CHỦ ĐỀ : GIAO THOA ÁNH SÁNG (Lớp 12-Chương trình bản) I Nội dung chuyên đề Giới thiệu chuyên đề Trong chương trình vật lý 12 phần kiến thức liên quan đến giao thoa ánh sáng trình bày tiết gồm: tiết lý thuyết giao thoa, tiết tập 02 tiết thực hành vận dụng kiến thức giao thoa để đo bước sóng ánh sáng Nội dung thực hành xếp cuối chương học sinh thường quên sở lý thuyết khó liên tưởng, nên thực hành giáo viên lại phải xây dựng lại kiến thức giao thao ánh sáng Xây dựng thành chuyên đề giúp học sinh vận dụng kiến thức vừa học vào thực tế để đo bước sóng ánh sáng Xác định vấn đề cần giải chuyên đề Vấn đề Xậy kiến thức lý thuyết giao thoa sóng ánh sáng ứng dụng tượng giao thoa ánh sáng đời sống Vấn đề 2: Sử dụng lý thuyết giao thoa nhằm giải dạng toán giao thoa sóng ánh sáng Vấn đề Sử dụng kiến thức giao thoa sóng ánh sáng để xây dựng phương án đo bước sóng ánh sáng Nội dung Dựa vào chuẩn kiến thức, kỹ chương trình hành để xác định nội dung chuyên đề Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng khe Y-âng Giải tập giao thoa ánh sáng khe Y-âng Đo bước soáng ánh sáng khe Y-âng Thời lượng tổng cộng 04 tiết gồm: 01 tiết lý thuyết, 01 tiết tập, 02 tiết thực hành II Tổ chức dạy học Mục tiêu a) Kiến thức - Trình bày thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Yâng - Nêu vân sáng, vân tối kết giao thoa ánh sáng - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng - Nêu tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng b) Về kĩ - Vận dụng công thức i = λD để giải tập a - Xác định bước sóng ánh sáng theo phương pháp giao thoa thí nghiệm - Biết cách sử dụng dụng cụ đo cách thức bố trí thí nghiệm - Biết cách tiến hành thí nghiệm: - Biết tính tốn số liệu thu từ thí nghiệm để đưa kết c) Về thái độ - Say mê khoa học kỹ thuật Khách quan trung thực cẩn thận - Tự lực tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức d) Năng lực Những lực thành phần lực chun biệt mơn Vật lý bồi dưỡng chuyên đề thể sau: Nhó m lực Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực chuyên đề K1: Trình bày kiến thức tượng, đại lượng, định luật, Năng nguyên lí vật lí bản, phép đo, lực sử số vật lí dụng kiến thức - Nêu tượng nhiễu xạ ánh sáng - Nêu định nghĩa tượng giao thoa ánh sáng - Nêu vân sáng, vân tối kết giao thoa ánh sáng - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng - Đo bề rộng n khoảng vân Ghi số liệu K2: Trình bày mối quan hệ - Viết cơng thức tính vân sáng, kiến thức vật lí vân tối khoảng vân - Từ cơng thức tính khoảng vân, suy bước sóng ánh sáng là: λ= i a.L a= D D.n K3: Sử dụng kiến thức vật lí - Vân dụng cơng thức tính để thực nhiệm vụ học tập vân sáng, vân tối khoảng vân để giải tập - Các cách tính sai số phép đo K4: Vận dụng (giải thích, dự đốn, - Dựa vào tính chất sóng ánh tính tốn, đề giải pháp, đánh giá sáng giải thích tượng giao giải pháp,…) kiến thức vật lí vào thoa ánh sáng tình thực tiễn P1: Ðặt câu hỏi - Đặt câu hỏi đến tượng kiện vật lí giao thoa P2: Mô tả tượng tự nhiên ngơn ngữ vật lí Năng quy luật vật lí tượng lực phương P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn - Thu thập số liệu thí nghiệm pháp xử lí thơng tin từ nguồn khác để giải vấn đề học tập vật lí P4: Vận dụng tương tự mơ hình để xây dựng kiến thức vật lí P5: Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp học tập vật lí P6: Chỉ điều kiện lí tưởng - Vận dụng tương tự với tượng giao thoa sóng - Phép tính sai số, giá trị trung bình, phép tính gần - Ánh sáng truyền mơi trường tượng vật lí suốt đồng tính P7: Ðề xuất giả thuyết; suy - Giả thuyết ánh sáng có tính chất hệ kiểm tra sóng phải có tượng giao thoa P8: Xác định mục đích, đề xuất - Xác định mục đích: Xác định bước phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí sóng ánh kết thí nghiệm rút nhận - Đề xuất phương án: phương xét pháp giao thoa khe Y âng - Lắp ráp, tiến hành xử lí kết thí nghiệm rút nhận xét thí nghiệm kkhe Y âng P9: Biện luận tính đắn kết - Biện luận sai số kết thí thí nghiệm tính đắn nghiệm nguyên nhân gây lên kết luận khái quát hóa từ kết sai số có thay đổi: Sai số thí nghiệm đo đạc, ánh sáng truyền môi trường khôngtrong suốt đồng tính Năn X1: Trao đổi kiến thức ứng dụng - Trao đổi kiên thức ứng dụng g lực vật lí ngơn ngữ vật lí tượng giao thoa ánh sáng trao đổi cách diễn tả đặc thù vật lí thực tế ngôn ngữ vật lý thông X2: Phân biệt mô tả - Phân biết tượng tự tin tượng tự nhiên ngơn ngữ nhiên: Màu sắc bơng bóng xà phịng, đời sống ngơn ngữ vật lí (chun váng dầu mỡ… ngành ) X3: Lựa chọn, đánh giá - So sánh nhận xét từ kết nguồn thông tin khác thí nghiệm nhóm với hóm khác kết luận SGK X4: Mô tả cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị kĩ thuật, công nghệ X5: Ghi lại kết từ - Ghi chép nội dung hoạt hoạt động học tập vật lí động nhóm (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí - Biểu diễn kết thí nghiệm nghiệm, làm việc nhóm… ) dạng bảng biểu - Ghi nhớ kiến thức X6: Trình bày kết từ - Trình số liệu đo dang hoạt động học tập vật lí bảng biểu - Giải thích kết đo - Trình bày kết hoạt động nhóm hình thức báo cáo thí nghiệm X7: Thảo luận kết công - Thảo luận kết thực việc vấn đề liên nhiệm vụ học tập thân quan góc nhìn vật lý nhóm X8: Tham gia hoạt động nhóm - Đánh giá đồng đẳng, hỗ trợ giúp đỡ học tập vật lý nhóm bạn C1: Xác định trình độ có - Trình bày khái niệm về kiến thức, kĩ , thái độ tượng nhiễu xạ, giao thoa cá nhân học tập vật lí - Làm tập giao thoa Năn g lực cá thể C2: Lập kế hoạch thực kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ thân C3: Chỉ vai trò (cơ hội) hạn chế quan điểm vật lí trường hợp cụ thể mơn vật lí ngồi mơn vật lí C4: So sánh đánh giá - khía cạnh vật lí- giải pháp kĩ thuật khác mặt kinh tế, xã hội môi trường C5: Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá cảnh báo mức độ an tồn thí nghiệm, vấn đề sống công nghệ đại giải thích tượng liên quan đến giao thoa ánh sáng - Nắm bước thực hành đo bước sóng ánh sáng - Dựa vào kiến thức lí thuyết nhiệm vụ giao để tự tìm hiểu ứng dụng tượng giao thoa - Trình bày ứng dụng tượng giao thoa đời sống nghiên cứu khoa học - Vận dụng giao thoa để kiểm tra độ phẳng kính, tường Hiểu cách sử dụng nghiên cứu khoa học - Biết nhứng lưu ý cách bố trí thí nghiệm để đo bước sóng ánh sáng xác - Từ tượng giao thoa chứng C6: Nhận ảnh hưởng vật lí minh ánh sáng có tính chất sóng lên mối quan hệ xã hội lịch lịch sử nghiên cứu tính chất sử ánh sáng Chuẩn bị - Bộ thí nghiệm nhiễu xạ: hình 25.1 - Bộ thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y âng - Chuẩn bị phiếu học tập - Ôn tập lại phần giao thoa sóng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Nêu đặc điểm tượng giao thoa? Nêu điều kiện giao thoa sóng cơ? Kết đặc trưng tượng giao thoa sóng nước? Xây dựng tiến hành thí nghiệm kiểm chứng ánh sáng có tính giao thoa? Gợi ý: Nếu ánh sáng có tính giao thoa nguồn sáng kết hợp gặp chắn tạo chỗ sáng (tăng cường lẫn nhau) chỗ tối (triệt tiêu lẫn nhau) cách Để tạo nguồn sáng kết hợp từ nguồn tia sáng chiếu qua khe hẹp(2 nguồn tạo có tính chất) PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2: 1.Viết cơng thức giao thoa sóng Đọc Sách giáo khoa trang 129,130 xây dựng công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân tượng giao thoa khe y âng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3: Nêu ví dụ tượng giao thoa sóng ánh sáng thực tế Ánh sáng có tính chất sóng ngồi đặc trưng giao thoa đặc trưng nhiễu xạ ánh sáng Em nêu tượng, ví dụ tượng nhiễu xạ ánh sáng Tiến trình dạy học GIAO THOA ÁNH SÁNG ( Tiết 01) Khởi động - Thời gian: (2 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, tạo khơng khí học tập + Giới thiệu chương trình SGK, tài liệu tham khảo yêu cầu học tập môn + Giới thiệu sơ lược nội dung chương sau vào trực tiếp Hoạt động 1: Tìm hiểu chung tính giao thoa ánh sáng (10 phút) TT Bước Nội dung Năng lực hình thành Chuyển giao GV: - bật lửa lên hỏi: ánh sáng truyền K1,K2,K3,P1, nhiệm vụ ntn? Có giống sóng âm hay không? P3,P4,P7,P8, HS: trả lời ánh sáng truyền theo hướng C1,X1,X3,X5 , X6 giống sóng âm GV- ánh sáng có tính chất giống sóng âm ánh sáng có tính chât sóng Thực nhiệm HS: Hoạt động nhóm bàn trả lời phiếu học vụ tập - Lên bảng trình bày kết phiếu học tập Báo cáo, thảo luận - Đưa kết luận ánh sáng có tính chất sóng Các nhóm giáo viên chốt kết - Thể chế hóa kiến thức Kết luận, nhận định, hợp thức hóa kiến thức Hoạt động 2: Tìm hiểu tượng giao thoa ánh sáng khe Y-âng (25 phút) TT Bước Nội dung Năng lực hình thành Chuyển giao Chúng ta nghiên cứu định lượng K1,K2,K3,P1 nhiệm vụ tượng giao thoa tượng giao thoa khe ,P3,P4,P5, P8,C1,X1, y âng X3,X5,X6 Thực nhiệm GV: phát phiếu học tập vụ HS: trả lời phiếu học tập Báo cáo, thảo - Báo cáo kết luận - HS khác lắng nghe đưa ý kiến thảo luận - Giáo viên phân tích xác nhận câu trả lời - Thể chế hóa kiến thức Kết luận, nhận định, hợp thức hóa kiến thức Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng tính chất sóng ánh sáng (5 phút) TT Bước Nội dung Chuyển nhiệm vụ Thực nhiệm GV: phát phiếu học tập vụ HS: Trả lời phiếu học tập Báo cáo, thảo Trình bày kết bảng luận Các nhóm giáo viên chốt kết giao Giáo viên thổi bong bóng xà phịng Năng lực hình thành K1,K3,K4,C1 ,X1,X3,X5,X6 Kết luận, nhận - HS tự thể chế hóa kiến thức định, hợp thức hóa kiến thức Hoạt động 4: Giao nhiệm vụ nhà (3 phút) Đọc phần III sách giáo khoa trang 131 Làm tập sgk(133) Xây dựng cách đo bước sóng ánh sáng dựa theo tượng giao thoa Đọc chuẩn bị trước thực hành đo bước sóng ánh sáng BÀI TẬP (Tiết 2) Khởi động - Thời gian: (2 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, tạo khơng khí học tập, kiểm tra tập học sinh Hoạt động 1: Kiểm tra 15 phút (15 phút) Hoạt động 2: Vận dụng tương tự giải số tập SGK (23 phút) T Bước Nội dung Năng lực T hình thành Chuyển giao - Yêu cầu học sinh làm việc nhóm giải K2, K3, nhiệm vụ tập 8, 9, 10 SGK K4, P2, P3, (HS Khá-Giỏi hướng dẫn học sinh yếu) X1, X2, X3, Thực nhiệm - HS làm việc 10 phút để thực C1, C2, C3 vụ yêu cầu GV đưa Báo cáo, thảo - Đại diện báo cáo kết (bài tập 11 học luận sinh giỏi báo cáo kết quả) - HS khác đưa ý kiến thảo luận - Giáo viên phân tích xác nhận câu trả lời Kết luận, nhận - Thể chế hóa kiến thức định, hợp thức - Chú ý đơn vị đại lượng hóa kiến thức Hoạt động 4: Giao nhiệm vụ nhà (5 phút) Xác định đại lượng: λ , i, D, f : - Vận dụng công thức: i = c λD , λ= f a - Lưu ý: rút công thức, đơn vị THỰC HÀNH (Tiết 3, 4) Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập + Kiểm tra việc chuẩn bị thực hành - Thời gian: (7 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp, kiển tra tập học sinh + Kiểm tra việc chuẩn bị báo cáo, thông báo yêu cầu thực hành Hoạt động 1: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm - Mục tiêu: Nêu dụng cụ thí nghiệm - Thời gian: (10 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu dụng cụ - Kiểm tra thiết bị GV giới + Hai thước cặp chia mm; Nguồn điện xoay thiệu chiều 6-12 V (1) + Một hệ hai cặp khe Yâng; Một + Bốn dây dẫn; Giá đỡ chia mm + Một kính lúp nhỏ Hoạt động 2: Tiến hành thí nghiệm - Mục tiêu: Tiến hành thực hành theo bước SGK - Thời gian: (50 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu hs đọc kĩ hướng dẫn thực hành theo SGK - Mắc mạch hình vẽ 19.1 (SGK) - Tiến hành đo theo yêu cầu đề - Quan sát lớp thực hành kiểm tra trình làm việc lớp + L (độ rộng n vân) + D (khoảng cách từ khê đến màng) +Xác định số vân đánh dấu - Ghi nhận số liệu để xử lí Hoạt động 3: xử lí số liệu viết báo cáo - Mục tiêu: Xử lí số liệu theo hướng dẫn - Thời gian: (16 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Hướng dẫn hs viết báo cáo - Từ số liệu thu tiến hành xử lí viết báo cáo - Thu - Mỗi hs làm báo cáo nộp lại cuối Củng cố hướng dẫn học nhà ( phút) - Thu dọn dụng cụ thí nghiệm, u cầu tiếp tục hồn thành báo cáo thực hành - Về nhà làm lại tập học lý thuyết chuẩn bị KIỂM TRA TIẾT NHÓM NĂNG LỰC SỬ DỤNG KIẾN THỨC VẬT LÝ Câu 1: Nêu định nghĩa tượng giao thoa ánh sáng? Viết cơng thức xác định vị trí vân sáng vân tối tượng giao thoa khe y âng (K1,X1,X2, C1) Câu 2: Nêu định nghĩa khoảng vân viết cơng thức tính khoảng vân tượng giao thoa khe y âng (K1,X1,X2, C1) Câu Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng : khoảng cách hai khe S 1S2 2mm, khoảng cách từ S1S2 đến 3m, bước sóng ánh sáng 0,5µm Bề rộng giao thoa trường 3cm a Tính khoảng vân b Tìm số vân sáng vân tối quan sát giao thoa trường c Tìm khoảng cách vân sang bậc vân tối thứ : - Chúng bên so với vân trung tâm - Chúng hai bên so với vân trung tâm d Tìm số vân sáng điểm M cách 0.5 cm N cách 1.25 cm so với vân trung tâm e Thay ánh sáng ánh sáng có bước sóng 0,5µm Số vân sáng tăng hay giảm ? f Di chuyển mà quan sát xa hai khe Số vân sáng quan sát tăng hay giảm ? Tính số vân sáng D′ = 4m (vẫn dùng ánh sáng có bước sóng 0,5µm) .(K3,X1, X6, X8 ,C1,C2, P3, P4, P5) Câu 4:Trong thí nghiệmYoung giao thoa ánh sáng, hai khe S S2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Tính bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc phía với so với vân sáng giữa.(K3, X1, X6, C1,C2, P3, P4, P5) Câu 5: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ hai khe đến m Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ chiếu vào hai khe người ta đo khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư mm Xác định bước sóng λ vị trí vân sáng thứ 6.(K3, X1, C1,C2, P3, P4, P5) Câu 6: Hiện tượng cực quang bắc cực có phải tượng giao thoa ánh sáng khơng, giải thích Câu 7: Hãy giải thích tượng hình Một vết dầu loang biển(vẽ hình thích điểm) ... giao thoa ánh sáng khe Y âng - Chuẩn bị phiếu học tập - Ơn tập lại phần giao thoa sóng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: Nêu đặc điểm tượng giao thoa? Nêu điều kiện giao thoa sóng cơ? Kết đặc trưng tượng giao. .. quan đến giao thoa ánh sáng - Nắm bước thực hành đo bước sóng ánh sáng - Dựa vào kiến thức lí thuyết nhiệm vụ giao để tự tìm hiểu ứng dụng tượng giao thoa - Trình bày ứng dụng tượng giao thoa đời... thức giao thoa sóng Đọc Sách giáo khoa trang 129 ,130 xây dựng cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân tượng giao thoa khe y âng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3: Nêu ví dụ tượng giao thoa sóng