Thí nghiệm phương pháp 1

TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA SƢ PHẠM THÍ NGHIỆM PHƢƠNG PHÁP TÁC GIẢ 1: TRẦN QUỐC DUYỆT TÁC GIẢ 2: TRỊNH THỊ HỒNG AN GIANG, THÁNG 06 – NĂM 2016 Tài liệu giảng dạy học phần “Thí nghiệm phƣơng pháp 1”, thạc sỹ Trần Quốc Duyệt công tác Bộ môn Vật lý - Khoa Sƣ phạm thạc sỹ Trịnh Thị Hồng công tác Khu thí nghiệm trung tâm đồng thực Các tác giả báo cáo nội dung đƣợc Hội đồng Khoa học Đào tạo Khoa thông qua ngày………………., đƣợc Hội đồng Khoa học Đào tạo Trƣờng Đại học An Giang thông qua ngày………………., Tác giả biên soạn Tác giả biên soạn ThS TRẦN QUỐC DUYỆT ThS TRỊNH THỊ HỒNG TRƢỞNG ĐƠN VỊ TRẦN THỂ TRƢỞNG BỘ MÔN ThS NGUYỄN VĂN MỆN HIỆU TRƢỞNG AN GIANG, THÁNG 06 - NĂM 2016 i LỜI CÁM ƠN Chúng xin gửi lời cám ơn đến quý đồng nghiệp Bộ môn Vật lý nhƣ quý đồng nghiệp cơng tác phận Vật lý Khu thí nghiệm thực hành chân thành góp ý chỉnh sửa tạo điều kiện thuận lợi cho thực tài liệu giảng dạy học phần Thí nghiệm phƣơng pháp góp phần cho tài liệu giảng dạy hồn thành hạn Tôi xin gửi lời cám ơn đến bạn sinh viên ngành Sƣ phạm Vật lý khóa DH10LY, DH11LY, DH13LY, DH14LY có phản hồi tích cực để tơi chỉnh sửa tài liệu phù hợp với điều kiện học tập sinh viên chuyên ngành sƣ phạm An Giang, ngày 20 tháng 06 năm 2016 Tác giả biên soạn Tác giả biên soạn ThS TRẦN QUỐC DUYỆT ThS TRỊNH THỊ HỒNG ii LỜI CAM KẾT Chúng xin cam đoan tài liệu giảng dạy riêng Nội dung tài liệu giảng dạy có xuất xứ rõ ràng An Giang, ngày 20 tháng 06 năm 2016 Tác giả biên soạn Tác giả biên soạn ThS TRẦN QUỐC DUYỆT ThS TRỊNH THỊ HỒNG iii MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN Trang ii LỜI CAM KẾT Trang iii MỤC LỤC Trang iv DANH SÁCH BẢNG Trang vi DANH SÁCH HÌNH Trang ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Trang xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TH NGHIỆM VẬT L Trang 01 1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ CHỨC NĂNG CỦA TH NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Trang 01 1.2 CÁC LOẠI TH NGHIỆM ĐƢ C SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT L Trang 02 1.3 YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC ĐỐI VỚI VIỆC SỬ DỤNG TH NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT L Trang 05 1.4 PHƢƠNG PHÁP TH NGHIỆM BIỂU DIỄN VẬT L Trang 08 1.5 PHƢƠNG PHÁP TH NGHIỆM THỰC HÀNH VẬT L Trang 12 1.6 CÁC BƢỚC THỰC HIỆN M T BÀI THÍ NGHIỆM PHƢƠNG PHÁP Trang 13 1.7 HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG M T SỐ DỤNG CỤ CƠ BẢN Trang 16 1.8 M T SỐ V DỤ VỀ GIÁO ÁN HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH Trang 22 1.9 M T SỐ V DỤ ĐỀ CƢƠNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC ĐƠN VỊ KIẾN THỨC CÓ SỬ DỤNG THIẾT BỊ TH NGHIỆM Trang 34 CHƢƠNG CÁC BÀI TH NGHIỆM VẬT L LỚP 10 VÀ 11 Trang 50 2.1 CHUYỂN Đ NG THẲNG ĐỀU CHUYỂN Đ NG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Trang 50 2.2 SỰ RƠI TỰ DO Trang 54 2.3 HAI QUY TẮC TỔNG H P LỰC Trang 64 2.4 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT Trang 73 2.5 KHẢO SÁT LỰC ĐÀN HỒI CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY iv QUI TẮC MOMEN LỰC Trang 77 2.6 ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE ĐỊNH LUẬT CHARLES Trang 81 2.7 HIỆN TƢ NG MAO DẪN Trang 84 2.8 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG ……………………………………………………………………………….Trang 85 2.9 TH NGHIỆM VỀ ĐIỆN T CH, ĐIỆN TRƢỜNG Trang 90 2.10 THỰC HÀNH VỀ DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Trang 95 2.11 DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG Trang 109 2.12 ĐO THÀNH PHẦN NẰM NGANG CỦA TỪ TRƢỜNG TRÁI ĐẤT Trang 111 2.13 TH NGHIỆM VỀ LỰC TỪ ĐỊNH LUẬT AMPERE Trang 115 2.14 HIỆN TƢ NG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DÕNG ĐIỆN FOUCAULT Trang 118 2.15 B TH NGHIỆM VỀ HIỆN TƢ NG TỰ CẢM Trang 121 2.16 THỰC HÀNH ĐO CHIẾT SUẤT CỦA NƢỚC Trang 122 2.17 B TH NGHIỆM QUANG HÌNH BIỂU DIỄN Trang 126 2.18 XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ CỦA THẤU K NH PHÂN KÌ Trang 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 135 v DANH SÁCH BẢNG Tên bảng STT Trang Bảng 1.1: Tổng hợp lực đồng quy 30 Bảng 1.2: Lực tổng hợp 31 Bảng 1.3a: Quy tắc mô men 31 Bảng 1.3b: Quy tắc mô men 32 Bảng 1.4: Bảng số liệu quy tắc hợp lực song song 37 Bảng 1.5a: Mối quan hệ F I 44 Bảng 1.5b: Mối quan hệ F I 44 Bảng 1.5c: Mối quan hệ F I 44 Bảng 1.6a: Mối quan hệ F I 46 10 Bảng 1.6b: Mối quan hệ F I 46 11 Bảng 1.6c: Mối quan hệ F I 46 12 Bảng 1.7: Khảo sát góc tới góc khúc xạ ánh sáng 48 13 Bảng 2.1 Số liệu thí nghiệm rơi tự 56 14 Bảng 2.2 Khảo sát chuyển động rơi tự 59 15 Bảng 2.3 Tổng hợp hai lực đồng quy 69 16 Bảng 2.4 Tổng hợp hai lực song song chiều 70 17 Bảng 2.5: Đo hệ số ma sát nghỉ cực đại 75 18 Bảng 2.6: Đo hệ số ma sát trƣợt 75 19 Bảng 2.7 Số liệu thí nghiệm định luật Boyle – Mariotte 81 20 Bảng 2.8 Kết đo đƣờng kính ngồi đƣờng kính vịng nhơm 86 21 Bảng 2.9 Kết đo lực căng bề mặt chất lỏng 87 22 Bảng 2.10 Bảng số liệu định luật Ohm toàn mạch 94 23 Bảng 2.11 Khảo sát đặc tính khuếch đại Tranzito 96 24 Bảng 2.12a Bảng số liệu để xử lí theo phƣơng án 99 25 Bảng 2.12b Bảng số liệu để xử lí theo phƣơng án 100 26 Bảng 2.13: Khảo sát dòng điện thuận qua diod 106 27 Bảng 2.14: Cƣờng độ dòng điện cảm ứng từ ứng với cuộn dây 200 112 vi vịng đƣờng kính 160mm 28 Bảng 2.15 Cƣờng độ dòng điện cảm ứng từ ứng với cuộn dây 100 vịng đƣờng kính 160mm 113 29 Bảng 2.16: Cƣờng độ dòng điện cảm ứng từ ứng với cuộn dây 300 vịng đƣờng kính 160mm 113 30 Bảng 2.17 Thay đổi dòng điện qua khung 116 31 Bảng 2.18 Thay đổi khung dây (chiều dài khung dây) 116 32 Bảng 2.19 Cố định từ trƣờng nam châm giá trị I khác 117 33 Bảng 2.20 Các khung dây khác ứng I qua khung không đổi 117 34 Bảng 2.21 Góc xoay khung dây thay đổi 117 35 Bảng 2.22 Xác định chiết suất nƣớc 124 36 Bảng 2.23 Định luật khúc xạ ánh sáng 126 37 Bảng 2.24 Xác định tiêu cự thấu kính phân kỳ 132 vii DANH SÁCH HÌNH STT Tên hình Trang H nh 1.1 Các loại thí nghiệm dạy – học Vật lý 02 H nh 1.2 Sinh viên tham gia thí nghiệm thực hành 04 H nh 1.3: Đồng hồ đa 17 H nh 1.4: Đồng hồ đo thời gian số (sử dụng kết nối cổng quang) 19 H nh 1.5: Cổng quang điện 20 H nh 1.6: Nguồn ổn áp AC/DC 20 H nh 1.7: Điện kế chứng minh: a) Mặt G; b) Mặt A-V 21 H nh 1.8: Vật trƣợt mặt phẳng nghiêng 26 H nh 1.9: Quy tắc hợp lực song song 36 10 H nh 2.1 Thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng 51 11 H nh 2.2 Thí nghiệm khảo sát chuyển động nhanh dần 53 12 Hình 2.3: Thí nghiệm rơi tự 55 13 H nh 2.4 Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự 58 14 H nh 2.5 Nguyên lí khảo sát chuyển động rơi tự 60 15 H nh 2.6 Nguyên lí cấu tạo cơng tắc kép 61 16 H nh 2.7 Ngun lí cải tiến cơng tắc kép 62 17 Hình 2.8 Ngun lí cải tiến nam châm 62 18 H nh 2.9 Thí nghiệm hợp lực đồng quy 64 19 H nh 2.10 Thí nghiệm hợp lực song song chiều 65 20 H nh 2.11 Hai lực đồng quy 66 21 H nh 2.12 Quy tắc h nh b nh hành 66 22 H nh 2.13 Sơ đồ tổng hợp hai lực song song chiều 67 23 Hình 2.14 Tổng hợp hai lực đồng quy 67 24 H nh 2.15: Bộ thí nghiệm xác định hệ số ma sát 74 25 Hình 2.16 Thí nghiệm khảo sát lực lực đàn hồi 77 26 H nh 2.17 Thí nghiệm momen lực 78 27 H nh 2.18 Bộ thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte 80 viii ix 28 H nh 2.19 Thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte 80 29 H nh 2.20 Thí nghiệm khảo sát định luật Charles 81 30 H nh 2.21 Thí nghiệm tƣợng mao dẫn 83 31 H nh 2.22 Mơ h nh vịng nhơm đƣợc nâng lên khỏi mặt nƣớc 84 32 H nh 2.23 Bộ dụng cụ đo hệ số căng bề mặt chất lỏng 85 33 H nh 2.24 Thí nghiệm đo hệ số căng mặt nƣớc 86 34 H nh 2.25 Bộ dụng cụ điện tích – điện trƣờng 89 35 H nh 2.26 Nhiễm điện tiếp xúc 89 36 H nh 2.27 Nhiễm điện hƣởng ứng 90 37 H nh 2.28 Thí nghiệm h nh dạng đƣớng sức điện 90 38 H nh 2.29 H nh dạng đƣờng sức điện 91 39 H nh 2.30 Thí nghiệm phân bố điện tích vật dẫn 91 40 H nh 2.31 Thí nghiệm điện trƣờng vật dẫn tích điện 92 41 Hình 2.32 Các dụng cụ thí nghiệm thực hành dịng điện khơng đổi 93 42 Hình 2.33: Định luật Ohm cho tồn mạch 94 42 H nh 2.34: Dụng cụ khảo sát đặc tính khuếch đại Tranzito 95 44 H nh 2.35 Sơ đồ thực hành đo suất điện động điện trở nguồn 96 45 H nh 2.36 Đồ thị U = f(I) 97 46 H nh 2.37 Đồ thị y = f(x) 98 47 H nh 2.38 Mạch điện xác định suất điện động điện trở nguồn 99 48 H nh 2.39 Sơ đồ so sánh 101 49 H nh 2.40 Lớp chuyển tiếp p-n mắc vào nguồn điện theo chiều thuận 102 50 H nh 2.41 Một số h nh dạng điôt bán dẫn 103 51 H nh 2.42 Bộ dụng cụ chỉnh lƣu Diod 105 52 H nh 2.43 Mạch chỉnh lƣu Diod 105 53 H nh 2.44 a)Đƣờng đặc trƣng Volt – Ampere b)Diod 106 54 H nh 2.45 Thí nghiệm dòng nhiệt điện 108 Đọc SGK Vật lý 11 NC 41 SGK Vật lý 11 25 để trả lời câu hỏi sau: - Nêu cách ngắn gọn nội dung kiến thức cần xây dựng đƣợc học - Tóm tắt logic xây dựng kiến thức học 2.15.2 Nội dung thí nghiệm 2.15.2.1 Mục đích thí nghiệm Nghiên cứu tƣợng tự cảm đóng ngắt mạch điện 2.15.2.2 Dụng cụ thí nghiệm Tên dụng cụ STT Số lƣợng Bảng mạch điện chứa linh kiện thí nghiệm 01 Biến nguồn 01 Chân đế 01 Dây nối 02 Trụ thép 01 2.15.2.3 Tiến hành thí nghiệm a Hiện tượng tự cảm đóng mạch Hình 2.55 Sơ đồ mạch tự cảm - Mắc mạch điện nhƣ sơ đồ h nh 2.55 - Cấp điện 6V DC cho mạch - Đóng K, K1 , K ( K để hở), chỉnh biến trở R để hai đèn Đ1 Đ2 sáng nhƣ ngắt K - Đóng khóa K, quan sát sáng lên hai đèn Tiến hành thí nghiệm vài lần, nhận xét giải thích kết 120 Hình 2.56 Thí nghiệm tƣợng tự cảm đóng ngắt mạch b Hiện tượng tự cảm ngắt mạch - Ngắt K , đóng K, K1 , K3 - Ngắt K, quan sát tƣợng xảy - Làm lại thí nghiệm vài lần, nhận xét kết giải thích 2.15.3 Bài tập Câu Ghi lại kết ứng với thí nghiệm? Nêu ý tiến hành thí nghiệm để đảm bảo thành cơng Câu Vai trị thí nghiệm học? Câu Nguyên nhân làm xuất suất điện động tự cảm cuộn dây? Suất điện động tồn thời gian nào? Câu Soạn thảo tiến tr nh dạy học: - Các đoạn học: Hiện tƣợng tự cảm (§41 SGKVL11 NC) - Đoạn II.2 học: Tự cảm (§25 SGKVL11 CB) 2.16 THỰC HÀNH ĐO CHIẾT SUẤT CỦA NƢỚC 2.16.1 Mục đích thí nghiệm - Xác định chiết suất nƣớc - Rèn luyện kĩ sử dụng, lắp ráp, bố trí linh kiện quang 2.16.2 Cơ sở lý thuyết 121 Hình 2.57 Sự khúc xạ tia tới SI thành cốc Hình 2.57 mô tả khúc xạ tia tới SI mặt phẳng cắt vng góc với thành cốc nƣớc Trong đó: i góc tới, r góc khúc xạ Các tam giác S ' IM I ' IM tam giác vuông nội tiếp đƣờng trịn đƣờng kính IM Do đó: S 'M I 'M sin i  sin r  IM IM (2.14) Ta tính đƣợc chiết suất nƣớc: S 'M sin i S 'M n  IM  sin r I ' M I 'M IM (2.15) 2.16.3 Dụng cụ thí nghiệm STT Dụng cụ Một cốc thủy tinh h nh trụ thành mỏng dung tích 500 ml, đƣờng kính 80mm Băng dính sẫm màu, rộng 50 mm Dao có lƣỡi mỏng Nến diêm Thƣớc đo độ dài chia đến milimét Bút ch giấy trắng 2.16.4 Tiến hành thí nghiệm 122 Hình 2.58 Xác định chiết suất nƣớc Bước Lắp đặt thí nghiệm - Dán băng dính sẫm màu bao quanh thành ngồi cốc rạch băng dính khe hẹp rộng khoảng mm, dọc theo đƣờng sinh cốc Đổ nƣớc vào chừng nửa cơc (hình 2.58) - Đặt nến cháy cốc nƣớc lên tờ giấy mặt bàn, cách 20 cm Vẽ đƣờng viền chu vi đáy cốc lên tờ giấy Trong tr nh thí nghiệm, vị trí nến không thay đổi, xoay cốc nƣớc đƣờng viền chu vi đáy cốc Chú ý: Điều quan trọng cần phải dựng điểm I, S’, M, I’ đường viền chu vi đáy cốc vẽ để t nh chiết suất theo công thức (2.15) Bước Dựng điểm I, S’, M, I’ đƣờng viền chu vi đáy cốc tờ giấy - Xác định điểm M đáy cốc (điểm đối diện với khe I qua tâm đƣờng tròn): Xoay cốc nƣớc cho có vết sáng băng dính đối diện với khe hẹp Khi vị trí nến, khe hẹp I tâm O vết sáng M nằm đƣờng thẳng (IM đƣờng kính đƣờng tròn) Đánh dấu h nh chiếu M vết sáng chu vi đáy cốc - Xác định điểm I, S’, M, I’ đƣờng viền chu vi đáy cốc giấy: Xoay cốc góc khoảng 30O Đánh dấu vị trí I, M h nh chiếu S’, I’ hai vết sáng thành cốc lên đƣờng viền chu vi đáy cốc tờ giấy - Bỏ cốc nƣớc nến Đo đoạn S’M, I’M tƣơng ứng dựng đƣợc tờ giấy ghi vào bảng số liệu 2.22 Bước Lặp lại hai lần bƣớc thí nghiệm cách tiếp tục xoay cốc chút Đánh dấu vị trí I, M, S’, I’ đƣờng viên chu vi đáy cốc tờ giấy, tƣơng ứng lần thí nghiệm Đo cặp đoạn S’M, I’M dựng đƣợc tờ giấy ghi vào bảng số liệu 2.22 123 Bảng 2.22 Xác định chiết suất nƣớc Lần thí nghiệm S’M (mm) I’M (mm) S 'M n ' IM - Tính ghi giá trị chiết suất nƣớc (vào bảng số liệu 2.22) theo công thức sin i S ' M n  sin r I ' M - Tính n (2.20) n - Tính giá trị n n n n  công thức: n1  n2  n3 (2.21) n1  n  n2  n  n3  n n  n  n (2.22) (2.23) - Nhận xét kết thí nghiệm 2.16.5 Các vấn đề cần ý Về nguyên tắc độ xác kết thí nghiệm phụ thuộc vào yếu tố: - Độ rộng tia sáng (điều liên quan tới kích thƣớc nguồn sáng) chiếu tới khe I Để giảm ảnh hƣởng kích thƣớc nguồn sáng (ngọn nến), cần phải đặt nến xa cốc, nhƣng đặt xa v cƣờng độ ánh sáng tới khe yếu, khó quan sát đƣợc tia khúc xạ vết sáng thành cốc - Kích thƣớc khe I cần đủ nhỏ, bề dày thành cốc phải đủ mỏng, đƣờng kính cốc đủ lớn sau khúc xạ, vết sáng đủ hẹp, rõ thành cốc, dễ quan sát - Cần ý điểm I, S’ , M, I’ dựng đƣờng viền chu vi đáy cốc giấy phải thực h nh chiếu thẳng đứng vết sáng thành cốc xuống mặt phẳng tờ giấy 2.16.6 Câu hỏi mở rộng 124 Câu 1: Đề xuất phƣơng án cải tiến nâng cao độ xác phép đo chiết suất sử dụng cốc nƣớc để thực thí nghiệm Câu 2: Nêu phƣơng pháp khác để xác định chiết suất nƣớc từ dụng cụ đơn giản dễ kiếm đời sống Mô tả ngắn gọn nguyên tắc đo? 2.16.7 Báo cáo thực hành theo mẫu 2.17 BỘ THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH BIỂU DIỄN 2.17.1 Chuẩn bị lý thuyết Đọc SGK Vật lý 11 NC 44, 45, 47, 48 SGK Vật lý 11 26, 27, 28, 29 để trả lời câu hỏi sau: - Nêu cách ngắn gọn nội dung kiến thức cần xây dựng đƣợc học (mục tiêu kiến thức) câu hỏi tƣơng ứng - Trong học, để dạy học nội dung kiến thức cần tiến hành thí nghiệm nào? Vai trị loại thí nghiệm g ? 2.17.2 Nội dung thí nghiệm 2.17.2.1 Mục đích thí nghiệm - Nắm đƣợc định luật khúc xạ ánh sáng, tƣợng phản xạ toàn phần, đặc điểm lăng kính thấu kính đƣờng truyền tia sáng qua dụng cụ quang học - Đọc trƣớc phần sở lý thuyết thí nghiệm 2.17.2.2 Dụng cụ thí nghiệm Tên dụng cụ STT 125 Số lƣợng Bảng gỗ có mặt tơn 01 Bộ đèn chiếu sáng 01 Bản bán thụ 01 Bản hai mặt song song 01 Bản lăng kính tam giác 01 Bản lăng kính phản xạ tồn phần 02 Hai thấu kính hội tụ Bản thấu kính phân kỳ 01 Biến nguồn 01 10 Bộ dây nối 01 11 Chân đế 01 12 Trụ thép inox 01 01 Hình 2.59 Bộ thí nghiệm quang h nh biểu diễn 2.17.2.3 Tiến hành thí nghiệm a Định luật kh c xạ ánh sáng * Tiến hành thí nghiệm - Bố trí thí nghiệm nhƣ hình 2.59 - Đặt bán trụ vòng tròn chia độ gắn liền với bảng - Chiếu tia sáng vào mặt phẳng đƣờng kính bán trụ cho qua tam mặt trụ - Dựa vào bảng chia độ xác định đƣợc góc tới góc khúc xạ Xoay bán nguyệt để đo nhiều giá trị từ t m mối quan hệ góc tới góc khúc xạ * Kết luận Bảng 2.23 Định luật khúc xạ ánh sáng I 300 450 600 R sin i sin r - Chùm tia sáng bị đổi phƣơng đột ngột qua mặt phân cách khơng khí thủy tinh, tƣợng khúc xạ ánh sáng sin i - Tỉ số tƣơng đƣơng sin r - Kết luận 126 b Hiện tượng phản xạ tồn phần * Tiến hành thí nghiệm - Bố trí thí nghiệm nhƣ hình 2.59 - Chiếu tia sáng vào mặt cong bán trụ Xoay bán trụ khơng có tia ló Đó vị trí bắt đầu có tƣợng phản xạ toàn phần * Kết luận - Khi chiếu ánh sáng từ mơi trƣờng có chiết suất lớn vào mơi trƣờng có chiết suất nhỏ th góc tới i nhỏ góc khúc xạ r, tăng góc tới i th góc xạ tăng theo đến giá trị lớn r = 900 th góc tới i lớn Góc i lúc góc giới hạn - Khi tia sáng từ mơi trƣờng có chiết suất lớn sang mơi trƣờng chiết quang góc tới i  i gh th xảy tƣợng phản xạ toàn phần - Giải thích cụ thể chứng tỏ thí nghiệm bạn làm c Lăng kính, Thấu kính, Bản mặt song song * Tiến hành thí nghiệm - Quan sát đƣờng tia sáng song song tia sáng đơn sắc qua dụng cụ quang học Bật đèn chiếu sáng có gắn chắn tạo tia song song - Đặt lần lƣợt thấu kính hội tụ, phân kỳ, mặt song song, lăng kính đƣờng chùm tia sáng Quan sát đƣờng trƣớc sau dụng cụ quang học đƣa nhận xét * Kết luận Đối với thấu k nh rìa mỏng (hình 2.60): Hình 2.60 Thí nghiệm với thấu kính r a mỏng - 127 Khi chiếu chùm tia sáng song song qua thấu kính hội tụ điểm - Khi chiếu tia sáng đơn sắc th qua quang tâm, cắt trục tia sáng song song trục chính, độ lệch tia sáng qua thấu kính nhiều di chuyển gần mép - V chùm sáng đến gặp thấu kính hội tụ, mặt phân cách thấu kính khơng khí mặt lồi nên tia sáng qua thấu kính bị gãy khúc mặt cong Mặt khác thấu kính có chiết suất lớn chiết suất khơng khí nên góc khúc xạ phải lớn góc tới Do chùm sáng hội tụ điểm qua thấu kính hội tụ Đối với thấu k nh mép dày (hình 2.61): Hình 2.61 Thí nghiệm với thấu kính rìa dày - Khi chiếu chùm tia sáng song song qua thấu kính mép dày bị lệch xa nhau, gần mép thấu kính th độ lệch nhiều - Khi chiếu tia sáng đơn sắc qua thấu kính mép dày th thẳng qua quang tâm, bị lệch ánh sáng gần mép - V chùm sáng đến gặp thấu kính phân kỳ, thấu kính phân kỳ có mặt phân cách với không mặt lõm nên ánh sáng qua thấu kính bị gãy khúc mặt lõm Mặt khác thấu kính có chiết suất lớn chiết suất khơng khí nên góc khúc xạ phải lớn khóc tới Do chùm sáng bị phân kỳ qua thấu kính phân kỳ Đối với mặt song song: (S tự bố tr tương tự sơ đồ khác) - Nếu chiếu vào mặt song song chùm tia sáng song song theo phƣơng vng góc với th chùm ánh sáng thẳng cho chùm tia sáng song song Khi chiếu chùm sáng lệch góc so với th chùm tia sáng cho song song - Nếu chiếu tia tia sáng qua song song th thẳng theo phƣơng cũ chiếu tia sáng vuông góc, cịn chiếu tia sáng lệch góc với th bị dời đoạn so với phƣơng ban đầu Đối với lăng k nh tam giác đều: (hình 2.62) 128 Hình 2.62 Thí nghiệm với lăng kính tam giác - Khi chiếu chùm tia sáng song song qua lăng kính từ phía đáy th chùm tia ló song song bị lệch phía đáy Nếu ta chiếu với góc tới thích hợp th xảy tƣợng phản xạ toàn phần mặt ngăn cách Khi góc tới ứng với góc lệch cực tiểu th chùm tia tới chùm tia ló đối xứng qua đƣờng phân giác góc chiết quang - Khi chiếu tia sáng đơn sắc từ phía đáy th chùm tia ló bị lệch phía đáy, góc lệch thay đổi theo góc tới, ta chiếu với góc tới thích hợp th xảy tƣợng phản xạ toàn phần mặt ngăn cách Khi góc tới ứng với góc lệch cực tiểu th chùm tia tới chùm tia ló đối xứng qua đường phân giác góc chiết quang Đối với lăng k nh tam giác vng cân: (hình 2.63) Hình 2.63 Thí nghiệm với lăng kính tam giác vng cân - Nếu chiếu vào chùm tia sáng song song theo phƣơng vng góc với mặt bên thì, chùm tia sáng thẳng phản xạ toàn phần cạnh huyền thẳng song song khơng khí 129 - Khi chiếu chùm sáng vào cạnh huyền với góc tới th có tƣợng phản xạ tồn phần hai cạnh góc vng 2.17.3 Bài tập Câu 1: Ghi lại kết ứng với thí nghiệm Nêu ý tiến hành thí nghiệm để đảm bảo thành cơng Câu 2: Vai trị thí nghiệm học? Câu 3: Soạn thảo tiến tr nh dạy học: - Mục I - 26 Khúc xạ ánh sáng - SGKVL11 CB Mục I, II - 27 Phản xạ toàn phần - SGKVL11 CB Mục 4, – Lăng kính – SGK VL11 NC Mục - 48 Thấu kính mỏng – SGK VL11 NC 2.18 XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ 2.18.1 Mục đích - Xác định tiêu cự thấu kính phân k - Rèn luyện kĩ sử dụng, lắp ráp, bố trí linh kiện quang kĩ t m ảnh vật cho thấu kính 2.18.2 Cơ sở lí thuyết Để xác định tiêu cự thấu kính phân k , ta ghép đồng trục với thấu kính hội tụ cho vị trí ảnh thật A1B1 vật AB cho thấu kính hội tụ nằm phía sau thấu kính phân k nằm tiêu cự vật thấu kính phân k Khi đó, ta thu đƣợc ảnh thật A2B2 vật A1B1 cho thấu kính phân k Sau đo khoảng cách d d’ từ ảnh thật A1B1 ảnh thật A2B2 đến quang tâm O2 thấu kính phân k (hình 2.64), tiêu cự ƒ thấu kính phân k đƣợc xác định theo cơng thức: dd ' f  d  d' 130 (2.16) Hình 2.64 Xác định tiêu cự thấu kính phân k 2.18.3 Dụng cụ thí nghiệm STT Dụng cụ Một băng quang học dài 1000 mm, có gắn thƣớc thẳng chia đến milimét Một thấu kính hội tụ Một thấu kính phân k Một đèn chiếu sáng V – W dây dẫn Một nguồn điện V – A Vật AB có dạng h nh số nằm lỗ tròn nhựa Màn ảnh Năm đế trƣợt để cắm đèn, vật, hai thấu kính ảnh Hình 2.65 Bộ thí nghiệm đo tiêu cự thấu kính phân kỳ 131 2.18.4 Tiến hành thí nghiệm Hình 2.66 Bộ thí nghiệm xác định tiêu cự thấu kính phân k Bước Lắp đặt thí nghiệm (hình 2.66) - Bố trí đèn, vật AB (là h nh số lỗ tròn nhựa), thấu kính hội tụ ảnh cho thu đƣợc ảnh rõ nét có kích thƣớc nhỏ vật Đánh dấu vị trí A1 ảnh thật A1B1 băng quang học - Đặt thấu kính phân k vào trƣớc cách khoảng d = 50 mm Vị trí thấu kính phân k đƣợc đánh dấu điểm O băng quang học Dịch dần xa thấu kính phân k thu đƣợc ảnh rõ nét Đánh dấu vị trí A2 băng quang học, vị trí ảnh A B2 - Khoảng cách O2 A1 = d , khoảng cách O2 A = d ' Đo ghi vào bảng số liệu khoảng cách d, d’ Tính tiêu cự thấu kính phân k theo công thức: dd ' f  ghi vào bảng số liệu 2.24 d  d' Bước Lặp lại bƣớc thí nghiệm hai lần cách dịch vị trí thấu kính phân k ứng với giá trị d gần với giá trị đo đƣợc Đo cặp giá trị d d ’, sau tính ƒ lần thí nghiệm Ghi kết nhận đƣợc vào bảng số liệu 2.24 Bảng 24 Xác định tiêu cự thấu kính phân k Lần thí nghiệm d (mm) d’ (mm) … - Tính f Δf - Tính giá trị 132 f Δf công thức: ƒ (mm) f = f1 + f + f3 Δf = (2.17) f1 - n + f - n + f3 - n f = f +Δf (2.18) (2.19) - Nhận xét kết thí nghiệm 2.18.5 Các vấn đề cần ý - Cần phải lắp đặt tất phụ kiện (đèn, thấu kính, vật, ) đảm bảo đồng trục, nghĩa trục quang học chúng trùng song song với băng quang học - Lựa chọn vị trí thích hợp nguồn sáng, vật AB, thấu kính hội tụ để hứng đƣợc rõ nét ảnh thật A1B1 nhỏ AB Sau vặn vít để chốt chặt vị trí nguồn, vật AB, thấu kính hội tụ - Các yếu tố ảnh hƣởng đến kết thí nghiệm nhƣ: tính đồng trục hệ, xác định vị trí đặt thấu kính phân k , vị trí ảnh A1B1 , vị trí ảnh để hứng ảnh A B2 (để xác định d, d’ ) 2.18.6 Câu hỏi mở rộng Trong điều kiện tiêu cự thấu kính hội tụ thấu kính phân k th thí nghiệm khơng thực đƣợc 2.18.7 Báo cáo thực hành theo mẫu 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ giáo dục đào tạo (2010) Hướng dẫn thực chương trình, sách giáo khoa lớp 10, 11 mơn vật lý Hà Nội: Nhà xuất giáo dục Huỳnh Quốc Lâm (Biên tập) (2010) Các thực hành th nghiệm ật lý THPT An Giang: THPT Nguyễn Quang Diêu Nguyễn Ngọc Hƣng (chủ biên) & Nguyễn Văn Biên (Biên tập) (2010) Sử d ng thiết bị th nghiệm giảng dạy ật lý trường phổ thông Hà Nội: Nhà xuất Đại học Sƣ Phạm Hà Nội Nguyễn Trọng Sửu (chủ biên), Hồ Tuấn Hùng, Nguyễn Văn Khánh & Trần Minh Thi (Biên tập) (2011) Tài liệu th nghiệm thực hành trường THPT môn ật l Hà Nội: Bộ giáo dục đào tạo Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hƣng & Phạm Xuân Quế (2003) Phương pháp dạy học vật lý trường phổ thông Hà Nội: Nhà xuất Đại học Sƣ Phạm Hà Nội Phùng Việt Hải (2009) Tài liệu th nghiệm ật lý phổ thông (tập 1) Daklak: Đại học Tây Nguyên Tập thể tác giả (Sách giáo khoa) (2014) Vật lý lớp 10, 11 (cơ NC) Hà Nội: Nhà xuất giáo dục Tập thể tác giả (Sách giáo viên) (2014) Vật lý lớp 10, 11 (cơ NC) Hà Nội: Nhà xuất giáo dục Trần Quốc Duyệt (Biên tập) (2016) L luận dạy học vật lý trường phổ thông (tài liệu giảng dạy) An Giang: Đại học An Giang Trần Quốc Duyệt (Biên tập) (2015) Th nghiệm phương pháp (tài liệu giảng dạy) An Giang: Đại học An Giang 134 ... lại đƣợc thí nghiệm, tức là: với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm nhƣ th bố trí lại thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm kết giống nhƣ lần thí nghiệm trƣớc 1. 1.2 Các chức thí nghiệm vật... (bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lí kết thí nghiệm) , lập bảng ghi số liệu đo (nếu tiến hành thí nghiệm định lƣợng) 1. 6.3 Thực tiến trình thí nghiệm 1. 6.3 .1 Bố trí thí nghiệm 13 Lắp... sinh 1. 2 CÁC LOẠI THÍ NGHIỆM ĐƢ C SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT L Thí nghiệm dạy học Vật lý Thí nghiệm biểu diễn Thí nghiệm mở đầu TN nghiên cứu vấn đề Thí nghiệm thực tập Thí nghiệm củng cố Thí nghiệm