Xây dựng một số bài tập thí nghiệm vật lí để tổ chức hoạt động dạy học phần quang hình vật lí lớp 11

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN I Lời giới thiệu Đổi PPDH trọng tâm đổi giáo dục Luật giáo dục (điều 28) yêu cầu: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Sự xuất kinh tế tồn cầu hóa kinh tế tri thức đưa xã hội loài người tới kỉ ngun đòi hỏi hệ thống giáo dục phương pháp giáo dục cho thích nghi với mơi trường xã hội thay đổi.Việt Nam khơng thể đứng ngồi xu Đổi phương pháp dạy học (PPDH) mục tiêu lớn nghành giáo dục đào tạo đặt giai đoạn mục tiêu nghị TW 2, khóa VIII rõ cụ thể: “Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng 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 …” Giáo dục phổ thông nước ta thực bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang chương trình tiếp cận lực người học, nghĩa từ chỗ quan tâm HS học đến chỗ quan tâm HS vận dụng qua việc học Việc đổi giáo dục trung học dựa đường lối quan điểm đạo giáo dục nhà nước, định hướng quan trọng sách quan điểm việc phát triển đổi giáo dục trung học Việc đổi phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá cần phù hợp với định hướng đổi chung chương trình giáo dục trung học Dạy học định hướng lực đòi hỏi việc thay đổi mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học đánh giá, việc thay đổi quan niệm cách xây dựng nhiệm vụ học tập, câu hỏi tập có vai trò quan trọng Chương trình dạy học định hướng lực xây dựng sở chuẩn lực mơn học.Năng lực chủ yếu hình thành thông qua hoạt động HS Hệ thống tập định hướng lực cơng cụ để HS luyện tập nhằm hình thành lực cơng cụ để GV cán quản lí giáo dục kiểm tra đánh giá lực HS biết mức độ đạt chuẩn trình dạy học Bài tập thành phần quan trọng môi trường học tập mà người GV cần thực hiện.Vì vậy, trình dạy học, người GV cần biết xây dựng tập định hướng lực Xuất phát từ lí mà tơi chọn đề tài: “Xây dựng số tập thí nghiệm Vật lí để tổ chức hoạt động dạy học phần quang hình - Vật lí lớp 11” II Tên sáng kiến: “Xây dựng số tập thí nghiệm Vật lí để tổ chức hoạt động dạy học phần quang hình - Vật lí lớp 11” III Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Lê Thị Thanh Bình - Địa tác giả sáng kiến: Giáo viên trường THPT Nguyễn Thái Học - Số điện thoại:0986623809 Email: thanhbinh2108@gmail.com IV Chủ đầu tư: Không V Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Dạy học mơn vật lí 11 VI Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: Ngày 28 tháng năm 2019 VII Mô tả chất sáng kiến: A Nội dung sáng kiến CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 KHÁI NIỆM VỀ THÍ NGHIỆM 1.1.1 Khái niệm thí nghiệm Theo lý thuyết thơng tin, thí nghiệm coi hệ thơng tin Theo quan điểm thí nghiệm bao gồm thiết bị thí nghiệm (TBTN) tác động qua lại chặt chẽ với phận thứ hai hệ - Đó thực khách quan (HTKQ) tức đối tượng thí nghiệm Thí nghiệm Ii Im TBTN HTKQ Id Io Hệ thống thơng tin thí nghiệm Trước hết hệ nhận mệnh lệnh điều khiển từ vào (input) dạng thông tin Ii chuyển đến TBTN Nhận lệnh này, TBTN tác động thơng tin mà mã hoá Im vào thực khách quan (HTKQ) Nhờ tác động HTKQ cung cấp trở lại cho thiết bị thông tin đo lường I d Thông tin đuợc tế bào giãi mã thành thơng tin để chuyển ngồi hệ I o (output) Nhà thực nghiệm thu lấy thơng tin cuối thí nghiệm Io Nếu xét thí nghiệm q trình hệ bao gồm nhà thực nghiệm thí nghiệm Như thí nghiệm gồm hai phận: a Nhà thực nghiệm thí nghiệm giữ vai trò phận điều khiển thí nghiệm b Bộ phận bị điều khiển thí nghiệm, tức TBTN HTKQ theo lý thuyết thông tin - q trình thí nghiệm hệ điều khiển Ii Im TBTN HTKQ Id Io Như thí nghiệm phương pháp nghiên cứu đối tượng tượng điều kiện nhân tạo để tìm hiểu sâu mối nhân đối tượng tượng Ưu thí nghiệm cho phép tìm hiểu chất tượng, tìm hiểu qui luật chúng mối liên hệ nhân 1.1.2 Vai trò thí nghiệm Thí nghiệm mơ hình đại diện cho thực khách quan, sở, điểm xuất phát cho trình học tập - nhận thức học sinh Từ xuất phát q trình nhận thức cảm tính trò, để sau diễn trừu tượng hoá tiến lên từ trừu tượng đến cụ thể tư Thí nghiệm cầu nối lý thuyết thực tiễn Vì phương tiện giúp hình thành học sinh kỹ năng, kỹ xảo thực hành tư kỹ thuật Thí nghiệm giúp học sinh sâu vào tìm hiểu chất tượng vật lí, thí nghiệm hình thức để học sinh vận dụng kiến thức vào đời sống hàng ngày, làm chủ kiến thức, gây niềm tin sâu sắc cho thân, kết thu làm tăng lòng say mê, hứng thú học tập Thực thí nghiệm vật lí đưa việc học tập học sinh tiến gần đến cách nghiên cứu nhà khoa học, giúp học sinh hứng thú cơng việc Thí nghiệm giáo viên biểu diễn phải mẫu mực thao tác để qua học sinh học tập, bắt chước, để sau học sinh làm thí nghiệm, học sinh học cách thức làm thí nghiệm từ rèn kỹ năng, kỹ xảo thực hành thí nghiệm Thí nghiệm sử dụng để tổ chức hoạt động nhận thức học sinh với mức độ tích cực, tự lực sáng tạo khác nhau: thơng báo, tái (bắt chước), tìm tòi phận, nghiên cứu Tóm lại: Thí nghiệm sử dụng để học mới, để củng cố hoàn thiện kiến thức, để kiểm tra, đánh giá kiến thức Thí nghiệm giáo viên biểu diễn hay học sinh tự tiến hành Thí nghiệm tiến trình lớp, phòng thí nghiệm, ngồi trời hay nhà 1.2.BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.2.1 Khái niệm tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm phải làm thí nghiệm để đo đạc đại lượng khảo sát q trình vật lí Bài tập thí nghiệm loại tập đòi hỏi lí thuyết thực nghiệm, trí óc tay chân…để thực nhiệm vụ đặt 1.2.2 Phân loại tập thí nghiệm Có nhiều cách để phân loại tập thí nghiệm Tuy nhiên dựa vào tính chất tập gồm có hai loại tập thí nghiệm định tính tập thí nghiệm định lượng a) Bài tập thí nghiệm định tính Bài tập thí nghiệm định tính loại tập thí nghiệm giải, HS khơng cần thực phép tính tốn phức tạp mà cần thực suy luận, đưa lập luận, không cần thao tác đo đạc lấy số liệu Để giải tập loại này, HS cần thực phép suy luận logic dựa khái niệm, quy luật, định luật quan sát thu phòng thí nghiệm, tập thí nghiệm định tính phương tiện tốt để phát triển tư HS Việc giải tập loại giúp HS hiểu rõ chất tượng, quy luật vật lí Bài tập thí nghiệm định tính chia làm hai loại - Bài tập thí nghiệm quan sát giải thích tượng Câu hỏi dạng tập thường “Cái xảy …?” “… Tại lại xảy vậy?” Với câu hỏi thứ nhất, HS cần thực thí nghiệm, quan sát mơ tả tượng - Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm để giải yêu cầu định tính đề Đây tập yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm theo yêu cầu đề theo mức độ khác Với tập loại này, HS cần trả lời câu hỏi “Cần kiểm nghiệm kết luận nào?”, “Cần sử dụng dụng cụ thí nghiệm nào?”, “Bố trí dụng cụ sao?”, “Tiến hành thí nghiệm nào?”, “Thu kết định tính định lượng nào?”… b) Bài tập thí nghiệm định lượng Bài tập thí nghiệm định lượng loại tập thí nghiệm mà giải đòi hỏi HS phải tiến hành thí nghiệm, thu thập xử lí số liệu để trả lời câu hỏi mà đề đặt Các câu hỏi đo đạc đại lượng vật lí tìm quy luật mối liên hệ đại lượng vật lí Bài tập định lượng xây dựng với mức độ khác 1.2.3 Vai trò tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt ba mặt giáo dưỡng, giáo dục giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt chúng làm sáng tỏ mối quan hệ lí thuyết thực tiễn Có thể kể đến vai trò bật tập thí nghiệm sau: a) Ôn tập, củng cố mở rộng kiến thức Để giải tập thí nghiệm đòi hỏi HS cần phải vận dụng kiến thức học cách linh hoạt Qua mà kiến thức khắc sâu, vận dụng vào thực tiễn Ngồi ra, q trình làm thí nghiệm để giải tập phát sinh tình khơng kiến thức lí thuyết học(trường hợp lí tưởng) Do mà HS thấy phạm vi áp dụng kiến thức, phát triển tiếp kiến thức theo hướng b) Phát triển tư duy, trí tưởng tượng, khả sáng tạo thực tiễn; phát huy hứng thú học tập phương pháp tư khoa học Trong trình giải tập thí nghiệm, HS cần vận dụng kiến thức lí thuyết, tiến hành suy luận logicđể thu hệ kiểm tra thực nghiệm Quá trình giúp cho HS phát triển tư duy, tăng hứng thú học tập c) Phát triển lực HS Thông qua việc giải tập vật lí nói chung tập thí nghiệm nói riêng, góp phần phát triển kĩ phân tích, so sánh, tổng hợp, khái qt hóa; kĩ lập kế hoạch giải vấn đề Bài tập thí nghiệm loại tập u cầu tính tự lực cao HS q trình giải Chính mà lực HS đặc biệt lực thực nghiệm phát triển q trình giải tập thí nghiệm d) Giúp HS làm quen với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Q trình giải tập thí nghiệm cần trải qua bước xác định sở lí thuyết để suy luận hệ kiểm tra thực nghiệm, xây dựng phương án thí nghiệm để kiểm tra tính đắn hệ quả, tiến hành thí nghiệm, thu thập, xử lí trình bày kết Đó cách để HS tiếp cận với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm e) Khai thác thiết bị thí nghiệm sẵn có Các tập thí nghiệm xây dựng phải đảm bảo HS thực với thiết bị thí nghiệm sẵn có phòng thí nghiệm, thiết bị cần chế tạo phải đơn giản, dễ tìm kiếm Do ta sử dụng tập thí nghiệm dạy học tận dụng tối đa thiết bị thí nghiệm cung cấp cho trường phổ thông, làm cho HS tiếp xúc nhiều với thiết bị thí nghiệm, góp phần nâng cao chất lượng tiết học thực hành khóa 1.3 QUY TRÌNH XÂY DỰNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Để xây dựng tập thí nghiệm ta sử dụng quy trình bước tóm tắt sau Bước 1: Nghiên cứu nội dung Vật lí xem đo đại lượng nào? Khảo sát trình gì? Xem xét khả xây dựng thiết bị thí nghiệm từ phòng thí nghiệm hay từ đời sống Bước 2: Xác lập mục tiêu dạy tập thí nghiệm xây dựng Bước 3: Viết đề theo cấu trúc: * Nội dung tập: Q trình vật lí, tượng vật lí, kiện yêu cầu xác lập mối quan hệ, giá trị đại lượng vật lí, yêu cầu xác lập phương án thí nghiệm, yêu cầu chế tạo, lựa chọn bố trí thí ngiệm, đo đạc xử lí số liệu * Dụng cụ thí nghiệm : Nêu rõ dụng cụ thí nghiệm cho, cần xây dựng Bước 4: Giáo viên tự giải tập để đánh giá tập, hồn chỉnh đề 1.4 QUY TRÌNH CHUNG ĐỂ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Việc giải tập thí nghiệm tiến hành lớp, phòng thí nghiệm hay nhà theo nhóm cá nhân quy bước sau: Bước 1: Tìm hiểu đề bài, xác định nhiệm vụ mặt lí thuyết thực nghiệm Bước 2: Tìm hiểu cơng thức suy luận logic để rút cơng thức kiểm nghiệm thí nghiệm Bước 3: Tìm hiểu xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ hay tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm(chế tạo thiết bị cần), lập kế hoạch thực Bước 4: Tiến hành thí nghiệm, thu thập, xử lí số liệu Bước 5: Rút nhận xét, kết luận Biện luận sai số, đề xuất cải tiến thí nghiệm Bước 6: Vận dụng, liên hệ, phát vấn đề CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hiện phần lớn giáo viên thực áp dụng phương pháp dạy học truyền thống để giảng dạy, chưa tạo mơi trường tích cực để học sinh hoạt động, chủ động việc chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ, phát triển lực Mặt khác, việc đưa vấn đề tích hợp, liên mơn vào dạy hạn chế, chưa hiệu đặc biệt môn tự nhiên Nắm mặt hạn chế phương pháp dạy học truyền thống, số giáo viên vận dụng phương pháp dạy học tích cực, đại: dạy học theo góc, dạy theo dự án, dạy theo hợp đồng… kết hợp với kĩ thuật: tia chớp, công não, sơ đồ tư duy…Tuy bước đầu tạo môi trường học tập mới, tạo hứng thú cho em học sinh Nhưng kinh nghiệm để dạy học theo phương pháp đại thiếu, điều kiện áp dụng hạn chế, đặc biệt đặc điểm thời gian phân phối cho tiết học nên kết chưa thực mục tiêu đặt Khi tiến hành thực dạy học có sử dụng tập thí nghiệm tạo động cơ, hứngthú học tập cho học sinh Học sinh tăng cường vận dụng kiến thức tổng hợp vào giải tình thực tiễn đặc biệt kỹ thực hành nâng cao Từ suy nghĩ thấy nội dung đổi phương pháp dạy học mơn vật lý để kích thích gây hứng thú cho học sinh học tập việc nghiên cứu khai thác thí nghiệm học, điều kiện thuận lợi để nâng cao hiệu việc tiếp thu kiến thức học sinh Tổ chức dạy học có sử dụng tập thí nghiệm chưa áp dụng nhiều chương trình phổ thơng Nhưng áp dụng cách sâu, rộng đồng thời kết hợp với phương pháp kĩ thuật dạy học đại khác tôt để phát triển lực học sinh XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ PHẦN QUANG HÌNH VẬT LÍ 11 3.1 Nội dung kiến thức 3.1.1 Nội dung kiến thức - kĩ a) Ví trí, tầm quan trọng kiến thức chương trình vật lí THPT Phần kiến thức khúc xạ ánh sáng, lăng kính thấu kínhthuộc chương thứ sáu thứ bảytrong chương trình Vật lí 11 Nhìn chung, kiến thức phần xây dựng sở kế thừa phát triển từ chương trình vật lí trung học sở Các khái niệm phản xạ, khúc xạ, phản xạ tồn phần, lăng kính,thấu kinh, kính lúp… học chương trình Vật lí lớp lớp mức độ nhận thức đơn giản, chưa yêu cầu cao kiến thức kỹ cần đạt Tuy nhiên kiến thức nền, giúp HS học tốt phần “Quang hình” chương trình Vật lí 11 Ở phần này, kiến thức nêu mở rộng, nâng cao hơn, đặt yêu cầu cao kiến thức kĩ năng, thái độ HS Đây phần nối tiếp kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”, đồng thời tảng để nghiên cứu phần khác chương trình Vật lí phổ thơng như: Sóng ánh sáng Vật lí 12 Phần lớn kiến thức chương gần gũi có nhiều ứng dụng đời sống kỹ thuật Khúc xạ ánh sángdùng để giải thích nhiều tượng quang học thực tế, phản xạ toàn phần, lăng kính thấu kính có nhiều ứng dụng thực tế: Ánh sáng lễ hội, Cáp quang dùng y học hay truyền tải thông tin, dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt… Đó đặc tính ánh sáng, có tầm quan trọng đặc biệt, nhờ mà ứng dụng ánh sáng dụng cụ quang học sử dụng rộng rãi đời sống kỹ thuật Các thiết bị quang dùng thực tế tương đối phức tạp, hầu hết thiết bị dựa định luật ánh sáng thấu kính lăng kinh chất khác nhau.Hệ thống tập đa dạng phong phú, phù hợp với trình độ khác HS b) Kiến thức, kĩ cần đạt Ngoài kiến thức học THCS em cần hiểu vận dụng tốt kiến thức sau: - Định luật khúc xạ ánh sáng Chiết suất Tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng - Hiện tượng phản xạ toàn phần Cáp quang - Lăng kính Cơng dụng lăng kính - Thấu kính Tính chất ảnh tạo thấu kính Cơng thức thấu kính 3.1.2 Phân tích số nội dung kiến thức a) Nội dung “Khúc xạ ánh sáng” Ở này, ta cần làm rõ thêm số vấn đề sau: + Định luật khúc xạ ánh sáng: - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới - Tia tới tia khúc xạ nằm hai bên pháp tuyến điểm tới - Đối với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) số : sini sinr = n hay sin i = nsin r Hằng số n tuỳ thuộc vào môi trường khúc xạ (môi trường chứa tia khúc xạ) môi trường tới (môi trường chứa tia tới) Nếu n > sini > sinr hay i > r, môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới Nếu n < sini < sinr hay i < r, môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới +Hằng số n chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ môi trường tới Chiết suất tỉ đối tỉ số tốc độ v1 v2 ánh sáng môi trường tới môi trường khúc xạ : n = n21 = v1 v2 Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân khơng Chiết suất tuyệt đối môi trường môi trường là: n1 = c v1 ; n2 = c v2 + Tính thuận nghịch truyền ánh sáng : ánh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đường Theo định luật khúc xạ ánh sáng, ánh sáng truyền từ môi trường sang mơi trường với góc tới i góc khúc xạ r ánh sáng truyền từ môi trường sang môi trường với góc tới r góc khúc xạ i b) Nội dung “Phản xạ toàn phần” Ở em cẩn hiểu rõ đơn vị kiến thức sau: + Xét tia sáng từ mơi trường có chiết suất n1sang mơi trường có chiết suất n2 nhỏ (r > i) Cho góc tới i tăng dần góc khúc xạ r tăng dần ln lớn i Khi r đạt giá trị lớn 90o góc tới i có giá trị lớn igh , sini gh = với n2 n1 Khi i ≥ igh, toàn ánh sáng bị phản xạ, khơng có tia khúc xạ vào môi trường thứ hai Hiện tượng gọi tượng phản xạ toàn phần + Điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần: Khi ánh sáng từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ có góc tới i lớn góc giới hạn igh (i ≥ igh), xảy tượng phản xạ tồn phần, tia sáng bị phản xạ, khơng có tia khúc xạ + Biết nhận dạng trường hợp xảy tượng phản xạ toàn phần tia sáng qua mặt phân cách + Sợi quang có lõi làm thuỷ tinh chất dẻo suốt có chiết suất n1, bao quanh lớp vỏ có chiết suất n2 nhỏ n1 Một tia sáng truyền vào đầu sợi quang Trong sợi quang, tia sáng bị phản xạ toàn phần nhiều lần mặt tiếp xúc lõi vỏ ló đầu Sau nhiều lần phản xạ vậy, tia sáng dẫn qua sợi quang mà cường độ sáng bị giảm không đáng kể Nhiều sợi quang ghép với thành bó Các bó ghép hàn nối với tạo thành cáp quang Ứng dụng cáp quang :Trong công nghệ thông tin, cáp quang dùng để truyền thông tin (dữ liệu) dạng tín hiệu ánh sáng Cáp quang có ưu điểm so với cáp kim loại truyền lượng liệu lớn, không bị nhiễu trường điện từ bên c) Nội dung “Lăng kính” Sau kiến thức khúc xạ ánh sáng phản xạ tồn phần em tìm hiểu dụng cụ quang học cụ thể phần em em tìm hiểu lăng kính: + Lăng kính khối suốt, đồng chất, giới hạn hai mặt phẳng không song song Trong thực tế, lăng kính thường khối lăng trụ tam giác Góc A hợp hai mặt bên lăng kính gọi góc chiết quang hay góc đỉnh lăng kính + Đường truyền tia sáng qua lăng kính : Xét tia sáng nằm mặt phẳng tiết diện ánh sáng đơn sắc.Tia ló khỏi lăng kính lệch phía đáy lăng kính so với tia tới + Gọi i góc tới, r góc khúc xạ mặt bên thứ nhất, r’ góc tới, i’ gọi góc ló tia sáng mặt bên thứ hai Góc tạo tia ló khỏi lăng kính tia tới vào lăng kính, gọi góc lệch D tia sáng truyền qua lăng kính sini = nsinr ; r + r' = A Ta có công thức sau: sini ' = nsinr' ; D = i + i '− A đó, n chiết suất chất làm lăng kính d) Nội dung “Thấu kính”: Yêu cầu HS cần nắm nội dung sau đây: + Thấu kính mỏng thấu kính có bề dày tâm nhỏ + Đường tia sáng qua thấu kính: Tia tới song song với trục cho tia ló (hoặc đường kéo dài nó) qua tiêu điểm ảnh Tia tới (hoặc đường kéo dài nó) qua tiêu điểm vật cho tia ló tương ứng song song với trục Tia tới qua quang tâm truyền thẳng.\ 10 Tia tới cho tia ló (hoặc đường kéo dài nó) qua tiêu điểm ảnh phụ tương ứng (là giao điểm trục phụ song song với tia tới tiêu diện ảnh) D= + Độ tụ thấu kính đại lượng đo nghịch đảo tiêu cự: f Với thấu kính hội tụ, D > 0, với thấu kính phân kì , D < Trong hệ SI, tiêu cự tính mét (m) độ tụ tính điơp (dp) + Cơng thức tính độ tụ thấu kính là:D = f =(   R + R ÷ 2 n−1  ) (*) Trong đó, n chiết suất tỉ đối vật liệu làm thấu kính mơi trường xung quanh thấu kính R1 R2 bán kính mặt thấu kính, quy ước R1, R2> mặt lồi, R1, R2< mặt lõm, R1 (hay R2) = ∞ mặt phẳng Công thức liên hệ vị trí ảnh, vật tiêu cự (cơng thức thấu kính) 1 + = d d' f : Ta quy ước : d > với vật thật, d’ > với ảnh thật, d’ < với ảnh ảo, f > với thấu kính hội tụ, f < với thấu kính phân kì + Số phóng đại ảnh k cho biết ảnh lớn vật bao nhiều lần chiều hay ngược k= chiều với vật : A 'B' AB AB A 'B' đó, , tương ứng độ dài đại số vật ảnh Nếu ảnh vật chiều, k > Nếu ảnh vật ngược chiều k < Có thể tính số phóng đại ảnh k k=– theo khoảng cách d’ d từ quang tâm tới ảnh tới vật theo công thức : d' d 3.2 Xây dựng hệ thống tập thí nghiệm 3.2.1 Mục đích, yêu cầu - Xây dựng tập thí nghiệm chương “Quang hình” làm phương tiện để HS phát triển lực thực nghiệm Thơng qua tập thí nghiệm, HS bồi dưỡng phương pháp làm việc nhà khoa học, nhà vật lí thực nghiệm - Yêu cầu: Hệ thống tập phải phân thành dạng phù hợp với nội dung phần “Quang hình” chương trình Vật lí 11 Các tập phải xếp theo thứ tự từ dễ đến khó để phù hợp với đối tượng HS Nội dung tập phù hợp với kiến thức sách giáo khoa gần gũi với thực tế đời 11 sống Các thiết bị thí nghiệm phải đơn giản, dễ tìm, dễ chế tạo có sẵn phòng thí nghiệm Các thao tác thí nghiệm phù hợp với HS 3.2.2 Phương pháp biên soạn Để xây dựng tập thí nghiệm, tơi tìm hiểu, nghiên cứu nội dung phấn “Quang hình” Vật lí 11 Sách giáo khoa bản, sách giáo khoa nâng cao Sau đó, tìm nội dung xây dựng thành tập thí nghiệm Đồng thời có sưu tầm thêm tập đề thi tỉnh 3.2.3.Hệ thống tập thí nghiệm Bài tập 1: Cắm nghiêng đũa vào cốc Đặt mắt nhìn dọc theo đũa trường hợp: cốc khơng có nước cốc có nước Mơ tả tượng quan sát Giải thích Mục đích tập: Ơn tập lại kiến thức khúc xạ ánh sáng học THCS Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: bố trí tiến hành thí nghiệm theo mơ tả đề bài, quan sát, giải thích tượng Dự kiến cách sử dụng: Sử dụng phần mở đầu “ Khúc xạ ánh sáng” Lời giải tóm tắt:Hiện tượng: Khi nhìn dọc theo đũa trường hợp cốc khơng có nước thấy đũa cũ, khơng có thay đổi Khi nhìn theo hướng từ xuống trường hợp cốc có nước thấy đũa bị gãy mặt phân cách nước khơng khí Giải thích: Trường hợp cốc khơng có nước ánh sáng truyền theo đường thẳng nên ta thấy đũa khơng có thay đổi.Trường hợp cốc có nước ánh sáng bị khúc xạ mặt phân cách nước khơng khí nên ta thấy đũa bị gãy khúc mặt phân cách Bài tập 2: Cho dụng cụ sau: kim, hộp hình chữ nhật có thành suốt, cuộn chỉ, đèn laze, compa, xốp mỏng phẳng hình chữ nhật, vài tăm, nước, kéo, bút bi, thước thẳng chia đến mm, thước đo góc Hãy lựa chọn dụng cụ thí nghiệm để kiểm nghiệm lại định luật khúc xạ ánh sáng Từ xác định chiết suất nước 12 Mục đích tập: Kiểm nghiệm lại định luật khúc xạ ánh sáng.Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: Biết lựa chọn dụng cụ thí nghiệm sử dụng chúng Thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm kiểm tra tính khả thi phương án lựa chọn Biết cách tạo mặt phẳng tới, xác định góc tới, góc khúc xạ, biết vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để cắm tăm thẳng hàng Dự kiến cách sử dụng: Có hướng sử dụng:Một sử dụng để nghiên cứu tượng khúc xạ ánh sáng: Xem vị trí tia tới tia khúc xạ liên hệ với nào? Nếu sử dụng để nghiên cứu câu hỏi đề phải thay đổi, không kiểm nghiệm mà là: Hãy lựa chọn dụng cụ tiến hành thí nghiệm để tìm mối liên hệ vị trí tia tới tia khúc xạ? Hai sử dụng để kiểm nghiệm tượng khúc xạ ánh sáng: Đã biết định luật, dùng để kiểm tra Lời giải tóm tắt: Phương án thí nghiệm 1: - Lựa chọn dụng cụ: kim, hộp hình chữ nhật có thành suốt, cuộn chỉ, đèn laze, compa (thước đo góc), xốp mỏng phẳng hình chữ nhật, nước, kéo, bút bi, thước thẳng chia đến mm - Luồn vào kim, nối đầu thành mặt phẳng vng góc với đáy hộp Đổ nước vào hộp cho phần kim nằm nước Chiếu ánh sáng vào vị trí nằm đáy giao điểm kim mặt nước Quan sát vị trí vết sáng đáy - Dùng bút thước vẽ đường thẳng vng góc xốp Dùng băng dính dính xốp vào thành hộp cho mực nước ngang với đường thẳng nằm ngang xốp Đánh dấu vị trí xốp ngồi khơng khí Chiếu sáng từ vị trí đánh dấu đến giao điểm đường thẳng vng góc Xác định điểm đường truyền tia khúc xạ Lấy xốp ra, dùng thước compa xác định tỉ số sin góc khúc xạ góc tới Phương án thí nghiệm 2: - Lựa chọn dụng cụ: hộp hình chữ nhật có thành suốt, compa, xốp mỏng phẳng hình chữ nhật, vài tăm, nước, kéo, bút bi, thước thẳng chia đến mm, thước đo góc 13 - Kẻ đường thẳng nằm ngang xốp Cắm tăm vị trí xốp đường nằm ngang Dán xốp vào thành hộp Đổ nước vào hộp cho mức nước ngang vạch xốp Cắm tăm vị trí đường nằm ngang Đặt mắt từ ngồi khơng nhìn vào tăm 2, thay đổi hướng nhìn thấy tăm che khuất ảnh tăm Cắm tăm vng góc lên miếng xốp cho: tăm 3, tăm ảnh tăm thẳng hàng Dùng thước compa xác định tỉ số sin góc tới góc khúc xạ Dự kiến khó khăn HS: Khơng kiểm nghiệm hết nội dung định luật khúc xạ ánh sáng (chỉ kiểm nghiệm tỉ số sin góc tới góc khúc xạ số) Không đề xuất phương án thí nghiệm Định hướng tư duy: Cần kiểm nghiệm nội dung định luật khúc xạ ánh sáng? Với dụng cụ cho làm để kiểm nghiệm lại nội dung định luật khúc xạ ánh sáng? Có cách để tạo mặt phẳng tới? Làm để xác định tia tới biết trước tia khúc xạ nước? Bài tập 3: Một khối bán trụ suốt có chiết suất n = 1,41 = Một tia sáng hẹp mặt phẳng tiết diện vng góc chiếu tới bán trụ hình vẽ Xác định đường tia sáng với giá trị sau góc α : a b c d Hiện tượng xảy câu c? Làm để kiểm nghiệm ? Cho dụng cụ: khối bán trụ, đèn laze e Khi xảy tượng giống câu c? Làm để kiểm nghiệm lại điều đó? Mục đích tập: Nghiên cứu tượng phản xạ tồn phần Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: đưa dự đoán: chiếu tia sáng vào khối bán trụ với góc α = 300 tồn tia sáng bị phản xạ lại khơng có tia khúc xạ Biết bố trí, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán Suy luận lý thuyết bắt đầu xảy 14 tượng phản xạ toàn phần góc khúc xạ 90 để tìm điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần Dự kiến cách sử dụng: Ba ý đầu a, b, c để đặt vấn đề cho phản xạ toàn phần Hai ý cuối d, e để nghiên cứu tượng phản xạ tồn phần Lời giải tóm tắt: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng tìm được: Với α = 600 r = , với α = 450  r = 900, với α = 300 khơng tìm góc khúc xạ - Để kiểm tra xem trường hợp khơng tìm tia khúc xạ cần phải làm thí nghiệm Chiếu ánh sáng từ đèn laze vào khối bán trụ với góc tới = 600, kết thấy khơng có tia khúc xạ mà có tia phản xạ Để kiểm nghiệm lại điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần ta phải thay đổi góc tới góc giới hạn phản xạ tồn phần thấy tia khúc xạ sát mặt phân cách bán trụ khơng khí (phía mặt phẳng) Dự kiến khó khăn HS: Khơng biết xảy tượng phản xạ toàn phần Định hướng tư HS: Khi bắt đầu xảy tượng phản xạ tồn phần góc khúc xạ bao nhiêu? Khi góc i tới hạn tính nào? Sin góc nằm giới hạn nào? Từ suy điều kiện xảy tượng phản xạ tồn phần gì? Bài tập 4: Cho dụng cụ sau: xốp mỏng, phẳng, hình vng, tăm, thước thẳng chia đến mm, hộp nước Hãy trình bày tiến hành phương án đo chiết suất nước Mục đích tập: Xác định chiết suất nước Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: Vận dụng điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần, bố trí, tiến hành, xử lí kết thí nghiệm Dự kiến cách sử dụng: Sau học xong tượng phản xạ tồn phần phần ơn tập, củng cố kiến thức Lời giải tóm tắt: Để đo chiết suất nước trường hợp ta dựa vào góc giới hạn phản xạ tồn phần Tiến hành thí nghiệm: Cắm tăm vào tâm hình vng Đặt mắt là mặt thoáng nước quan sát Đẩy tăm vào nước bắt đầu thấy đầu A tăm dừng lại Đánh dấu vị trí mặt thống nước lúc lên tăm rút tăm ra, đo chiều dài phần tăm OA ngập nước Có: sin igh = 1/n 15 Dự kiến khó khăn HS: HS khơng đưa phương án thí nghiệm Định hướng tư duy: Có thể sử dụng kiến thức học để xác định chiết suất nước trường hợp không? Khi cắm tăm xuyên qua xốp đặt mắt là mặt nước, có phải ta thấy đầu tăm không? Tại ấn tăm chưa đủ sâu, quan sát ta khơng thể nhìn thấy đầu tăm? Có thể xác định góc giới hạn phản xạ tồn phần nước không? Bài tập 5: Dùng cốc suốt đựng nước đặt lên đồng xu Hiện tượng xảy quan sát đồng xu theo hai hướng: nhìn từ thành cốc vào nhìn từ mặt thống xuống Làm thí nghiệm kiểm tra Mục đích tâp: Nhận biết xảy tượng khúc xạ, xảy tượng phản xạ tồn phần.Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: bố trí tiến hành thí nghiệm theo mơt tả đề bài, quan sát, giải thích tượng Dự kiến cách sử dụng: Sau học xong tượng khúc xạ phản xạ toàn phần Lời giải tóm tắt: Đặt mắt theo hướng nhìn từ mặt thoáng xuống, mắt nhận tia sáng khúc xạ (1) nên thấy đồng xu đáy cốc nâng lên cao Mắt nhận tia sáng phản xạ toàn phần thành cốc (2) nên thấy có đồng xu thành cốc Đặt mắt nhìn đồng xu theo hướng từ thành cốc vào (hướng 3), khơng có tia sáng đến mắt nên ta khơng thể thấy đồng xu Dự kiến khó khăn HS: Không xác định tượng phản xạ toàn phần xảy đâu mặt phân cách hai môi trường nào? Định hướng tư duy:Vẽ đường tia sáng từ vật Khi ánh sáng tới mặt phân cách hai môi trường xảy tượng phản xạ tồn phần? Bài tập 6: a Bằng dụng cụ sau: bóng kính, kéo, cuộn băng dính mặt, lọ 502, thước thẳng chia mm, nước Hãy chế tạo lăng kính nước (để hở đáy trên), có tiết diện thẳng tam giác cạnh cm, chiều cao lăng kính 5cm b Cho thêm dụng cụ sau: xốp phẳng, tăm, đèn laze, compa, thước đo góc, bút chì Hãy trình bày tiến hành phương án thí nghiệm để đo chiết suất lăng kính nước c Đổ nước lăng kính Dùng băng dính gắn chặt lăng kính vào hộp hình chữ nhật có thành suốt Đổ nước vào hộp (không đổ vào lăng kính) cho nước khơng ngập lăng kính Dùng đèn laze chiếu tia sáng từ đáy lăng kính 16 Dự đoán đường truyền tia sáng trường hợp Làm thí nghiệm kiểm tra Giải thích tượng quan sát Mục đích tập: Chế tạo lăng kính từ vật liệu đơn giản.Xác định chiết suất chât làm lăng kính.Quan sát đường truyền ánh sáng qua lăng kính khơng khí đặt nước Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: chế tạo dụng cụ thí nghiệm từ vật liệu đơn giản, thiết kế phương án thí nghiệm, bố trí tiến hành thí nghiệm, xử lí số liệu để kết quả, quan sát giải thích tượng Dự kiến cách sử dụng: Ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức.Phần a, cho nhà làm trước, phần lại tiến hành lớp Lời giải tóm tắt a Chế tạo lăng kính từ dụng cụ đơn giản Hình bên đề cập đến cách b Xác định chiết suất lăng kính nước Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng: Dùng đèn laze Dùng tăm - Xác định góc lệch cực tiểu trước tính n Cơ sở lí thuyết: Khi xảy góc lệch cực tiểu tia tới tia ló đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc chiết quang 17 Dùng đèn laze Dùng tăm Biết Dm sử dụng cơng thức tìm c Quan sát đường truyền tia sáng qua lăng kính khơng khí đặt nước.Tia sáng không lệch đáy mà lệch đỉnh Vì: Tia từ nước sang khơng khí, nên góc tới mặt bên lăng kính nhỏ góc khúc xạ lăng kính, mặt bên lại tia từ khơng khí nước lên góc khúc xạ lớn góc tới, kết bị lệch đỉnh Hoặc xảy tượng phản xạ tồn phần: Tia sáng tới lăng kính bị phản xạ, khơng có tia sáng truyền qua lăng kính khơng khí Dự kiến khó khăn HS: Khơng đề xuất phương án thí nghiệm câu b, dự đoán sai tượng câu c tia sáng lệch đáy lăng kính Định hướng tư duy: b Trong cơng thức lăng kính sử dụng công thức để xác định chiết suất lăng kính? Nếu sử dụng cơng thức sin i = nsinr1 hay (chiếu ánh sáng từ không khí vào lăng kính nước) cần phải đo đại lượng nào? làm để đo đai lượng đó? Từ phải bố trí tiến hành thí nghiệm để xác định chiết suất lăng kính? c Hiện tượng truyền tia sáng từ nước vào lăng kính khơng khí (sao cho tia sáng từ đáy lăng kính lên)? Vẽ đường truyền tia sáng từ nước vào lăng kính khơng khí (tia sáng từ đáy lăng kính lên), có nhận xét tia ló khỏi lăng kính? Bài tập 7: Cho dụng cụ sau: đèn laze, thước thẳng có chia đến mm, tờ giấy trắng, bút chì, vài tăm, xốp phẳng, thấu kính mặt lồi, mặt lõm mặt phẳng mặt lồi Hãy lựa chọn dụng cụ tiến hành thí nghiệm xác định tiêu cự 18 Mục đích tập: Xác định tiêu cự chiết suất chất làm thấu kính Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: Vẽ tia đặc biệt qua thấu kính, vận dụng cơng thức thấu kính để tìm chiết suất biết đại lượng lại Biết cách cắm tăm cho nhìn qua thấu kính ta thấy tăm nằm đường thẳng Dự kiến cách sử dụng: - Xác định tiêu cự dùng tiết học, sau học mục “tiêu điểm Tiêu diện Tiêu cự” Xác định chiết suất dùng sau học xong mục “ độ tụ” Lời giải tóm tắt: Xác định f Cách 1: Dùng đèn laze: Đặt thấu kính lên giấy, dùng bút vẽ đường bao quanh thấu kính Dùng đèn chiếu qua lăng kính cho đường truyền qua đường thẳng, đánh dấu điểm đường này, trước, sau thấu kính Bỏ thấu kính ra, nối điểm ta trục thấu kính.Dùng đèn chiếu vệt song song với trục qua thấu kính, đánh dấu đường truyền tia ló điểm, bỏ thấu kính ra, nối điểm trên, kéo dài cắt trục đâu tiêu điểm F’ Dùng thước xác định tâm O, đo khoảng cách từ O đến F’ f Căn vào hình vẽ để lấy dấu f Cách 2: Dùng tăm: Đặt thấu kính lên xốp, dùng bút vẽ đường bao bên ngồi Vẽ trục thấu kính Kiểm tra lại cách cắm tăm trước thấu kính, trục chính, sau thấu kính cắm tăm trục chính, nhìn vào thấu kính thấy tăm thẳng trùng nhau.Kẻ đường song song với trục chính, trước thấu kính, cắm tăm đường Quan sát qua thấu kính, tìm vị trí căm tăm 2, tăm cho tăm nằm đường thẳng Đánh dấu vị trí này, bỏ thấu kính ra, dùng bút thước nối vị trí với thấu kính, kéo dài cắt trục tiêu điểm F’ Việc lại giống trên.Sử dụng cơng thức: , (f biết, cần tìm R1, R2 Với mặt phẳng R = ∞, mặt lõm R < 0, mặt lồi R > 0).Xác định R, vào: qua điểm có đường tròn,3 điểm tạo thành tam giác, đường tròn ngoại tiếp tam giác có tâm giao đường trung trực Dự kiến khó khăn HS: khơng đưa phương án thí nghiệm Định hướng tư duy: Tiêu cự thấu kính xác định thông qua tia đặc biệt? Với dụng cụ cho làm để xác định tiêu cự thấu kính? Làm để xác bán kính mặt cầu thấu kính? 19 Bài tập 8: Khơng sờ vào thấu kính làm để phân biệt đâu thấu kính hội tụ đâu thấu kính phân kì? Với dụng cụ: thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì tiến hành tiến hành thí nghiệm thấu kính thấu kính hội tụ, thấu kính thấu kính phân kì Nói rõ cách làm giải thích làm Mục đích tập: Phân biệt thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì nhằm lực thực nghiệm: vận dụng tác dụng thấu kính hội tụ tạo chùm tia ló hội tụ chùm tia tới song song, thấu kính phân kì tạo chùm tia ló phân kì chùm tia tới song song Quan sát tạo ảnh thấu kính Vận dụng tính chất ảnh vật qua thấu kính: thấu kính phân kì ln tạo ảnh ảo, chiều, nhỏ vật, thấu kính hội tụ tạo ảnh thật, ảnh ảo ảnh ảo lớn vật Quan sát dịch chuyển ảnh thấu kính dịch chuyển mặt phẳng thẳng đứng Vẽ hình lý giải cách quan sát Dự kiến cách sử dụng: Sau học xong “Thấu kính mỏng” Lời giải tóm tắt: Có cách để phân biệt thấu kính hội tụ thấu kính phân kì Cách 1: Dùng thấu kính hứng chùm tia mặt trời vì: chùm sáng song song qua thấu kính hội tụ hội tụ điểm, qua thấu kính phân kì bị phân kì, khơng hội tụ.Cách 2: Dùng thấu kính quan sát ảnh vật vì: thấu kính hội tụ cho ảnh ảo lớn vật, chiều với vật, ảnh thật to (nhỏ) vật, ngược chiều với vật Thấu kính phân kì cho ảnh ảo, bé vật, chiều với vật.Cách 3: Dịch chuyển thấu kính mặt phẳng thẳng đứng Nếu ảnh chuyển động chiều với chiều thấu kính mặt phẳng thẳng đứng thấu kính phân kì, ngược lại thấu kính hội tụ Dự kiến khó khăn HS: Khơng giải thích dịch chuyển thấu kính mặt phẳng thẳng đứng Nếu ảnh chuyển động chiều với chiều thấu kính mặt phẳng thẳng đứng thấu kính phân kì, ngược lại thấu kính hội tụ Định hướng tư duy: Vẽ hình trường hợp vật đặt thẳng đứng trục thấu kính vật đặt thẳng đứng khoảng cách so với thấu kính nằm ngồi trục từ cho nhận xét Bài tập 9: Nhúng vòng dây có đường kính 2-3mm vào nước quan sát xác vật nhỏ ta thấy gì? Bằng dụng cụ: dây đồng nhỏ, đinh, cốc nước Hãy tiến hành thí nghiệm giải thích tượng quan sát Mục đích tập: Quan sát tạo ảnh vật qua thấu kính nhằm rèn luyện lực thực nghiệm: bố trí tiến hành thí nghiệm theo mơ tả đề bài, quan sát tượng giải thích tượng quan sát Dự kiến cách sử dụng: Sau học xong “Thấu kính mỏng”, làm nhà 20 Lời giải tóm tắt: Khi giọt nước đọng vòng dây, vật quan sát qua vòng dây cho ảnh ảo chiều lớn vật, ảnh ngược chiều với vật, lúc vòng dây đóng vai trò thấu kính hội tụ - Khi vòng dây lớp nước mỏng, vật quan sát qua vòng dây cho ảnh ảo, chiều, nhỏ vật, lúc vòng dây đóng vai trò thấu kính phân kì Dự kiến khó khăn HS: Chỉ mơ tả quan sát vật vòng day cho ảnh chiều lớn vật Định hướng tư duy: Thay đổi khoảng cách vòng dây chứa nước với vật cần quan sát Thay đổi lượng nước vòng dây Bài tập 10: Bằng dụng cụ có sống hàng ngày, tạo thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì Giải thích thấu kính tạo hội tụ hay phân kì Mục đích tâp: Chế tạo thấu kính từ vật liệu đơn giản Dự kiến cách sử dụng: Sau học “ Thấu kính mỏng”, làm nhà Lời giải tóm tắt: Có nhiều vật sử dụng để tạo thấu kính đơn giản Hình ví dụ: đổ lớp nước mỏng vào lỗ chìa khóa, hay vỏ thuốc nhộng Dự kiến khó khăn HS: Khơng tạo thấu kính từ vật liệu đơn giản sống 21 Định hướng tư duy: Dựa kết 15, cấu tạo thấu kính chế tạo thấu kính từ vật liệu đơn giản Vậy ta tạo thấu kính từ vật liệu đơn giản nào? Làm để tạo thấu kính với vật liệu đó? Các thấu kính tạo hội tụ hay phân kì? Vì sao? Bài tập 11: Trìnhbày phương pháp để xác định tiêu cự thấu kính hội tụ Mục đích tập: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì từ cách khác Qua rèn luyện lực thực nghiệm: thiết kế phương pháp khác để đo tiêu cự thấu kính, vận dụng tính chất tia đặc biệt qua thấu kinh: tia song song với trục tia ló hội tụ tiêu điểm ảnh chính, vận dụng giải tốn thấu kính di chuyển khoảng vật – màn, vận dụng công thức thấu kính Dự kiến cách sử dụng: Ơn tập, củng cố Lời giải: Có cách để xác định tiêu cự thấu kính hội tụ:Cách 1: Dùng tia sáng mặt trời Khoảng cách từ điểm hội tụ đến thấu kính tiêu cự.Cách 2: Xác định vị trí vật, ảnh Hoặc chiều cao vật, ảnh Sử dụng cơng thức thấu kính, cơng thức số phóng đại.Cách 3: Dịch chuyển thấu kính khoảng vật – Dự kiến khó khăn HS: khơng đưa nhiều cách khác để đo tiêu cự thấu kính hội tụ Định hướng tư duy: Tình liên quan đến kiến thức vật lý nào? Vì sao? Có thể vận dụng kết tập biết để giải không? Bài tập hệ thấu kính Bài tập 12: Cho dụng cụ sau: thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, giá đỡ quang học, vật sáng, màn, thước chia đến mm Hãy trình bày tiến hành thí nghiệm xác định tiêu cự thấu kính phân kì Mục đích tập: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì Qua đó, rèn luyện lực thực nghiệm: thiết kế, bố trí, tiến hành, xử lý số liệu thí nghiệm, vận dụng cơng thức thấu kính, tính chất ảnh thấu kính hội tụ, phân kì Dự kiến cách sử dụng: Bài thực hành: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì 22 Lời giải tóm tắt: Cách 1: Thấu kính phân kì L đặt sau thấu kính hội tụ L tạo thành hệ thấu kính đồng trục cho ảnh thật rõ nét A1B1 ngược chiều nhỏ vật AB cho thấu kính hội tụ L0 phải nằm phía sau thấu kính phân kì L đóng vai trò vật ảo thấu kính Xác định tiêu cự thấu kính phân kì cơng thức: Với 1 = + f2 d2 d2 ' d = d1' − l l khoảng cách hai thấu kính, d 1’ khoảng cách từ ảnh thật A1B1 đến thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì d 2' khoảng cách từ hứng vật thật A2B2 đến Cách 2: Thấu kính phân kì L đặt trước thấu kính hội tụ L0 cho ảnh ảo A1’B1’ vật thật AB tạo thấu kính phân kì L dùng làm vật thật thấu kính hội tụ Lo cho ảnh thật A 2’B2’ rõ nét ảnh M Như vậy, đo khoảng cách d từ vị trí (2) vật AB khoảng cách │d’│từ vị trí (1) vật đến thấu kính phân kì L, ta tính tiêu cự f thấu kính phân kì L , d > 0, d’ < f < Dự kiến khó khăn HS: khơng đưa phương án thí nghiệm Định hướng tư duy: Có thể sử dụng cơng thức để xác định tiêu cự 1 = + f d d' thấu kính phân kì? Nếu sử dụng cơng thức xác định d d’ nào? Nếu sử dụng hệ thấu kính để đo d hay d’ phải bố trí thấu kính nào? Đo d hay d’ trường hợp đó? B Về khả áp dụng sáng kiến: Kết đạt sau: Lớp Điểm Điểm 5-6 Điểm 7-8 Điểm 9-10 11 A6(đối chứng) 10% 40% 45% 5% 11 A7 (thực nghiệm) 0% 17% 53% 30% 23 Như kết thu kết luận rằng: - Học sinh hứng thú làm việc với thiết bị thí nghiệm vật lí - Học sinh sẵn sàng nhận thực nhiệm vụ tập thí nghiệm, chủ động trao đổi với giáo viên gặp khó khăn q trình thực thí nghiệm - Học sinh tích cực tham gia thảo luận để đưa sở lí thuyết phù hợp, để thiết kế phương án thí nghiệm hợp lí, tiến hành thí nghiệm theo quy trình đề ra, cách xử lí số liệu hiệu - Phần lớn học sinh thực đầy đủ yêu cầu tập thực nghiệm GV giao cho (thể báo cáo thu hoạch); đồng thời giai đoạn trình thực nghiệm ý thức, tính tích cực chủ động hiệu thực yêu cầu tập thực nghiệm ngày cao - Sáng kiến áp dụng rộng rãi để xây dựng tổ chức số tập thí nghiệm khác tiết học khác trương trình vật lí THPT IIX Những thông tin cần bảo mật : Không IX Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến Đối với giáo viên : + Giáo viên cần trang bị kiến thức xây dựng tập thí nghiệm việc phát triển lực cho học sinh + Được tạo điều kiện mặt thời gian, kinh phí, sở vật chất để tiến hành thí nghiệm + Có hợp tác giáo viên tổ môn ; giáo viên môn cần liên môn Đối với học sinh : + Chuẩn bị kiến thức bản, học đôi với hành + Cần tích cực thực nhiệm vụ học tập đặc biệt kỹ tiến hành thí nghiêm Vật lí X Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả + Học sinh nắm vững kiến thức định hướng tự lực tìm kiếm kiến thức + Phát triển lực học sinh, giảm bớt cách học thụ động + Đánh giá đa chiều lực học sinh thơng qua hoạt động nhóm, thông qua hoạt động cá nhân, lực tiến hành thí nghiệm Vật lí + Đặc biệt phát triển lực sáng tạo, chủ động giải nhiệm vụ Thiết kế thí nghiệm, mơ hình, tạo sản phẩm cụ thể + Khả thuyết trình nâng lên rõ rệt 24 Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm thấy lực học sinh phát triển Kết thể so sánh: + Giữa lớp thực nghiệm lớp đối chứng + Giữa cá nhân lớp thực nghiệm + Giữa em học sinh trước thực dự án sau thực dự án Khi thực làm tập thí nghiệm Vật lí, em bộc lộ hết khả có để hồn thành nhiệm vụ giao Có biến đổi thực cách học, em hứng thú có lúc em gặp khó khăn Nhưng sau định hướng, giúp đỡ kịp thời em hồn thành nhiệm vụ mính Ở bộc lộ cá nhân chưa thực tích cực, thụ động Đề tài tơi không đem lại hiệu kinh tế cách cụ thể, bước đầu tạo sản phẩm vơ quan trọng, người đáp ứng yêu cầu mới, có lực thực phát huy lực mình, bước hội nhập với giới Mặt khác, hoạt động, em học sinh thể lực yếu, thiếu từ định hướng, giúp đỡ em ngày tiến XI Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu Số TT Tên tổ chức/cá nhân Địa Lớp 11A5 Trường THPT Nguyễn Thái Học Phạm vi/Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Giảng dạy 1.Khúc xạ ánh sáng 2.Phản xạ toàn phần Lớp 11A7 Trường THPT Nguyễn Thái Học Giảng dạy 1.Khúc xạ ánh sáng 2.Phản xạ toàn phần , ngày tháng năm Thủ trưởng đơn vị/ Chính quyền địa phương (Ký tên, đóng dấu) , ngày tháng năm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ (Ký tên, đóng dấu) , ngày tháng năm Tác giả sáng kiến (Ký, ghi rõ họ tên) Lê Thị Thanh Bình 25 ... từ lí mà tơi chọn đề tài: Xây dựng số tập thí nghiệm Vật lí để tổ chức hoạt động dạy học phần quang hình - Vật lí lớp 11 II Tên sáng kiến: Xây dựng số tập thí nghiệm Vật lí để tổ chức hoạt động. .. 1.2.BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.2.1 Khái niệm tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm phải làm thí nghiệm để đo đạc đại lượng khảo sát trình vật lí Bài tập thí nghiệm loại tập đòi hỏi lí. .. sinh XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ PHẦN QUANG HÌNH VẬT LÍ 11 3.1 Nội dung kiến thức 3.1.1 Nội dung kiến thức - kĩ a) Ví trí, tầm quan trọng kiến thức chương trình vật lí THPT Phần