. sáng tạo của GV trong việc làm và sử dụng đồ dùng DH
4.2.5.Bài 44 Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng
CỦA ÁNH SÁNG.
Tiết: … theo phân phối chương trình
I. Mục tiêu 1. Kiến thức
- Nêu được nội dung cơ bản của giải thuyết lượng tử năng lượng của plăng và thuyết lượng tử ánh sáng của Anh-xtanh.
- Viết được công thức của Anh- xtanh về hiện tượng quang điện ngoài. - Nêu được ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
2. Kĩ năng
- Vận dụng được thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích ba định luật quang điện.
II. Chuẩn bị 1. Giáo viên
- Chọn một số bài toán định lượng về việc vận dụng công thức Anhxtanh để kết hợp rèn luyện kỹ năng học tập vật lí cho HS.
- Phiếu học tập
Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về thuyết phôtôn ánh sáng? A. Mỗi phôtôn bay với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng.
B. Năng lượng của mỗi phôtôn là rất nhỏ được xác định bằng biểu thức hf
C. Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và chuyển động.
D. Hiện tượng quang điện xảy ra do các electron trong kim loại hấp thụ phôtôn
Câu 2: Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của A. Mọi electron B. Mọi nguyên tử.
C. Phân tử mọi chất. D. Mọi chùm sáng đơn sắc. Phải luôn luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng.
Câu 3: Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lượng: A. Của mọi phôtôn đều bằng nhau.
B. Của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng. C. Giảm dần, khi phôtôn càng rời xa nguồn.
D. Của phôtôn không phụ thuộc bước sóng.
A. 5.1016 Hz B. 6.1016 Hz C. 5.1014 Hz D. 6.1014 Hz
Câu 5: Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng 400nm vào catôt bằng natri của một tế bào quang điện. biết giới hạn quang điện của natri là 0.50m. vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là bao nhiêu?
A. 4,7.105 m/s B. 4,7.107 m/s C. 4,7.106 m/s D. 4,7.108 m/s.
Đáp án:
Câu 1: C; Câu 2: D; Câu 3: B;
Câu 4: C: tần số của bức xạ: Hz h f hf 34 14 19 10 . 5 10 . 6 . 6 10 . 3 . 3 Câu 5: A: Công thức Anh-xtanh:
2 max 0 2 mv A c h hf ) / ( 10 . 7 , 4 2 5 max 0 hc A m s m v Dự kiến ghi bảng:
BÀI 44: THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG.
1. Thuyết lượng tử áng sáng
a.Giả thuyết lượng tử năng lượng của Planck
hf
Trong đó: h = 6,625.10-34 (J.s): được gọi là hằng số Planck. f : tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra. b.Thuyết lượng tử ánh sáng.Phôtôn: (SGK) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Giải thích các định luật quang điện
a.Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện
2 2 0 m A hf
b.Giải thích các định luật quang điện
* Định luật 1: hf A A hc 0
* Định luật 2 :Ibhtỉ lệ với số electron bật ra K ,số electron bật ra K tỉ lệ với số phôtôn đập vào K, số phôtôn đập vào K tỉ lệ với chùm sáng tới
3. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng (SGK)
- Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt, nên người ta nói: ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
2. Học sinh
- Ôn lại các định luật quang điện, các khái niệm: electron quang điện, cường độ dòng quang điện; điều kiện để có dòng điện.
- Ôn lại khái niệm: hạt và sóng.
III. Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức trong bài học
Các cơ hội HS có thể nhận được trong quá trình tiếp thu bài học:
Cơ hội 1: HS suy nghĩ lôgic và dùng lời lẽ của mình để giải thích các ĐL quang điện. Cơ hội 2: Từ công thức Anh-xtanh, HS sẽ vận dụng và giải thích tại sao các êlectron nằm trong khối kim loại lại có động năng ban đầu (khi bức ra) nhỏ hơn
2 2 max 0 mv .
Cơ hội 3: Vận dụng công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện và các công thức có liên quan để làm bài tập.
Cơ hội 4: Có thể nhận xét được tính chất của ánh sáng. Thuyết lượng tử ánh sáng
- Thuyết lượng tử năng lượng của Plăng.
- Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn.
Giải thích các định luật quang điện Công thức của Anh-xtanh về hiện tượng quang điện
Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng: ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Các định luật quang điện được giải thích như thế nào? Ánh sáng vừa có tính sóng, vừa có tính hạt.
V. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: (5 phút)Ổn định lớp, ki m tra kiến thức cũ.
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- HS lên bảng trả bài.
- Các câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Nêu khái niệm hiện tượng quang điện ngoài? Chiếu ánh sáng như thế nào vào tấm kim loại mới có thể xảy ra hiện tượng quang điện?
Câu 2: Phát biểu các hiện tượng quang điện?
- GV nhận xét và cho điểm.
Hoạt động 2: (2 phút) Đặt vấn đề v o b i mới (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Tiếp nhận nhiệm vụ. - Đặt vấn đề: Để giải thích triệt để vấn đề về bức xạ của vật đen tuyệt đối, năm 1900 Plăng đã đề ra giả thuyết lượng tử năng lượng. và để giải thích hiện tượng quang điện năm 1905 Anh-xtanh đã phát triển thuyết lượng tử năng lượng và đề xuất thuyết lượng tử ánh sáng. Hay Phôtôn, vậy nội dung thuyết này như thế nào? chúng ta cùng nghiên cứu bài 44.
Hoạt động 3: (10 phút)T m hi u thuyết lượng tử ánh sáng.
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- = h c
=2,65.10
-19 J
- Năng lượng của một phôtôn rất nhỏ. Vì vậy với một chùm sáng dù rất yếu cũng chứa nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra nên ta cảm thấy liên
- C1: hãy tính năng lượng của ánh sáng đỏ
m
0,75 ?
- Từ đó hãy giải thích vì sao ta nhìn thấy chùm sáng liên tục chứ không phải gián đoạn như theo thuyết lượng tử?
tục.
- Chỉ có một loại photon.
mấy loại phôtôn?
Hoạt động 4: (15 phút)Giải thích các định luật quang điện..
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Trả lời. - Hs đọc SGK.
- Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để nó thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra ngoài mặt kim loại.
- Truyền cho e một động năng ban đầu - Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể
- Cung cấp cho êlectron một công thoát A và động năng ban đầu cực đại
2 0 max
2
mv
(vì không truyền năng lượng cho mạng tinh thể)
- HS giải thích
- Nhắc lại hiện tượng quang điện và các định luật quang điện?
- Hướng dẫn HS thành lập công thức Anh- xtanh
- Năng lượng dùng để làm gì?
- Giải thích cho HS vì sao phải truyền năng lượng cho mạng tinh thể là do e trước khi đến bề mặt kim loại chúng va chạm với các ion ở nút mạng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Vậy đối với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng này được dùng vào việc gì?
- Hướng dẫn hs dựa vào công thức Anh- xtanh để giải thích các định luật quang điện 1 và 3.
Hoạt động 5: (10 phút)Nhận biết lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng.
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
+Sóng có các hiện tượng giao thoa , nhiễu
- Có nhận xét gì về tính chất của ánh sáng? - Gợi ý:
xuyên…
- Đọc SGK trang 228 để trả lời.
Nhận xét: Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Vậy ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
+ Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rõ một trong hai tính chất. Khi tính chất sóng thể hiện rõ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại.
+ Vậy ánh sáng có tính chất sóng không? Tính chất sóng giúp ta giải thích các hiện tượng gì?
+ Vậy ánh sáng có tính chất hạt không? Tính chất hạt giúp ta giải thích các hiện tượng gì?
Hoạt động 6: (3 phút)Củng cố, dặn dò, hướng dẫn học tập ở nh .
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Cá nhân nhận phiếu học tập. - Cá nhân nhận nhiệm vụ.
- Phát phiếu học tập đã chuẩn bị.
- Nhắc HS làm các BT SGK trang 229 và làm trước bài tập của bài 45: bài tập về hiện tượng quang điện.
V. Rút kinh nghiệm - bổ sung.
………
………..………
………...
Chương 5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. 5.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.
Đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài: vận dụng các cơ sở lý luận để đưa ra quy trình, tiến trình nhằm rèn luyện kỹ năng học tập VL cho HS.
Thử nghiệm khả năng tiếp thu, tính tích cực của học sinh khi thực hiện các kỹ năng học tập VL trong quá trình dạy học, bên cạnh đó góp phần bồi dưỡng cho HS phương pháp tự lực, tự suy luận, tư duy lôgic.
Việc đánh giá cụ thể quy trình, tiến trình nhằm rèn luyện kỹ năng học tập VL cho HS được trả lời theo các câu hỏi sau:
- Cách rèn luyện trên có giúp HS có thái độ tích cực, tự lực trong việc học tập VL hay không?
- Có tạo cơ hội trong việc rèn luyện kỹ năng học tập VL cho HS không?
- Có đảm bảo việc kiểm tra mức độ nhận thức của HS về kiến thức đã học hay không?
5.2. Nội dung thực nghiệm.
Áp dụng các PPNTKH vào dạy một số tiết trong chương VI và chương VII, Vật lí 12NC theo giáo án soạn sẵn, nhằm kích thích hứng thú học tập của học sinh. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.
Học sinh lớp 12 ban khoa học tự nhiên.
5.4. Kế hoạch giảng dạy.
Thực hiện giảng dạy một số tiết theo phân phối chương trình.
5.5. Tiến trình thực hiện các bài dạy.
5.5.1. Bài 35: Tán sắc ánh sáng
5.5.2. Bài 36: Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng. 5.5.3. Bài 37: Khoảng vân. Bước sóng và màu sắc ánh sáng.
5.5.4. Bài 43: Hiện tượng quang điện ngoài. Các định luật quang điện.
5.5.5. Bài 44: Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng.
5.6. Kết quả thực nghiệm. 5.6.1. Đề kiểm tra 1 tiết. 5.6.1. Đề kiểm tra 1 tiết.
ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG VI I.Mục tiêu:
- Kiểm tra, đánh giá chất lượng học tập của HS sau mỗi chương.
- Tạo điều kiện thuận lợi đẩy mạnh việc học tập, hạn chế việc học tiêu cực ở HS. - Cải thiện tính hợp thức, trung thực và nhạy cảm trong học tập ở HS.
- Giúp GV rút kinh nghiệm để nâng cao hiệu quả giảng dạy.
II.Chuẩn bị:
- GV: soạn đề kiểm tra.
- HS: ôn tập nội dung chương.
III.Đề kiểm tra:
1. Nội dung: Chương VI Sóng ánh sáng.
2. Hình thức kiểm tra: - Trắc nghiệm khách quan - Số câu hỏi: 25 câu
- Thời gian: 45 phút. * Ma trận đề kiểm tra:
Mức độ
Nội dung Biết Hiểu Vận dụng Phân tích Tổng hợp Đánh giá Tán sắc ánh sáng 0,8 2 0,4 1 Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng 0,4 1 0,8 2 0,4 1 Khoảng vân. Bước sóng và
màu sắc ánh sáng 0,8 2 0,4 1 0,4 1 Bài tập về giao thoa ánh
sáng 0,4 1 0,4 2 0,4 1 Máy quang phổ. Các loại
quang phổ
0,4 1
0,8 2 Tia hồng ngoại. Tia tử
ngoại 0,4 1 0,4 1 0,4 1 Tia X. Thuyết điện từ ánh
sáng 0,4 1 0,8 2 Tổng 2,4 6 3,2 8 2,8 7 0,8 2 0,4 1 0,4 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Nội dung đề kiểm tra: Câu 1: Chọn câu trả lời sai
A. Nguyên nhân tán sắc là do chiết suất của một trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau thì khác nhau.
B. Trong hiện tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng tia đỏ có góc lệch nhỏ nhất. C. Trong hiện tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng tia tím có góc lệch nhỏ nhất. D. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi đí qua lăng kính.
Câu 2: Chọn câu sai
A. Đại lượng đặc trưng cho sóng ánh sáng đơn sắc là tần số
B. Vận tốc của ánh sáng đơn sắc không phụ thuộc vào môi trường truyền
C. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng đỏ nhỏ hơn đối với ánh sáng màu lục
D. Sóng ánh sáng có tần số càng lớn thì vận tốc truyền trong môi trường trong suốt càng nhỏ
Câu 3: Chọn câu trả lời đúng
Khi ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì: A. Bước sóng thay đổi nhưng tần số không đổi
B. Bước sóng và tần số đều thay đổi
C. Bước sóng không đổi nhưng tần số thay đổi D. Bước sóng và tần số đều không đổi
Câu 4: HT giao thoa ánh sáng là sự chồng chất của hai sóng ánh sáng thỏa điều kiện: A. cùng chu kì, cùng tần số.
B. cùng biên độ, cùng tần số C. cùng pha cùng biên độ.
D. cùng tần số, độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Câu 5: Chọn phương án sai
A. Hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ đều chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
B. Trong hiện tượng giao thoa thì ở chính giữa luôn là một vân sáng, trong hiện tượng nhiễu xạ với lỗ tròn nhỏ thì điểm chính giữa lỗ tròn là một vân tối.
C. Trong hình ảnh nhiễu xạ và giao thoa đều có những vân sáng tối nằm xen kẽ nhau. D. Đối với 1 khe hẹp thì không thể gây ra hiện tượng giao thoa nhưng lại gây ra được
Câu 6: Từ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là
đúng về chiết suất của môi trường?
A. Chiết suất của môi trường như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc. B. Chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ lớn hơn ánh sáng tím. C. Chiết suất của môi trường đối với ánh sáng tím lớn hơn ánh sáng đỏ.
D. Chiết suất của môi trường nhỏ đối với môi trường có nhiều ánh sáng truyền qua.
Câu 7: Tìm phát biểu sai
A. Trong giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp bằng một khoảng vân.
B. Thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng thì vân sáng chính giữa là một vân trắng. C. Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng thì trong dãy quang phổ bậc một tia tím nằm xa hơn tia đỏ so với vân trung tâm.
D. Trong thí nghiệm Young, các vân giao thoa nằm đối xứng nhau qua vân trung tâm.
Câu 8: Chọn câu trả lời đúng
Gọi a là khoảng cách hai khe S1 và S2 ; D là khoảng cách từ S1S2 đến màn; b là khoảng cách 5 vân sáng kề nhau .Bước sóng của ánh sáng đơn sắc đó là :
A. D b.a = λ B. D 4b.a = λ C. 4D b.a = λ D. 5D b.a = λ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu 9: Trong thí nghiệm Yâng, nếu khoảng cách giữa hai khe tăng lên 2 lần, còn khoảng cách giữa màn và hai khe giảm đi 3 lần thì khoảng vân i:
A. tăng lên 6 lần B. giảm xuống 6 lần C. tăng lên 1,5 lần D. giảm xuống 1,5 lần
Câu 10: Khoảng cách i giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp trong hệ vân giao thoa, ở thí nghiệm khe Y-âng, được tính theo công thức nào sau đây?
A. D a i B. a D i C. aD i D. aD i
Câu 11: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh: