Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm trong dạy học chương "Sóng ánh sáng và lượng tử ánh sáng" lớp 12 THPT

Những nội dung, kiến thức cơ bản của chương “sóng ánh sáng” và chương

Nắm đƣợc đặc điểm chính, bản chất, cách tạo và ứng dụng thực tế của các tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X trong thang sóng điện từ.  Mô tả đƣợc hiện tƣợng tán sắc ánh sáng qua lăng kính trong hai thí nghiệm của Newton và nêu đƣợc hiện tƣợng tán sắc là gì, giải thích hiện tƣợng tán sắc bằng hai giả thuyết của Newton.  Mô tả đƣợc thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng.

 Nêu được mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định (bước sóng xác định trong chân không). Dựa vào thuyết lƣợng tử ánh sáng giải thích sự huỳnh quang và lân quang của một số chất.  Dựa vào thuyết lƣợng tử giải thích hiện tƣợng quang điện và định luật về giới hạn quang điện.

Xây dựng phương án dạy học các bài học cụ thể cùng việc sử dụng bộ câu hỏi trắc nghiệm phù hợp trong chương “sóng ánh sáng” và “lượng tử ánh sáng”

 Trở lại với hiện tƣợng tán sắc ánh sáng, GV đặc vấn đề: ánh sáng đơn sắc không bị đổi màu khi qua lăng kính, vậy tại sao ánh sáng trắng khi qua lăng kính lại bị phân tán thành nhiểu thành phần đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím?. - Tranh vẽ cấu tạo cơ bản của máy quang phổ lăng kính; hình ảnh các các loại quang phổ: quang phổ liên tục, quang phổ phát xạ của hơi Natri và Hidrô, quang phổ hấp thụ của hơi Natri và Hidrô (có thể trình bày bằng Powerpoint). - Sau đó, định hướng học sinh tìm hiểu phương án phát hiện hai bức xạ này như thí nghiệm trong sách giáo khoa trình bày, đó là dùng máy quang phổ để phân tích chùm ánh sáng mặt trời và cặp nhiệt điện.

Đó là, bức xạ hồng ngoại, tử ngoại thu được cùng với ánh sáng thông thường và được phát hiện cùng một dụng cụ nên chúng có cùng bản chất với ánh sáng, đều là sóng điện từ nhƣng chỉ khác ở chỗ là không nhìn thấy đƣợc. - Vì nội dung bài học là hoàn toàn mới mẻ và mục tiêu bài học phải nắm đƣợc khá nhiều loại kiến thức: Một hiện tƣợng vật lý - hiện tƣợng quang điện; một định luật vật lý - định luật về giới hạn quang điện, một thuyết vật lý - thuyết lƣợng tử ánh sáng; và giả thiết hoàn toàn mới của Plăng; Các khái niệm vật lý – photon ánh sáng… Do đó GV cần sử dụng phương pháp thuyết trình và phương pháp vấn đáp, đàm thoại là chủ yếu. Hiện tƣợng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron tự do di chuyển, đồng thời tạo ra các lỗ trống mang điện tích dương cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tƣợng quang điện trong.

- Sau mỗi phần trả lời của HS, GV xác nhận thông tin đúng và bổ sung thêm một số thông tin: ứng dụng của pin quang điện là máy đo ánh sáng; máy tính bảo túi; cung cấp điện cho trạm vũ trụ, khai thác đƣợc nguồn năng lƣợng sạch… và hiện nay chúng ta cũng sử dụng pin quang điện cho máy nước nóng gia đình, bệnh viện… máy nước nóng dùng bằng pin quang điện rất tiết kiệm mà có thể dùng cho cả hệ thống nước trong nhà. GV định hướng HS dựa trên những kiến thức đã học về hiện tƣợng quang điện, và đặc biệt là lý thuyết lƣợng tử ánh sáng của Plănck để xây dựng kiến thức mới và giải thích hiện tƣợng. - Đầu tiên GV đặt ra câu hỏi trắc nghiệm, HS tự trả lời nhằm mục đích để HS tự phát hiện rằng các vật thể xung quanh chúng ta luôn hấp thụ năng lƣợng của ánh sáng.

- Vẽ hình các quỹ đạo của electron trong nguyên tử hydro trên giấy khổ lớn, hoặc hổ trợ máy chiếu để mô tả các quỹ đạo chuyển động của electron; hiệu ứng khi electron hấp thụ, phát xạ photon và nhảy mức năng lƣợng. Thông báo cho HS một trong những thành công của thuyết lƣợng tử ánh sáng là giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng liên quan đến quang phổ của các nguyên tử. Nhƣ vậy, để nguyên tử có thể chuyển lên mức năng lƣợng lớn hơn thì nguyên tử phải hấp thụ đƣợc một photon có năng lƣợng đúng bằng hiệu hai mức năng lƣợng.

 Đặc điểm quang phổ vạch và quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđro, HS đã học ở chương trước và trong bài này, HS đã nắm đƣợc đặc điểm của sự chuyển các mức năng lƣợng của nguyên tử hiđrô. Đặc điểm của nguyên tử hiđrô có khả năng hấp thụ 4 loại photon bước sóng ứng với 4 vạch màu này nên trong nền của quang phổ liên tục thiếu 4 vạch trên. Vỡ nội dung bài học chỉ có một kiến thức cũ là sự phát xạ của photon của nguyên tử khi ở trạng thái kích thích, còn lại là kiến thức mới nên GV chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình hoặc đàm thoại.

Tia Laze không bị tán sắc khi qua lăng kính

Nêu những điểm giống nhau của photon tác nhân và photon phát xạ cảm ứng?.

Tia Laze gồm các bức xạ cùng bước sóng và kết hợp cùng pha

Laze Rubi gồm một thanh Rubi hình trụ; hai đầu được mài nhẵn, một đầu mạ bạc, một đầu bán mạ và quay mặt phản xạ vào nhau. Chùm tia Laze là kết quả của các photon phát xạ cảm ứng được phản xạ nhiều lần ở hai đầu thanh Rubi.  Đề nghị HS tự đọc phần ứng dụng của Laze ở SGK, sau đó nêu tên các ứng dụng và giải thích một vài ứng dụng.

Chùm tia Laze là kết quả của sự học lực các bước xạ thật đơn sắc từ nguồn sóng có công suất lớn. Nguyên tử phải ở trạng thái kích thích và có khả năng phát xạ photon có năng lượng đúng bằng năng lượng của photon bay qua nó. Mật độ của các photon bay ngang qua các nguyên tử kích thích phải lớn hơn mật độ các nguyên tử đó.

Năng lượng của các photon bay ngang qua phải lớn hơn năng lượng của photon được phát xạ. Quy luật không xác định được, tùy thuộc vào năng lượng của photon kích thích. Câu 34.13: Dựa vào đặc điểm nào của Laze mà ta sử dụng tia Laze như một con dao mổ trong các phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu….

- Nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng CHTN trong dạy học nhằm phát huy tính tích cực của HS. - Xử lí, phân tích kết quả bài kiểm tra để đánh giá khả năng áp dụng CHTN mà chúng tôi đề xuất và rút ra kết luận để sử dụng CHTN trong dạy học một cách tốt nhất. - Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của CHTN, cách sử dụng nó trong dạy học, cách tổ chức và hướng dẫn HS suy nghĩ, tìm kiếm câu trả lời hợp lí nhất đối với các CHTN.

Kết quả bài kiểm tra của phần TNSP được xử lí theo phương pháp thống kê toán học Tính các tham số đặc trƣng thống kê và vẽ các biểu đồ.