8. Cấu trúc của đề tài
2.1.2.Thiết kế thí nghiệm mô phỏng bằng các phần mềm
2.1.2.1. Thiết kế thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm PhenOpt
Phần mềm mô phỏng “Cơ sở của quang học – PhenOpt” được các tác giả thuộc trường Đại học Postdam CHLB Đức và Tiến sĩ Phạm Xuân Quế thuộc trường Đại học Sư phạm Hà Nội hoàn thành dùng để hỗ trợ dạy học phần Quang hình học trong chương trình Vật lý phổ thông. Phần mềm có thể dùng để GV dạy học trên lớp hay để HS tự học ở nhà về các hiện tượng quang học như tán xạ; phản xạ tại các gương phẳng, lồi, lõm, parabol; khúc xạ, tán sắc qua lăng kính; tạo ảnh qua các phần tử và các dụng cụ quang học; tạo ảnh qua mắt (mắt bình thường, mắt cận, mắt viễn và mắt người cao tuổi); nguyên lý Huy-ghen; giao thoa sóng.
Với ý đồ giúp GV và HS nghiên cứu các hiện tượng, các quá trình quang học về cả mặt định tính lẫn định lượng nên phần mềm đã được xây dựng trong đó các đại lượng Vật lý liên quan có thể thay đổi định lượng một cách dễ dàng. Để sử dụng phần mềm, chúng ta thực hiện các bước:
- Khởi động phần mềm bằng các kích chuột vào file PhenOpt.exe, sau đó kích chuột vào giữa màn hình.
Hình 2.4. Giao diện và các chương trình con của phần mềm PhenOpt
- Kích chuột vào tên chương trình cần sử dụng.
- Thay đổi các thông số trong cửa sổ của chương trình con để tiến hành các thí nghiệm mô phỏng.
- Thoát khỏi chương trình bằng cách kích chuột vào hình mặt người ở góc màn hình bên phải, phía dưới.
Dưới đây là hình ảnh của một số mô phỏng chúng tôi đã thiết kế:
Hình 2.5. Một số thí nghiệm mô phỏng với phần mềm PhenOpt
2.1.2.2. Thiết kế thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics
Phần mềm Crocodile Physics dùng để mô phỏng các thí nghiệm Vật lý. Giao diện của phần mềm gồm có hai phần; phần bên trái là phần điều khiển chứa các mục Contents (chứa các thí nghiệm được thiết kế sẵn), Parts Library (chứa các công cụ), Propeties (chọn thuộc tính của các đối tượng); phần bên phải là Scene (không gian thiết kế các thí nghiệm).
Hình 2.6. Giao diện của phần mềm Crocodile Physics
Nếu chưa biết sử dụng phần mềm Crocodile Physics, người sử dụng có thể khởi động chương trình, chọn mục Tutorials trên hộp thoại lời chào, trong mục này có trình bày các bước để thiết kế một thí nghiệm mô phỏng.
Trong Crocodile Physics có nhiều thí nghiệm mô phỏng được thiết kế sẵn chứa trong mục Contents. Muốn sử dụng thí nghiệm mô phỏng thuộc phần Quang học, chúng ta vào mục Contents, chọn Optics rồi kích chuột vào mô phỏng cần sử dụng.
Để thiết kế thí nghiệm mô phỏng thuộc phần Quang học, chúng ta vào mục Parts Library, chọn Optics. Khi đó trong phần Optics xuất hiện các công cụ làm việc bao gồm màn hình nền (Optical Space), các loại tia sáng (Ray Diagrams), nguồn sáng (Light Sources), thấu kính (Lenses), gương (Mirrors), vật trong suốt (Transparent Objects), vật chắn sáng (Opaque Objets) và các công cụ đo (Measurements Tools). Sau đó chúng ta chọn đối tượng cần mô phỏng rồi kéo rê và thả vào trong Sence. Để thiết lập thuộc tính cho các đối tượng, chúng ta kích chuột vào đối tượng cần chọn, sau đó thay đổi thuộc tính của các đối tượng trong mục Propeties.
Dưới đây là hình ảnh của một số mô phỏng chúng tôi đã thiết kế: