SKKN THPT: Phát triển bài tập Vật lí theo lí thuyết phát triển bài tập chương Sóng ánh sáng

SKKN Đề tài: PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÍ THEO LÍ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP CHƯƠNG “SĨNG ÁNH SÁNG” CẤU TRÚC ĐỀ TÀI TÊN ĐỀ TÀI LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG THỤ HƯỞNG THỜI GIAN THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP VÀ HÌNH THỨC THỰC HIỆN KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12 CƠ BẢN THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Bài tập phần quan trọng hệ thống vật lý nói chung đặc biệt vật lý phổ thơng nói riêng - Thông qua tập học sinh khắc sâu phần lý thuyết - Thông qua tập rèn luyện bồi dưỡng cho học sinh tư linh hoạt , nhạy bén, mềm dẻo hạn chế lối tư áp đặt học sinh tư tự đặt giảiquyết vấn đề - Đáp ứng nhu cầu đổi phương pháp dạy, học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Thực trạng : - Khơng có giáo án mẫu soạn tiết tập, tài liệu tham khảo hạn chế nên Giáo viên gặp lúng túng soạn giáo án dạy tiết tập, nên tiết tập trường PT thường Giáo viên dao tập nhà trước để học sinh chuẩn bị, đến tiết tập gọi học sinh lên làm lấy điểm nên không rèn tư sáng tạo, tư giải vấn đề nhiều học sinh ngại học môn vật lý - Với thời gian giành cho tiết luyện tập chiếm khoảng 15 – 20% thời lượng giáo trình nên để tiết luyện tập có hiệu thực gặp nhiều khó khăn Để giải khó khăn thực trạng nhóm chúng em đưa phương pháp phát triển tập theo lý thuyết phát triển tập ĐỐI TƯỢNG THỤ HƯỞNG Giáo viên vật lý THỜI GIAN THỰC HIỆN buổi( 15 tiết) Buổi 1: Mở đầu Lý thuyết PTBT Buổi 2: Các ví dụ minh họa Buổi 3: Thực hành (Học viên vận dụng lý thuyết phát triển tập, xây dựng tập sử dụng tập) NỘI DUNG ĐỀ TÀI 5.1 Lý thuyết phát triển tập 5.1.1 Khái niệm phát tiển tập vật lý Vấn đề phát triển tập vật lý liên quan đến hai khái niệm sở: Bài tập tập tổng hợp Bài tập bản(BTCB): Là tập mà giải cần sử dụng đơn vị kiến thức ( Một khái niệm định luật vật lý), có sơ đồ cầu trúc sau Sơ đồ 1: Mô tả cấu trúc BTCB Bài tập tổng hợp(BTTH): Là tập mà giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên Như vậy, tập tổng hợp tổ hợp tập Thực chất việc giải tập tổng hợp việc nhận tập tập tổng hợp Phát triển tập biến đổi tập thành tập tổng hợp theo phương án khác 5.1.2 Các phương án phát triển tập vật lý Theo tác giả Phạm Thị Phú [9], việc phát triển tập vật lý cần trải qua hành động: Chọn tập bản, phân tích cấu trúc tập bản, mơ hình hóa tập theo phương án khác Việc Chọn tập hành động có tính định cho việc cố kiến thức , kĩ Hành động bao gồm việc: + Xác định mục tiêu: Cần cố kiến thức nào? Nội dung kiến thức đó? Phương trình liên hệ đại lượng, công thức biểu diễn? + Chọn đặt đề tập + Xác định kiện, ẩn số + Mơ hình hóa đề hướng giải Từ tập bản, phát triển thành tập tổng hợp mn hình mn vẻ Về mặt lý luận khái quát thành phương án phát triển tập sau: PA1: Hoán vị giả thuyết kết luận BTCB để toán khác có độ khó tương đương Sơ đồ 2: Hốn vị giả thuyết kết luận PA2: Phát triển giả thiết tập Sơ đồ 3: Phát triển giả thiết tập PA3: Phát triển kết luận tập Sơ đồ 4: phát triển kết luận BTCB - PA4: Đồng thời phát triển giả thiết kết luận (kết hợp PA2, PA3) Sơ đồ 5: Đồng thời phát triển giả thiết kết luận BTCB PA5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận hoán vị giả thiết, kết luận ( kết hợp PA1, PA2, PA3 PA4) Sơ đồ 6: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận hoán vị giả thiết kết luận 5.1.3 Phát triển BTVL dạy học BTVL Việc phát triển tập phụ thuộc vào yếu tố sau: - Mục tiêu giáo dưỡng: Cần cố khắc sâu kiến thức nào? - Nội dung kiến thức tập - Trình độ, lực, tư duy, khả làm việc tích cực, độc lập học sinh mục tiêu phát triển tương ứng - Thời gian tiết học 5.1.4 Qui trình xây dựng BTVL chương theo lý thuyết phát triển BTVL[9] 5.1.4.1 Giáo viên xác định hệ thống BTCB chương - Xác định nội dụng kiến thức bant chương - Các phương trình biểu diễn - Lựa chọn số BTCB có chương - Mơ hình hóa tập để phát triển theo phương án khác 5.1.4.2 Học sinh giải BTCB (tập dượt để hiểu rõ ghi nhớ kiến thức bản) 5.1.4.3 Giáo viên khái quát hóa phương án giải BTCB phân tích tập Các kiện a,b,c,… liên hệ với x phương trình, kiến thức f(a,b,c,x)=f Nắm phương trình giải hàng loạt tập khác 5.1.4.4 Giáo viên phát triển tập cách hoán vị giả thiết, kết luận để BTCB có độ khó tương đương 5.1.4.5 Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển theo hướng 1(làm theo mẫu) ngơn ngữ nói điều có tác dụng tốt việc học sinh nắm vững kiến thức bồi dưỡng lực diễn đạt ngơn ngữ nói cho học sinh 5.1.4.6 Giáo viên phát triển BTCB theo hướng phát triển giả thiết phát triển kết luận, giáo viên phân tích : Nếu BTCB không cho a mà cho a1, a2, a3 (a liên hệ với a1, a2, a3 kiến thức mà học sinh học) em giải khơng? từ đặt lại vấn đề tập cho, em học sinh có học lực tham gia xây dựng 5.1.4.7 Giáo viên hướng dẫn phát triển tập theo cách phát triển đồng thời giả thiết, kết luận phát triển kết luận hoán vị chúng Ở giai đoạn tính tự lực học sinh nâng lên chất: Học sinh vừa người đặt vấn đề, vừa người giải vấn đề 5.2 Sử dụng tập dạy học vật lý theo lý thuyết phát triển tập 5.2.1 Giáo viên xây dựng tập từ BTCB theo mục tiêu dạy học Từ BTCB ban đầu theo cách phát triển theo phương án khác mà có tập (BTTH) có độ khó, độ phức tạp khác Căn mục tiêu dạy học tập để xây dựng tập theo cấu trúc qui trình sau: - Xác định mục tiêu dạy học tập - Xác định độ khó tập - Lựa chọn phương án phát triển BTCB - Xây dựng tập - Sử dụng tập - Sử dụng tập theo mục tiêu định 5.2.2 Hướng dẫn học sinh tự lực xây dựng tập Căn vào qui trình xây dựng BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL Trong trình giải tập, Giáo viên hướng dẫn học sinh tự lực xây dựng tập theo yêu cầu sau: - Xác định nội dung kiến thức tập - Xác định kiến thức cần thiết để giải tập - Khái qt hóa phương pháp giải tập phân tích tập dự kiện a, b, c, liên hệ với x phương trình kiến thức f(a,b,c,x)=f Mơ hình hóa mối liên hệ cho, phải tìm chưa biết - Lựa chọn phương án phát triển BTCB - Xây dựng tập theo phương an phát triển BTCB lựa chọn sau: + Hoán vị giả thiết, kết luận để tập có độ khó tương đương + Phát triển giả thiết phát triển kết luận + Phát triển đồng thời giả thiết, kết luận + Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận hoán vị chúng 5.2.3 Bài học tập vật lý theo lý thuyết phát triển tập Mục tiêu: - Học sinh nắm vững kiến thức cần cố - Kỹ giải tập từ đơn giản đến phức tạp - Làm quen với việc phát triển tập giáo viên - Bước đầu xây dựng tập theo số phương án phát triển BTCB Cấu trúc học BTVL có thể: - BT1: BTCB - BT2: + Học sinh đặt đề tập từ BTCB theo phương án + Học sinh giải tập - BT3: + Học sinh đặt đề tập từ BTCB theo phương án + Học sinh giải tập - BT4: + Giáo viên đặt đề tập từ BTCB theo phương án + Học sinh nhà giải, biện luận, tự giải giải tập theo phương án 5.3 Bài tập minh họa GIAO THOA ÁNH SÁNG I Mục tiêu: A kiến thức: - Nắm tượng giao thoa ánh sáng - Nhớ cơng thức : khoảng vân, bước sóng, vị trí vân sáng, vân tối B.Kỹ : - Giải tập tính khoảng vân, tìm số vân sáng, số vân tối - Giải tập vạch vân sáng (tối) trùng -Làm quen với việc phát triển tập tự phát triển tập -Nhận tập toán tổng hợp tức giải toán C Thái độ : -Bồi dưỡng tư linh hoạt, nhay bén,mềm dẻo,hạn chế lối tư áp đặt quen dần lối tư hai chiều thuận nghịch - Học sinh hứng thú, say mê giải tập vật lý phát triển tâp BÀI TẬP CƠ BẢN SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA BÀI TẬP VỀ LĂNG KÍNH I Mục tiêu: A Kiến thức: Trình bày : -Cấu tạo lăng kính -Đường tia sáng qua lăng kính -Các cơng thức lăng kính -Sự biến thiên góc lệch tia sáng qua lăng kính góc tới biến thiên -Góc lệch cực tiểu đương tia sáng trường hợp B.Kỹ : -Làm quen với việc phát triển tập tự phát triển tập -Nhận tập toán tổng hợp tức giải tốn C Thái độ : -Bồi dưỡng tư linh hoạt,nhay bén,mềm dẻo,hạn chế lối tư áp đặt quen dần lối tư hai chiều thuận nghịch II Bài tập lăng kính (sóng ánh sáng) theo lí thuyết phát triển Bài tốn 2: Cho lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 600 có chiết suất ánh đỏ nđ= Chiếu ánh sáng đỏ vào mặt bên lăng kính với góc tới 450.Tính góc tia ló đỏ khỏi lăng kính? Hd: A,i,n i’ Bài tốn 1: (phương án 1) Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 600 ,có chiết suất ánh sáng đỏ nđ = Chiếu chùm tia sáng đỏ vào mặt bên lăng kính góc tới i.Biết góc tia ló đỏ khỏi lăng kính 600 Tính góc tới i? A,n,i i’ HD: Bài toán 2: (Phương án 2) Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A =600 , có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ  , nt  Chiếu hai tia vào mặt bên lăng kính góc tới 700 Chùm tia ló rọi vng góc vào mặt đặt cách lăng kính khoảng L=1(m) Biết khoảng cách vệt sáng đỏ vệt sáng tím thu đươc 70(mm).Tính góc tia ló đỏ khỏi lăng kính ?.A Hd: A,i,nt L,L’,Dt Dd A,i,nd i’d Bai toán 3: (Phương án 3) Một lăng kính có góc chiết quang A= 600 làm thủy tinh mà chiết suất ánh sáng đỏ Chiếu vào mặt bên lăng kính chùm tia sáng màu đỏ cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu.Tính góc tới chùm tia tới ? HD: A,n,Dmin i Bài toán 4: (phương án 4) Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC,có chiết suất ánh sáng đỏ Chiếu vào mặt bên lăng kính chùm tia sáng trắng hẹp.Góc tới i tia sáng SI mặt AB phải thỏa mãn điều kiện để khơng có tia chùm ánh sáng trắng ló khỏi mặt AC ? Hd: ABCđều A PXTP igh i Bài toán 5: (phương án 5) Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC đặt khơng khí.Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song hẹp màu đỏ theo phương vuông góc mặt bên AB cho tia ló khỏi lăng kính sát mặt bên AC.Tính chiết suất lăng kính ánh sáng màu đỏ góc lệch D tia ló so với tia tới ? HD: A i=r =0,i’=90 r’ nđ D BÀI TẬP VỀ DI CHUYỂN NGUỒN I Mục tiêu: A kiến thức: - Nắm tượng giao thoa ánh sáng - Nhớ cơng thức : khoảng vân, , vị trí vân sáng, B.Kỹ : - Giải tập độ dịch chyển nguồn, hệ vân, tìm số vân sáng, số vân tối -Làm quen với việc phát triển tập tự phát triển tập -Nhận tập toán tổng hợp tức giải toán C Thái độ : -Bồi dưỡng tư linh hoạt, nhay bén,mềm dẻo,hạn chế lối tư áp đặt quen dần lối tư hai chiều thuận nghịch - Học sinh hứng thú, say mê giải tập vật lý phát triển tâp Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng Biết khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1m, khoảng cách từ nguồn S đến hai khe S , S d = 20cm Lúc đầu S cách hai khe S , S Nếu dịch chuyển nguồn S đoạn 2mm theo phương song song mặt phẳng chứa hai khe phía S1 hệ vân di chuyển nào? Bài toán 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng Biết khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1m, khoảng cách từ nguồn S đến hai khe S , S d = 20cm Lúc đầu S cách hai khe S , S Nếu dịch chuyển nguồn S đoạn 2mm theo phương song song mặt phẳng chứa hai khe phía S hệ vân di chuyển nào? Mơ hình hóa: D, d, y f(D,d,y,x) x HD: Gọi y độ dịch chuyển nguồn S theo hình vẽ điểm A có hiệu quang Trình ay ax  d D ay ax Muốn A vạch sáng d   k d D d ( d 2,  d )  (d1,  d1 ) (d 2'  d1' )  A vạch sáng trung tâm k = => x  yD d Dấu (-) chứng tỏ vân sáng trung tâm dịch chuyển theo chiều ngược lại với chiều dịch chuyển nguồn sáng khoảng x  yD =10mm d PA1: Hoán vị giả thiết kết luận tập bản: Bài 1: : Hoán vị giả thiết kết luận tập để tập có độ khó tương đương Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng khoảng cách từ quan sát đến hai khe D = 1m, khoảng cách từ nguồn sáng S đến hai khe d = 10cm Biết lúc đầu S cách hai khe S1S2 Phải dịch chuyển S theo phương song song mặt phẳng chứa hai khe để hệ vân di chuyển đoạn (mm) Mô hình hóa: Giả thiết D,y,x y xd D Kết luận y PA2: phát triển giả thiết tập bản: Bài 2: Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng , nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 μm cách hai khe S1, S2 cách mặt phẳng chứa hai khe đoạn d = 20cm Biết khoảng cách hai khe 0,4mm Khoảng vân đo i = 1mm Sau di chuyển nguồn sáng S theo phương song song mặt phẳng chứa hai khe đoạn y = 1mm phía S1 hệ vân di chuyển nào? Mơ hình hóa: Giả thiết: Y,a,d,I, x  D Dy d Kết luận: x? ia  D? PA3: Phát triển kết luận tập bản: Bài 3: Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng, Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm, khoảng cách từ khe S đến hai khe S1,S2 d = 20cm Khoảng cách hai khe S1S2 a = 0,5mm Khoảng cách từ hai khe đến D = 2m O vị trí tâm màn, cho khe S di chuyển xuống đoạn mm Tìm khoảng cách từ vân sáng bậc đến O Mơ hình hóa: Dữ kiện x Dy d xGiả thiết x5?Kết x5  x  5i luận HD: + Khoảng vân: i =2mm + S di chuyển xuống theo phương song song với màn, vân sáng trung tâm dịch chuyển lên đoạn x Dy d + Vị trí vân sáng bậc 5: x5 = x+ 5i PA4: Phát triển giả thiết kết luận tập bản: Bài 4: Trong thí nghiệm từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D = 2m Nguồn S đặt cách mặt phẳng chứa hai khe d = 0,5m cách hai khe Khoảng cách hai khe a = 0,5mm.Bước sóng ánh sáng λ= 5μm Dịch chuyển nguồn S song song với S1S2 phía S1 đến S’ với SS’ = 1mm Đặt mỏng trước khe S2 , biết chiết suất mỏng song song n = 1,5 bề dày e = 6μm Tìm khoảng cách từ vân sáng bậc bốn đến O Mô hình hóa: Dy x= d Gỉa thiết: D,d,a,y,n,e HD: x x  x  x' De(n  1) x’= a x’ x x x  4i x4? Gọi x độ dịch chuyển hệ vân ta dịch chuyển nguồn S thì: x Dy 4mm d  Gọi x’ độ dịch chuyển hệ vân có mỏng x’  De(n  1) 12mm a  Do hệ vân dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển nguồn nên hệ vân dịch chuyển phía S  Khi có mỏng hệ vân dịch chuyển phía mỏng ta phải đặt mỏng chắn tia sáng từ khe S  Hệ vân dịch chuyển là: x +x’ = +12= 16 mm  Khoảng cách từ vân sáng bậc đến O:x4=16+4.i với i=0,2mm PA5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận hoán vị giả thiết , kết luận tập bản: Bài 5: Một nguồn sáng S khe hẹp phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =0,5μm, chiếu sáng hai khe hẹp S , S Mặt phẳng chứa hai khe cách S đoạn d = 0,5m, khoảng cách hai khe a = 0,5mm, quan sát đặt cách mặt chứa hai khe đoạn D = 1m Trên ảnh thu hệ vân giao thoa Bề rộng khe S để khơng nhìn thấy hệ vân sáng tối xen kẽ nữa? Mơ hình hóa: x= Giả thiết: λ,d,a,D i i? i y x id 2D y? D a  HD: khoảng vân i= 1mm  Khi mở rộng S khe coi tập hợp nhiều khe S’ nằm hai bên khe S ban đầu  Xét khe S’ cách khe S đoạn y Vân trung tâm hệ vân tạo S’ dịch chuyển ngược chiều đoạn  x Dy d Khi vân tối thứ hệ vân trùng với vân trung tâm hệ vân S ban đầu khơng cịn hệ vân sáng tối xen kẽ Khi ta có: i x  Dy id  y 0,25mm d 2D PHƯƠNG PHÁP VÀ HÌNH THỨC THỰC HIỆN Trình chiếu chất vấn giảng giải KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Tài liệu tham khảo SGK vật lý 11 Bình(2007) SGV vật lý 11 (2007) SGK vật lý 11 (2009) SGV vật lý 12 (2009) Phát triển tập vật lý Tác giả Lương Duyên Lương Duyên Bình Lương Duyên Bình Lương Duyên Bình Phạm Thị Phú (2006) ... mê giải tập vật lý phát triển tâp BÀI TẬP CƠ BẢN SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG PHÁT TRIỂN BÀI TẬP THEO PA BÀI TẬP VỀ LĂNG... (Học viên vận dụng lý thuyết phát triển tập, xây dựng tập sử dụng tập) NỘI DUNG ĐỀ TÀI 5.1 Lý thuyết phát triển tập 5.1.1 Khái niệm phát tiển tập vật lý Vấn đề phát triển tập vật lý liên quan đến... KIỂM TRA ? ?ÁNH GIÁ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12 CƠ BẢN THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Bài tập phần quan trọng hệ thống vật lý nói