Xây dựng và sử dụng mô hình đồ thị

C húng tôi đã sắp xếp được nội dung và xây dựng được cấu trúc của chương

Chúng ta có thể vận dụng 4 giai đoạn chung của phương pháp mô hình để xây

dựng và sử dụng đồ thị như một mô hình với những mức độ cao như mức độ 4

và mức độ 5 ở phần trên.

Giai đoạn 1: Lựa chon sự kiện khởi đầu, đề xuất vấn đề nghiên cứu. Đối với

mô hình đồ thị có thể có hai loại sự kiện khởi đầu:

a) Sự kiện thực nghiệm: Đưa ra một số hiện tượng vật lý để học sinh phát hiện

ra có mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý biểu thị tính chất của sự vật, hiện

tượng, nhưng chưa biết rõ và cần thiết phải nghiên cứu. Tổ chức một số quan sát

hoặc đo lường để thu thập thêm số liệu để xây dựng mô hình. Lập một bảng số.

b) Sự kiện xuất phát từ lôgic nội dung vấn đề nghiên cứu, cần phải xây dựng

Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình

Trường hợp xuất phát từ thực nghiệm thì ta lần lượt biểu diễn các cặp giá trị

tương ứng của hai đại lượng có liên quan bằng một điểm trên đồ thị. ở các lớp

trên thì biểu diễn cả sai số của phép đo, nghĩa là một cặp giá trị không phải biểu

diễn bằng một điểm mà là một hình chữ nhật có 2 cạnh biểu diễn 2 sai số x,y.

Nối các điểm đó với nhau ta được một đường gấp khúc. Nhưng vì sự biến đổi

của các đại lượng là liên tục nên không thể vẽ một đường gấp khúc mà phải vẽ

một đường liên tục đi qua gần đa số các điểm hay nói đúng hơn là đi qua các

hình chữ nhật biểu diễn các sai số. Thông thường những đường đó là những

đường đơn giản( thẳng, tròn, parabol, hyperbol, hình sin...).Nếu bảng số liệu dữ

kiện càng nhiều thì đồ thị càng chính xác. Thí dụ khi nối các điểm biểu diễn mối

quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của một lượng khí có thể tích không đổi, ta vẽ

được đồ thị như hình 8 dưới đây mà ta có thể giải thích đó là một đường thẳng.

Giai đoạn 3: Hệ quả suy từ mô hình

Từ đồ thị trên có thể chọn một giá trị bất kỳ của nhiệt độ và suy ra áp suất

tương ứng. Thí dụ có thể kéo dài đồ thị cho đến khi gặp trục tung OP và suy ra

rằng ở 00c lượng khí đã cho có áp suất p0.

0 20 40 60 80 100 t0C

Hình 8 p(mmHg)

Giai đoạn 4: Thực hiện thí nghiệm kiểm tra: Các phép đo cho thấy các số liệu

dự đoán đều khớp với thực nghiệm trong phạm vi sai số. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Đến đây tính đúng đắn của mô hình đã được khẳng định. Sau đó có thể mở

rộng phạm vi ứng dụng của mô hình.

Sau khi đã khẳng định đồ thị là một đường thẳng ta có thể diễn tả nó bằng một

phương trình toán học tương đương để tiện sử dụng: p=p0+kt. Đối chiếu các số

liệu trên đồ thị rút ra k=p0/273 và ta có: p=p0+p0t/273 = p0(1+t).

Việc mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình dẫn đến dự đoán quan trọng: kéo

dài đồ thị, cắt trục hoành ở điểm có tọa độ (pt= 0, t=-2730c) kết hợp với lập luận

lôgic suy ra không thể đạt đến nhiệt độ thấp hơn-2730c. Dự đoán này thực sự là một phát hiện lớn rất quan trọng trong vật lý học.