nêu đợc hấp thụ [Thông hiểu] phản xạ lọc lựa HÊp thơ läc lùa: C¸c ¸nh s¸ng cã bíc sãng khác bị môi trờng hấp thụ nhiều, khác Sự hấp thụ ánh sáng môi trêng cã tÝnh chän läc, hƯ sè hÊp thơ cđa môi trờng phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng Vật không hấp thụ ánh sáng vùng nhìn thấy quang phổ đợc gọi vật suốt không màu Những vật hấp thụ hoàn toàn ánh sáng nhìn thấy có màu đen, Những vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy đợc gọi vật suốt có màu Phản xạ lọc lựa : số vật, khả phản xạ ánh sáng mạnh, yếu khác phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng Đó phản xạ lọc lựa Một chùm ánh sáng trắng, chiếu vào vật, vật có khả phản xạ lọc lựa, nên ánh sáng phản xạ ánh sáng màu, ta nhận thấy vật có màu sắc Giải thích đợc [Vận dụng] vật có màu sắc Các vật thể khác có màu sắc khác chúng đợc cấu tạo từ khác vật liệu khác Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào vật, vật hấp thụ số ánh sáng đơn sắc phản xạ, tán xạ cho truyền qua ánh sáng đơn sắc khác Các ánh sáng tạo nên màu sắc vật ta nhìn thấy Màu sắc vật phụ thuộc vào màu sắc ¸nh s¸ng räi vµo Khi nãi mét vËt cã mµu ta đà giả định đợc chiếu sáng chùm ánh sáng trắng 151 Sự PHáT QUANG SƠ LƯợC Về LAZE Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Nêu đợc phát [Thông hiểu] quang ã Có số chất hấp thụ lợng dới dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Hiện t ợng gọi phát quang Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có b ớc sóng phát ánh sáng có bớc sóng khác Đó t ợng quang phát quang Có hai loại quang phát quang huỳnh quang lân quang ã Huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn, nghĩa ánh sáng phát bị tắt nhanh (sau khoảng d ới 108 s) sau ánh sáng kích thích tắt ã Lân quang là phát quang có thời gian phát quang dài Các chất rắn phát quang loại gọi chất lân quang Phát biểu đợc định [Thông hiểu] luật Xtốc phát Định luật Xtốc phát quang : quang ánh sáng phát quang có bớc sóng ' dài bớc sóng ánh sáng kích thích : > Nêu đợc laze [Thông hiểu] số ứng dụng ã Laze nguồn sáng phát chùm sáng đơn sắc, kết hợp, song song có laze cờng độ lớn ã Laze có ứng dụng sau: 152 Ghi Đặc điểm phát quang: Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trng cho Sau kích thích ngừng, phát quang số chất kÐo dµi mét thêi gian Thêi gian nµy gäi lµ thời gian phát quang Thời gian phát quang dài hay ngắn khác phụ thuộc vào chất phát quang Tia laze có u đặc biệt thông tin liên lạc vô tuyến (nh truyền thông cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ, ) Tia laze đợc dùng nh dao mổ phẫu thuật, để chữa số bệnh da (nhờ tác dụng nhiệt) Tia laze đợc dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, Ngoài ra, tia laze đợc dùng để khoan, cắt, xác vật liệu công nghiÖp 153 ... hiđrô e) Sự phát quang f) Sơ lợc laze Hớng dẫn thực HIệN TƯợNG QUANG ĐIệN THUYếT LƯợNG Tử áNH SáNG Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Trình bày đợc thí [Thông hiểu]... chất bán dẫn để cho chúng trở thành êlectron dẫn, đồng thời tạo lỗ trống gọi tợng quang điện Ghi Một số chất bán dẫn có tính chất :: chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện... nghiệm để khảo sát đoạn mạch RLC nối tiếp Hớng dẫn thực ĐạI CƯƠNG Về DòNG ĐIệN XOAY CHIềU 33 Stt Chuẩn KT, KN quy định ch ơng trình mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Ghi Viết đợc biểu thức [Thông hiểu]