5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN LUẬN VĂN
5.2.1Chƣơng trình Vật lý 11 Nâng cao
“Chƣơng VI: Khúc xạ ánh sáng”
Ánh sáng là đối tƣợng nghiên cứu của quang học. Quang hình học nghiên cứu sự truyền ánh sáng qua các môi trƣờng trong suốt và nghiên cứu sự tạo ảnh bằng phƣơng pháp hình học. Nhờ các nghiên cứu về quang hình học, ngƣời ta đã chế tạo ra đƣợc nhiều dụng cụ quang cần thiết cho khoa học và đời sống nhƣ: Chế tạo kính dùng cho mắt tật, cáp quang ứng dụng trong công nghệ thông tin hay y học, … . Ngoài ra còn giải thích đƣợc các hiện tƣợng tự nhiên đầy hấp dẫn, lý thú nhƣ: Hiện tƣợng cầu vòng, ảo giác trên sa mạc,… Vậy dựa vào cơ chế nào mà ngƣời ta làm đƣợc điều đó, các em sẽ đƣợc tìm hiểu ở chƣơng VI: ―Khúc xạ ánh sáng‖ của chƣơng trình Vật lý 12 Nâng cao.
Lý thuyết sóng ánh sáng đƣợc Christiaan Huygens (1629 – 1695) đƣa ra, cho rằng dòng ánh sáng là sự lan truyền của sóng. Lý thuyết này giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng mang tính chất sóng của ánh sáng nhƣ giao thoa, nhiễu xạ, đồng thời giải thích
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh 93 SVTH: Quách Thùy Dƣơng
tốt hiện tƣợng khúc xạ và phản xạ của René Descartes (1596 -1650) - nhà triết học, toán học, vật lý học ngƣời Pháp. Mà sau đó ―lý thuyết sóng ánh sáng‖ đã trở thành phƣơng tiện để nhà vật lí ngƣời Đức Albert Einstein phát triển thành ―lƣỡng tính sóng hạt‖ của ánh sáng. Vậy bản chất ―lƣỡng tính sóng hạt‖ của ánh sáng đƣợc thể hiện nhƣ thế nào? Các em sẽ đƣợc tìm hiểu ở chƣơng VII của chƣơng trình Vật lí lớp 12 nâng cao.
5.2.2 Chƣơng trình Vật lý 12 Nâng cao
“Chƣơng VI: Sóng ánh sáng” và “Chƣơng VII: Lƣợng tử ánh sáng”
Lý thuyết sóng ánh sáng, đƣợc Christiaan Huygens đƣa ra, cho rằng dòng ánh sáng là sự lan truyền của sóng. Lý thuyết này giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng mang tính chất sóng của ánh sáng nhƣ giao thoa, nhiễu xạ; đồng thời giải thích tốt hiện tƣợng khúc xạ và phản xạ. Tuy nhiên, theo quan điểm của Einstein thì ánh sáng có tính chất sóng và hạt, ngƣời ta gọi là ―lƣỡng tính sóng - hạt của ánh sáng‖:―Trong mỗi hiện tƣợng quang học ánh sáng thƣờng chỉ thể hiện một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rõ thì chất hạt sẽ bị mờ nhạt, và ngƣợc lại‖.
Lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ánh sáng ra đời cùng thời điểm, thế kỷ XVII và đã gây ra cuộc tranh luận lớn giữa hai trƣờng phái.
Vậy ánh sáng có bản chất nhƣ thế nào, các em sẽ đƣợc tìm hiểu ở Chƣơng VI và VII Vật lý 12 Nâng cao.
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh 94 SVTH: Quách Thùy Dƣơng
Phần KẾT LUẬN
Đề tài đã khái quát nên quá trình phát triển quan điểm ánh sáng là một quá trình phát triển theo đúng nhƣ quy luật phát triển của vật lý học, qua các thời đại. Từ những quan điểm cơ bản về bản chất ánh sáng mà các nhà Vật lý học đã xây dựng thành các thuyết về ánh sáng: Thuyết hạt của Newton, thuyết sóng của Huygens và thuyết lƣợng tử của Einstein. Đó là một quá trình tiến hóa từ thấp đến cao, trải qua những giai đoạn biến đổi mạnh mẽ và phát triển nhƣ ngày nay.
- Những thuận lợi khi nghiên cứu đề tài:
+ Đƣợc sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hƣớng dẫn nhƣ: Nhận đƣợc những góp ý về đề tài, tƣ liệu tham khảo, đƣợc tham khảo luận văn của các anh chị trƣớc,…
+ Có điều kiện hoàn thành tốt luận văn
- Bên cạnh những điều kiện đạt đƣợc, đề tài còn mắc phải một số hạn chế: + Vì thời gian nghiên cứu đề tài hạn chế nên phần nghiên cứu lý thuyết còn chƣa sâu.
+ Chƣa diễn đạt hết ý làm nổi bật đề tài nghiên cứu.
+ Đề tài chỉ thực hiện ở mức độ lý thuyết, chƣa áp dụng cụ thể kết hợp vào giảng dạy thực tiễn.
- Em sẽ cố gắng khắc phục những mặt còn hạn chế trong tƣơng lai.
Tóm lại, thông qua nghiên cứu đề tài thì trong quá trình giảng dạy, theo em bản thân ngƣời giáo nên kết hợp dạy lồng ghép giữa nội dung kiến thức trong sách giáo khoa với những thành tựu mà các nhà khoa học đã đạt đƣợc trong quá trình nghiên cứu khoa học. Giáo viên cần làm rõ về lý thuyết sóng ánh sáng của Huyghens, lý thuyết hạt của Newton, Augustin-Jean Fresnel,… Giúp các em làm sáng tỏ ―mâu thuẫn‖ của các lý thuyết này và quá trình ―đấu tranh‖ để khẳng định tính đúng đắn của thuyết sóng và hạt… Và đây là một đề tài mà em rất tâm đắc và thích thú, chắc chắn mai sau khi về trƣờng phổ thông em sẽ nghiên cứu thật sâu sắc hơn nữa để vận dụng kết hợp dạy lồng ghép nó vào trong giảng dạy.
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh 95 SVTH: Quách Thùy Dƣơng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lƣơng Duyên Bình ,Vật lý học đại cƣơng tập 3, phần 1, NXB Giáo Dục. Năm 1994 2. Nguyễn Hữu Khanh. Giáo trình quang học. Khoa Sƣ Phạm. Đại học Cần Thơ. Năm 2000
3. Nguyễn Viết Kính. Bạch Thành Công. Phan Văn Thích. Vật lý học đại cƣơng tập 2. NXB Đại học quốc gia HN
4. Đào Văn Phúc. Lịch sử vật lý học. NXB Giáo Dục. Năm 2009
5. Trịnh Xuân Thuận (Phạm Văn Thiều - Ngô Vũ dịch). Những Con Đƣờng Của Ánh Sáng – Vật Lý Siêu Hình Học Của Ánh Sáng Và Bóng Tối. NXB Trẻ - TP.HCM. Năm 2007. 7. http://www.bachkhoatrithuc.vn 8. http://bluesday.wordpress.com 9. http://khoahocviet.vn 10. http://luanvan.co 11. http://luanvan.net.vn 12. http://maxreading.com 13. http://www.nxbhcm.com.vn 14. http://phanminhchanh.info 15. http://tolamvienkhoa.wordpress.com 16. http://thienvanhanoi.org 17. http://www.thienvanhoc.org 18. http://thuvienvatly.com 19. http://360.thuvienvatly.com 20. http://ttgiasutphcm.blogspot.com 21. http://vi.wikipedia.org 22. http://vietsciences.free.fr 23. http://www.vietstamp.net
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh SVTH: Quách Thùy Dƣơng
MỤC LỤC
Phần MỞ ĐẦU ... 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ... 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ... 2
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ... 2
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ... 2
4.1 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ... 2
4.2 PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ... 2
5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN LUẬN VĂN ... 2
Phần NỘI DUNG ... 4
Chƣơng 1: VẬT LÝ VỚI NHỮNG ĐỊNH NGHĨA, KHÁI NIỆM, QUAN NIỆM ĐẦU TIÊN VỀ QUANG HỌC ... 4
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM, QUAN NIỆM ĐẦU TIÊN VỀ QUANG HỌC, ÁNH SÁNG ... 4
1.1.1 Một số khái niệm, quan niệm về quang học ... 4
1.1.2 Một số khái niệm, quan niệm về ánh sáng ... 4
1.2 NHỮNG NHÀ VẬT LÝ NỔI BẬT TRONG CÔNG CUỘC NGHIÊN CỨU VỀ QUANG HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỶ XIX ... 5
1.2.1 Thomas Young – ngƣời đặt nền móng cho thuyết sóng ánh sáng ... 5
1.2.1.1 Đôi nét về tiểu sử Thomas Young ... 6
1.2.1.2 Những nghiên cứu quang học của Thomas Young ... 6
1.2.2 Fresnel – nhà khoa học vĩ đại mà thầm lặng ... 8
1.2.2.1 Đôi nét về tiểu sử Augustin Jean Fresnel ... 8
1.2.2.2 Những nghiên cứu quang học của Augustin Jean Fresnel ... 10
1.2.3 Joseph von Fraunhofer ... 12
1.2.3.1 Vài nét về tiểu sử Joseph von Fraunhofer ... 12
1.2.3.2: Những nghiên cứu quang học của Joseph von Fraunhofer ... 13
1.3 CÁC HIỆN TƢỢNG QUANG HỌC ... 14
1.3.1 Khúc xạ ... 14
1.3.1.1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng ... 14
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh SVTH: Quách Thùy Dƣơng
1.3.1.3 Chiết suất của môi trường ... 16
1.3.1.4 Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường ... 17
1.3.1.5 Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng ... 19
1.3.2 Phản xạ ... 19
1.3.2.1 Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang hơn ... 19 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.3.2.2 Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn (n2>n1) .... 20
1.3.2.3 Hiện tượng phản xạ toàn phần ... 20
1.3.2.4 Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần... 21
1.3.2.4.1 Cáp quang ... 21
1.3.2.4.2 Lăng kính phản xạ toàn phần ... 22
1.3.2.5 Một số hiện tượng bắt gặp liên quan ... 23
1.3.2.5.1 Hiện tượng ảo ảnh quang học ... 23
1.3.2.5.2 Vẻ đẹp rực rỡ của kim cương ... 24
1.3.2.5.3 Cầu vồng ... 25
1.3.3 Hiệu ứng quang điện ... 25
1.3.3.1 Hiện tượng ... 25
1.3.3.2 Các định luật quang điện và giải thích ... 26
1.3.3.3 Hiệu ứng quang dẫn ... 26
Chƣơng 2: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH CÁC ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ ĐẦU TIÊN VỀ ÁNH SÁNG THỜI CỔ VÀ TRUNG ĐẠI ... 28
2.1 THỜI CỔ ĐẠI ... 28
2.1.1 Sự phát sinh những tri thức khoa học ... 28
2.1.2 Khoa học phƣơng đông cổ đại ... 29
2.1.3 Giai đoạn mở đầu của khoa học cổ đại. Triết học tự nhiên cổ Hy lạp ... 29
2.1.3.1 Trường phái Iôni - trường phái đầu tiên của Hi Lạp ... 29
2.1.3.2 Trường phái Pitago - một trường phái duy tâm ... 30
2.1.3.3 Trường phái Êlê - một trường phái duy tâm khác ... 30
2.1.4 Nguyên tử luận cổ Hy lạp. Démocrite ... 31
2.1.5 Ánh sáng siêu hình trong con mắt Platon ... 31
2.1.6 Vật lý của Aristote ... 33
2.1.7 Vật lý học thời kỳ Hy lạp hóa ... 35
2.1.7.1 Euclide (TK III TCN) ... 36
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh SVTH: Quách Thùy Dƣơng
2.1.7.3 Ptólemée (khoảng 100-178 TK II TCN) ... 38
2.1.7.4 Claude Galien ... 39
2.2 THỜI TRUNG ĐẠI ... 40 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.1 Al-Hazen (965 – 1039) ... 40
2.2.2 Roger Bacon ( 1214-1292 ) ... 41
2.2.3 René Descartes (1596–1650) ... 41
2.2.3.1 Nghiên cứu khoa học: ... 42
2.2.3.2 Các định luật về ánh sáng ... 42
2.2.3.2.1 Sự truyền thẳng của ánh sáng ... 42
2.2.3.2.2 Sự khúc xạ ... 45
2.2.3.2.3 Sự phản xạ ... 48
Chƣơng 3: CÁC PHÁT MINH BAN ĐẦU VỀ QUANG HỌC ... 50
3.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH QUAN NIỆM LƢỠNG TÍNH SÓNG - HẠT .. 50
3.1.1 Huyghens:Lý thuyết sóng ánh sáng ... 50
3.1.1.1 Đôi nét về tiểu sử Huyghens ... 50
3.1.1.2 Ánh sáng theo quan điểm Huyghens ... 50
3.1.1.3 Huyghens giải thích các hiện tượng ... 51
3.1.2 Newton: Ánh sáng là hạt... 52
3.1.2.1 Đôi nét tiểu sử Newton ... 52
3.1.2.2 Nghiên cứu quang học ... 53
3.1.2.3 Ánh sáng theo quan điểm Newton ... 54
3.1.2.4 Newton giải thích các hiện tượng ... 54
3.1.3 Sự trở lại của lý thuyết sóng ánh sáng ... 56
3.1.3.1 Thomas Young (1773 – 1829) ... 56
3.1.3.2 Augustin Fresnel (1788 – 1827) ... 57
3.1.4 Maxwell (1831 – 1879): Lý thuyết điện từ ... 58
3.2 ÁNH SÁNG: LƢỠNG TÍNH SÓNG HẠT ... 60
3.2.1 Albert Einstein (1879–1955) ... 60
3.2.2 Thuyết tƣơng đối hẹp – lƣỡng tính sóng hạt ánh sáng ... 61
3.2.3 Lý thuyết lƣợng tử ánh sáng ... 63
3.2.3.1 Sự bất lực của thuyết điện từ ánh sáng ... 63
3.2.3.2 Thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein (thuyết photon) ... 63
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh SVTH: Quách Thùy Dƣơng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.3.4 Giải thích các định luật quang điện ... 64
Chƣơng 4: CÁC GIẢI THƢỞNG NOBEL VỀ QUANG HỌC ... 67
4.1 TÌM HIỂU VỀ GIẢI THƢỞNG NOBEL DANH GIÁ ... 67
4.1.1 Cuộc đời Nobel ... 67
4.1.2 Sự ra đời của giải thƣởng ... 68
4.1.3 Cấu trúc giải thƣởng Nobel ... 69
4.1.4 Không có giải Nobel toán học ... 69
4.2 BỐI CẢNH VÀ CÁC GIẢI NOBEL VẬT LÝ ... 69
4.2.1 Bối cảnh giải Nobel vật lý ... 69
4.2.2 Quá trình xét giải ... 70
4.2.3 Những nhà vật lý không nhận đƣợc giải thƣởng Nobel ... 71
4.3 TÌM HIỂU MỘT SỐ CÔNG TRÌNH QUANG HỌC NHẬN ĐƢỢC GIẢI THƢỞNG NOBEL DANH GIÁ ... 72
4.3.1 Từ vật lý cổ điển đến vật lý lƣợng tử ... 72
4.3.1.1 Wilhelm Röntgen khám phá ra tia X - người đầu tiên đoạt giải Nobel Vật lý năm 1901 ... 72
4.3.1.2 Albert Abraham Michelson- sự phá sản của ê-te ... 77
4.3.1.3Louis de Broglie - bước sóng de Broglie ... 81
4.3.2 Từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô ... 84
4.3.2.1 Albert Einstein – người được trao giải Nobel về “Hiệu ứng quang điện” ... 84
4.3.2.2 Hiệu ứng quang điện ... .... 85
Chƣơng 5: VẬN DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ VÀO THỰC TIỄN CUỘC SỐNG VÀ TRONG GIẢNG DẠY ... 89
5.1 ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN CUỘC SỐNG ... 89
5.1.1 Ứng dụng trong y học ... 89
5.1.1.1 Chế tạo kính cho mắt tật khúc xạ ... 89
5.1.1.2 Ứng dụng cáp quang trong nội soi ... 90
5.1.2 Lăng kính phản xạ trong thiên văn ... 90
5.1.3 Giải thích đƣợc một số hiện tƣợng vật lý có liên quan ... 91
5.2 TRONG GIẢNG DẠY ... 92
5.2.1 Chƣơng trình Vật lý 11 Nâng cao ... 92
5.2.1 Chƣơng trình Vật lý 12 Nâng cao ... 93
GVHD: Ths. Nguyễn Hữu Khanh SVTH: Quách Thùy Dƣơng TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 95 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});