VIII. Cấu trỳc của luận văn
2.3.2. Thiết kế tiến trỡnh dạyhọc bài 1 " Tỏn sắc ỏnh sỏng "
A. Mục tiờu
1. Về kiến thức
* Trong khi học:
- Tham gia thiết kế phương ỏn T/N - Tiến hành T/N, trỡnh bày k ết quả T/N. - Tham gia xõy d ựng kiến thức mới. * Sau khi học:
- Phỏt biểu được cỏc khỏi niệm: ỏnh sỏng đơn s ắc, ỏnh sỏng tr ắng, sự TSAS - Giải thớch được hiện tượng TSAS .
- Trỡnh bày được nguyờn tắc tổng hợp ỏnh sỏng trắng.
- Giải thớch được một số hiện tượng quang học xảy ra trong tự nhiờn.
- HS cú được cỏc kĩ năng thao tỏc T/N và quan sỏt hi ện tượng TSAS.
3. Về thỏi độ tỡnh cảm
- Trung thực, khỏch quan, hợp tỏc, biết lắng nghe ý kiến người khỏc và tham gia chủ động, tớch cực để xõy dựng kiến thức mới.
B. Chuẩn bị
1. Xỏc đ ịnh mục tiờu nghiờn c ứu
Trờn cơ sở kết quả điều tra QN, hiểu biết của HS, chỳng tụi nghiờn c ứu tổ chức DH một số nội dung kiến thức của bài theo hướng: Thay đổi, phỏt triển QN về " Thuỷ tinh làm đ ổi màu ỏnh sỏng chiếu vào nú ..." ở HS, giỳp họ phỏt hiện ra ỏnh sỏng đơn sắc và chiết suất của thuỷ tinh đối với ỏnh sỏng cú màu khỏc nhau thỡ khỏc nhau, từ đú cú sự liờn kết cỏc hiểu biết cũ và mới nhằm nõng cao chất lượng nắm vững kiến thức về hiện tượng TSAS.
2. Dự kiến xõy dựng phương ỏn dạy học
* Về nội dung:
- Kiộn thức chỉ thụng bỏo và làm rừ cho HS: Khỏi niệm về ỏnh sỏng đơn sắc, ỏnh sỏng trắng
- Kiến thức sẽ được tổ chức cho HS xõy dựng dựa trờn cơ sở " Lựa chọn và phối hợp cỏc PPDH tớch cực " kết hợp với việc sử dụng CNTT để làm nổi bật trọng tõm của bài học: Nhận biết và giải thớch hiện tượng TSAS.
* Về phương phỏp:
- Quỏ trỡnh DH được tiến hành thụng qua 5 hoạt động của GV và HS, trong đú cú 2 hoạt động sử dụng CNTT.
- Tổ chức cho HS thảo luận, đỏnh giỏ cỏc ý kiến: Chia lớp thành 6 nhúm (mỗi nhúm 6 em -7 em), cú 2 T/N do GV và HS cựng làm, 1T/N cho HS tự làm theo nhúm.
3. Chuẩn bị thiết bị dạy học
* Đối với GV:
- T/N về hiện tượng TSAS và T/N về AS đơn sắc: LK, nguồn sỏng (đốn dõy đ ốt), thấu kớnh, màn chắn, màn chắn cú khe hẹp.
- Chuẩn bị giỏo ỏn điện tử.
- Phiếu hướng dẫn T/N và phiếu học tập.
C. Sơ đ ồ tiến trỡnh xõy dựng kiến thức bài " Tỏn sắc ỏnh sỏng"
Nguyờn nhõn nào đ ĩ làm cho chựm ỏnh sỏng tr ắng khi đi qua lăng kớnh khụng nh ững bị lệch về phớa đỏy lăng kớnh mà cũn tỏch thành nhi ều chựm sỏng cú màu khỏc nhau?
Tại sao trong những ngày hố, khi trời tạnh sau cơn mưa th ỡ trờn tr ời cao xuất hiện cầu vồng nhiều màu sắc vắt ngang vũm trời?
Thớ nghi ệm 1 về sự tỏn sắc ỏnh sỏng:
ỏnh sỏng t ừ ngọn đốn ( ỏnh sỏng mặt trời, ỏnh sỏng ngọn nến ...) Sau khi qua lăng kớnh s ẽ khụng những bị lệch
về phớa đỏy lăng kớnh mà cũn bị tỏch thành nhiều
chựm ỏnh sỏng cú màu khỏc nhau theo th ứ tự: Đỏ, da cam, vàng, l ục, lam, chàm, tớm. Chựm sỏng màu đỏ bị lệch ớt nhất, chựm sỏng màu tớm bị lệch nhiều nhất. Đ L
F
M M1
P1
Giả thuyết 1: Thuỷ tinh làm đổi màu ỏnh sỏng chiếu vào nú.
Giả thuyết 2: - Ánh sỏng trắng là hỗn
hợp của nhiều ỏnh sỏng đơn sắc. - Chiết suất của thuỷ tinh cú giỏ trị khỏc
nhau đ ối với ỏnh sỏng cú màu khỏc nhau.
Tiến hành thớ nghiệm 2
(Thớ nghi ệm về ỏnh sỏng đơn s ắc), bỏc bỏ giả thuy ết 1
Suy luận lớ thuyết kết hợp với thớ nghiệm 3 về tổng hợp ỏnh sỏng trắng và quan sỏt thớ nghi ệm biểu diễn.
Kết luận:
Hiện tượng chựm ỏnh sỏng trắng khi đi qua lăng kớnh, khụng những lệch về phớa đỏy của lăng kớnh mà c ũn b ị tỏch thành nhiều chựm ỏnh sỏng cú màu khỏc nhau theo thứ tự: Đỏ,
da cam, vàng, l ục, lam, chàm, tớm. (Chựm sỏng màu đ ỏ bị lệch ớt nhất, chựm sỏng màu tớm b ị lệch nhiều nhất) gọi là sự tỏn sắc ỏnh sỏng. Dải màu thu được gọi là quang phổ của ỏnh sỏng trắng. - Ánh sỏng đơn s ắc là ỏnh sỏng khụng bị tỏn sắc khi đi qua lăng kớnh
- Ánh sắng trắng là hỗn hợp của nhiều ỏnh sỏng đơn sắc, cú màu biến thiờn liờn tục, từ màu đỏ đến màu tớm. Người ta cũn gọi là ỏnh sỏng trắng.
Hỡnh 2.4. Sơ đồ tiến trỡnh xõy dựng kiến thức bài tỏn sắc ỏnh sỏng
Quan sỏt thực tế - Thực nghiệm - Mụ hỡnh - CNTT - Thảo luận nhúm - Giải quyết vấn đề - Phõn tớch khỏi quỏt - Đàm thoại PP dạy học P. tiện dạy học
D. Tiến trỡnh dạy học cụ thể
1. ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ:
GV: Em hĩy vẽ tiếp đường đi của tia sỏng khi đi qua
lăng kớnh LK ở hỡnh vẽ sau và cú nhận xột gỡ về phương của tia lú?
HS : Cú thể vẽ được đường đi của tia sỏng và nhận xột được rằng tia lú bị lệch về phớa đỏy của LK.
GV: Đỳng vậy, sau khi đi qua LK, tia sỏng b ị lệch về phớa đỏy LK. Bài hụm nay chỳng ta xột xem khi ỏnh sỏng đi qua LK c ũn xảy ra hiện tượng gỡ ngồi hiện tượng bị lệch về phớa đỏy.
Đặt vấn đề: Chiếu hỡnh ảnh cầu vồng
Tái sao cầu vồng xuaỏt hieọn ?
Hoạt động 1: Thớ nghi ệm về sự tỏn sắc ỏnh sỏng
Hoạt động của học sinh Hỗ trợ của giỏo viờn
HS: Chựm sỏng lú ra khỏi LK cú màu giống
như chựm sỏng đi vào LK và bị lệch về phớa đỏy LK.
HS: Ta làm T/N: Dựng một màn chắn hứng tia sỏng lú ra khỏi LK.
Hỡnh 2.5 - T/N về sự tỏn sắc ỏnh sỏng
HS: Trờn màn ta thu được một dải cỏc màu khỏc nhau, đều lệch về phớa đỏy LK, cỏc màu khỏc nhau cú độ lệch khỏc nhau.
GV: Đưa ra m ột T/N như sau: Cho một
chựm sỏng song song từ ngọn đốn dõy
túc. Hĩy dự đoỏn hỡnh ảnh và màu sắc của chựm sỏng lú ra khỏi LK?
GV: Làm thế nào để KT dự đoỏn này?
GV: Để chựm sỏng tới LK là chựm sỏng hẹp và song song ta cú thể làm như thế nào?
Với cõu hỏi này, hy vọng HS sẽ đưa ra được cỏch dựng TKHT và nguồn sỏng (đốn điện) đặt tại tiờu điểm của TKHT, dựng một màn chắn cú một khe hẹp đặt
giữa TKHT và LK.
GV đưa ra hỡnh vẽ cỏch bố trớ T/N đĩ thống nhất (hỡnh vẽ 2.5)
Sau đú GV làm T/N, cho HS quan sỏt và yờu cầu HS nờu nhận xột.
GV: Qua quan sỏt, em cú nhận xột gỡ về hỡnh ảnh thu được trờn màn về màu sắc, độ lệch? đ L F P1 F Đ T M M1
HS: Nhắc lại kết luận
GV: Đỳng vậy, ỏnh sỏng từ ngọn đốn
gọi là ỏnh sỏng trắng (ỏnh sỏng Mặt Trời, ngọn nến ...) sau khi qua LK sẽ khụng những bị lệch về phớa đỏy LK mà cũn bị tỏch thành nhiều chựm sỏng cú màu khỏc nhau theo thứ tự:Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tớm. Chựm sỏng màu đ ỏ bị lệch ớt nhất, chựm sỏng màu tớm bị lệch nhiều nhất.
Sau đú GV s ử dụng phần mềm quang học để biểu diễn hiện tượng tỏn sắc cho HS quan sỏt.
GV kết luận: Hiện tượng chỳng ta vừa khảo sỏt gọi là sự tỏn sắc ỏnh sỏng. Dải màu thu được gọi là quang phổ của Mặt Trời.
Hoạt động 2: Ánh sỏng trắng và ỏnh sỏng đơn sắc
Hoạt động của học sinh Hỗ trợ của giỏo viờn
HS1: Do chất làm LK làm đổi màu ỏnh sỏng (giả thuyết 1)
HS2: Do chựm ỏnh sỏng trắng bao gồm nhiều
chựm sỏng cú màu khỏc nhau nờn khi đi qua LK đĩ bị tỏch ra (giả thuyết 2).
GV đặt vấn đề: Nguyờn nhõn nào đĩ làm cho chựm ỏnh sỏng trắng khi đi qua LK khụng những bị lệch về phớa đỏy LK mà cũn bị tỏch ra thành nhiều chựm sỏng cú màu s ắc khỏc nhau?
GV: Hy vọng HS sẽ đưa ra được cỏc
HS: Làm T/N cho ỏnh sỏng cú một màu xỏc định đi qua LK, quan sỏt và so sỏnh màu của tia lú với màu của tia tới.
HS: Dựng một màn chắn cú một khe hẹp để
tỏch riờng một chựm sỏng cú một màu xỏc định từ cỏc chựm sỏng sau LK ở T/N trờn.
Hỡnh 2.6- Thớ nghiệm về ỏnh sỏng đơn sắc
GV: Làm thế nào để KT liệu giả thuyết 1 cú đỳng khụng?
GV: Làm thế nào để cú được chựm tia cú một màu xỏc định?
GV: Chỳng ta hĩy tiến hành T/N. GV hướng dẫn HS tiến hành T/N (theo nhúm) theo sơ đ ồ đĩ thống nhất
(hỡnh vẽ 2.6).
GV: Hướng dẫn HS xờ dịch màn M1
để đặt khe vào đỳng vị trớ của từng màu sắc khỏc nhau, cho HS quan sỏt, đỏnh dấu vị trớ của từng chựm tia màu sắc khỏc nhau trờn màn M2 , thảo luận trong nhúm và đ ại diện cỏc nhúm nhận xột kết quả T/N.
GV: Qua T/N cỏc em thấy cỏc chựm sỏng cú màu nhất định sau khi đi qua LK P2 cú bị đổi màu khụng? Em cú nhận xột gỡ về gúc lệch của cỏc chựm tia khi truyền qua LK?
đ L F P1 V Đ T V P2 M1 M M2
HS: Một chựm sỏng cú màu xỏc định khi truyền qua LK P2 khụng bị đổi màu, cỏc tia đ ều lệch về phớa đỏy LK với cỏc gúc lệch khỏc nhau.
HS: Ánh sỏng đơn sắc là ỏnh sỏng khụng bị tỏn sắc khi đi qua lăng kớnh.
HS: Cho nhiều chựm sỏng cú màu khỏc nhau chồng chập lờn nhau xem liệu cú thu được chựm sắng trắng hay khụng.
GV: Đỳng vậy, qua T/N ta thấy, một
chựm sỏng cú màu xỏc đ ịnh khi đi qua LK bị lệch về phớa đỏy LK nhưng vẫn giữ nguyờn màu sắc (ta núi nú khụng bị tỏn sắc), gúc lệch khi truyền qua LK của cỏc chựm tia cú màu khỏc nhau là khỏc nhau. Niu Tơn g ọi chựm sỏng cú màu xỏc định là chựm sỏng đơn sắc. Vậy ta cú khỏi niệm ỏnh sỏng đơn sắc:
GV: Như vậy giả thuyết 1 bị bỏc bỏ, để KT tớnh đỳng đắn của giả thuyết 2 ta làm như thế nào?
GV: Hĩy thiết kế một phương ỏn T/N để KT vấn đề này?
Trường hợp này HS khú cú thể đưa ra được phương ỏn dựng hai LK giống hệt nhau, đặt ngược nhau. GV cú thể gợi ý: Sử dụng tớnh chất thuận nghịch của đường truyền ỏnh sỏng. Đến đõy hi vọng HS cú thể đưa ra được phương ỏn dựng hai LK giống hệt nhau : Chiếu chựm ỏnh sỏng trắng vào LK P1 , ta thu được chựm ỏnh sỏng đơn sắc cú màu khỏc nhau bị lệch khỏc nhau, LK P2
Hỡnh 2.7- Thớ nghiệm về ỏnh sỏng trắng
HS: Tiến hành T/N, nờu nhận xột: Trờn màn ta thu được một vệt sỏng màu trắng.
giống hệt P1được đặt ở vị trớ thớch hợp để cỏc chựm ỏnh sỏng đơn sắc cú màu khỏc nhau bị lệch khỏc nhau. Dịch chuyển màn quan sỏt M' sau P2 để cú thể thu được vệt sỏng trắng.
GV đưa ra MH phương ỏn T/N (hỡnh 2.7)
GV: Hướng dẫn HS làm T/N (theo
nhúm), lưu ý HS phải dịch chuyển LK P2 và màn M'.Cho HS quan sỏt và th ảo luận trong nhúm sau đú l ấy kết quả của cỏc nhúm.
GV kết luận: Ánh sỏng trắng là hỗn hợp của nhiều ỏnh sỏng đơn sắc, cú màu từ màu đỏ đến màu tớm. Ánh sỏng trắng là một trường hợp của ỏnh sỏng phức tạp, hay ỏnh sỏng đa s ắc.
Vớ dụ: Ánh sỏng Mặt Trời, ỏnh sỏng đốn điện dõy túc, ỏnh sỏng hồ quang điện... đ L F P1 M' P2 M
Hoạt động 3: Giải thớch hiện tượng tỏn sắc ỏnh sỏng
Hoạt động của học sinh Hỗ trợ của giỏo viờn
HS: Đưa ra gi ả thuyết:
Chiết suất của thuỷ tinh (hay của mọi mụi trường trong suốt khỏc) cú giỏ trị khỏc nhau đối với ỏnh sỏng đơn sắc cú màu khỏc nhau, chiết suất đối với ỏnh sỏng tớm cú giỏ trị lớn nhất.
HS: Giải thớch hiện tượng.
GV: Từ những kiến thức đĩ, chỳng ta hĩy giải thớch hiện tượng TSAS (nghĩa là giải thớch hiện tượngn: Cỏc tia đơn sắc cú màu khỏc nhau sau khi đi qua LK bị lệch về phớa đỏy của LK với cỏc gúc lệch khỏc nhau). ở phần trước chỳng ta đĩ biết rằng, ỏnh sỏng trắng là tổng hợp của nhiều ỏnh sỏng đơn sắc, dựa vào kiến thức đĩ học về LK, em nào cú thể giải thớch được hiện tượng TSAS?
GV: Nếu HS khụng đưa ra được giả thuyết trờn thỡ GV cú th ể gợi ý: Ta thấy trong T/N cỏc ỏnh sỏng đơn s ắc đến LK với cựng một gúc tới, dựa vào cỏc cụng thức về LK, em hĩy cho biết: Để gúc lệch của cỏc chựm tia đơn sắc khỏc nhau thỡ đại lượng vật lý nào phải khỏc nhau?
GV gọi HS phỏt biểu, sau đú HS khỏc s ửa, bổ sung.
Cuối cựng GV kết luận: Chiết suất của thuỷ tinh (và của mọi mụi trường trong suốt khỏc) cú giỏ trị khỏc nhau đối với ỏnh sỏng đơn s ắc cú màu khỏc nhau, chiết suất đối với ỏnh sỏng tớm cú giỏ trị lớn nhất.Vỡ
vậy, cỏc chựm ỏnh sỏng đơn sắc cú màu khỏc nhau trong chựm ỏnh sỏng tr ắng, sau khi khỳc xạ qua lăng kớnh, bị lệch cỏc gúc khỏc nhau, tỏch rời nhau, tạo thành quang phổ của ỏnh sỏng trắng.
Hoạt động 4: Ứng dụng của sự tỏn sắc ỏnh sỏng
Hoạt động của học sinh Hỗ trợ của giỏo viờn
HS: Hiện tượng cầu vồng
GV nờu hai ứng dụng như trong SGK:
- Hiện tượng TSAS được ứng dụng trong
MQP .
- Nhiều hiện tượng quang học trong khớ quyển xảy do sự TSAS .
Sau đú, GV yờu cầu HS lấy thờm một số ứng dụng của hiện tượng TSAS?
Tia saựng maởt trụứi bũ taựn saộc khi ủi qua giót nửụực mửa táo nẽn cầu
vồng
ẹãy laứ viẽn kim cửụng lụựn nhaỏt theỏ giụựi – Star of Africa
Maứu saộc quyeỏn ruừ cuỷa noự laứ do aựnh saựng chieỏu vaứo bũ taựn saộc.
Hoạt động 5: Củng cố bài
1. Yờu cầu HS giải thớch hiện tượng cầu vồng.
2. Yờu cầu HS làm T/N ở nhà (T/N tổng hợp ỏnh sỏng đơn sắc thành ỏnh sỏng trắng): Dựng một đĩa trũn, chia đĩa trũn thành bảy hỡnh quạt, lần lượt tụ màu cỏc hỡnh quạt theo đỳng quy đ ịnh bảy màu cầu vồng của quang phổ. Cho đĩa quay nhanh dần và sỏt màu s ắc của đĩa.
2.3.3. Thiết kế tiến trỡnh DH bài 2 : " Giao thoa ỏnh sỏng, nhiễu xạ ỏnh sỏng ".
A. Mục tiờu
1. Về kiến thức:
* Trong khi học:
- Tham gia thiết kế phương ỏn T/N về GTAS .
- Tiến hành và quan sỏt được cỏc T/N về GTAS, NXAS . - Tham gia xõy d ựng kiến thức mới.
* Sau khi học:
Phỏt biểu được cỏc khỏi niệm hiện tượng GTAS P, hiện tượng NXAS . - Giải thớch được cỏc hiện tượng GTAS, NXAS .
- Giải thớch được một số hiện tượng quang học trong tự nhiờn nhờ hiện tượng
GTAS, hiện tượng NXAS .
- Nờu được khỏi niệm và ứng dụng của cỏch tử nhiễu xạ.
2. Về kỹ năng
- Rốn cỏc kỹ năng quan sỏt T/N, nhận biết biểu hiện của cỏc hiện tượng GTAS, NXAS.
- Biết sử dụng cụng thức tớnh vị trớ võn sỏng, võn tối, khoảng võn ở hiện tượng GTAS trong việc giải một số BT đơn giản.
3. Về thỏi độ tỡnh cảm
- Chủ động, tớch cực, hợp tỏc trong quỏ trỡnh xõy d ựng kiến thức mới. - Tỷ mỷ, thận trọng, khỏch quan trong làm T/N.
B. Chuẩn bị
1. Xỏc đ ịnh mục tiờu nghiờn cứu
Tổ chức tiến trỡnh DH một số nội dung cơ bản của bài này xuất phỏt từ những QN, hiểu biết trờn. Làm bộc lộ và thay đổi QN sai phổ biến " Hiện tượng giao thoa chỉ xảy ra đối với súng cơ học". Từ đú thay đổi, phỏt triển những hiểu biết về hiện tượng GTAS.
2. Dự kiến xõy dựng phương ỏn dạy học
* Về nội dung: