8. Đúng gúp của luận văn
1.3.1. Một số thao tỏc và chỉnh sửa cơ bản trong mụ phỏng phần Quang
Điện học
1.3.1.1. Cụng cụ thiết kế thớ nghiệm vật lý mụ phỏng phần Quang học
Bảng cỏc cụng cụ thiết kế thớ nghiệm ảo phần Quang học nằm trong thư mục Optics của Parts Library bao gồm 8 cụng cụ chớnh: Optical Space (Khụng gian thực hiện thớ nghiệm), Ray Diagrams (Cỏc loại vật sỏng, màn ảnh và mắt), Light Sources (Cỏc loại nguồn sỏng), Lenses (Cỏc loại thấu kớnh), Mirrors (Cỏc loại gương), Transparent Objects (Cỏc loại lăng kớnh), Opaque Objects (Cỏc loại chắn sỏng), Measurement Tools (Cỏc loại dụng cụ đo).
Optical Space (khụng gian thực hiện thớ nghiệm)
Chọn Optical Space kộo rờ sang khung làm việc chớnh khi đú ta thu được một khung hỡnh chữ nhật màu đen, đõy chớnh là khu vực thiết kế và thực hiện cỏc thớ nghiệm ảo phần quang học, trước khi thực hiện kộo một dụng cụ ảo nào để làm thớ nghiệm thỡ nhất thiết phải kộo khụng gian làm việc này ra khung làm việc chớnh nếu khụng thỡ khụng thể thực hiện được thớ nghiệm ảo phần quang học.
Near Object Marker và Far Object Marker (vật sỏng ở gần - xa)
− Thụng thường chỳng ta cú thể nhỡn vật ở gần như cỏc đồ vật ngay trước mắt ta, và cỏc vật sỏng ở rất xa như mặt trăng, mặt trời. Dưới đõy là hỡnh ảnh một vật ảo ở gần (trờn) và một vật ảo ở xa (dưới) được đưa ra trong khung làm việc: − Vật ở gần được tượng trưng bằng một mũi tờn nhỏ màu xanh đặt vuụng gúc với mặt phẳng đặt vật và cú thể quan sỏt nú theo mọi hướng khỏc nhau.
− Vật ở xa được tượng trưng bằng một mũi tờn màu xanh rất lớn và chỉ cú thể quan sỏt nú theo phương song song với mặt phẳng đặt vật. Hai loại vật sỏng ở gần và vật sỏng ở xa trờn đõy cú thuộc tớnh khỏ giống nhau nờn ở đõy chỉ xột cỏc thuộc tớnh của vật sỏng ở gần, cú 5 thuộc tớnh:
− General:
Nhấp phải chuột vào đối tượng, chọn properties thay đổi cỏch quan sỏt vật từ bờn phải hoặc bờn trỏi (Bottom Right hoặc Bottom left).
Trong Picture and Image Options, cú thể thay đổi hỡnh cỏc con vật hiển thị trong Picture, hoặc làm biến mất nếu thấy khụng cần thiết bằng cỏch khụng click chọn Show Picture.
− Rays to eye
Như hỡnh trờn đõy chỳng ta cú thể thấy trong thuộc tớnh này ta cú thể chọn tia
sỏng phỏt ra từ điểm đầu, cuối hay từ điểm giữa của vật tới mắt quan sỏt, số lượng tia phỏt ra cú thể chọn trong Basic rays.
− Ray to mirrors
Cũng giống với cỏc tia sỏng tới mắt, cỏc tia sỏng phỏt ra từ vật sỏng này tới gương cũn cú thờm 3 đường nữa như được thấy ở trờn đú là:
Center of curcature: tia đi qua tõm gương.
Focal point: tia đi qua tiờu điểm chớnh của gương.
Perpendicular: tia đi song song với trục chớnh của gương.
- Ray to lenses: Cũng giống với Ray to mirrors nhưng trong phần Extra Rays chỉ cú hai tia đặc biệt cú thể cho phỏt ra từ vật tới thấu kớnh đú là Focal point (tia đi qua tiờu điểm chớnh của thấu kớnh) và Perpendicular (tia đi song song với trục
chớnh của thấu kớnh):
- Screen (màn hứng ảnh)
Khi kộo màn hứng ảnh sang khung làm việc ta thu được một màn hứng ảnh như trong hỡnh dưới đõy:
Với dụng cụ ảo này chỳng ta muốn sử dụng cũng phải đặt nú đỳng vào ảnh thu được để quan sỏt ảnh.
Dưới đõy là vớ dụ quan sỏt một ảnh thu được của một vật qua thấu kớnh hội tụ sẽ cho ảnh thật rừ nột, ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật trong màn ảnh khi đặt màn trựng với vị trớ ảnh thu được:
- Eyes (mắt)
của mắt trong khung như hỡnh dưới đõy:
Trong nội dung phần Quang hỡnh cú bài học về quan sỏt mắt, để cú thể quan sỏt rừ ràng dụng cụ quang học này ta cú thể kộo dón cho mắt to hơn cho học sinh dễ quan sỏt bằng cỏch kớch chuột trỏi vào mắt và khi xung quanh mắt xuất hiện cỏc hỡnh chữ nhật nhỏ để kộo dón thỡ ta thực hiện kộo cho dụng cụ này to hơn, rừ nột hơn như hỡnh dưới:
Sử dụng dụng cụ quang học mắt để quan sỏt vật hay ảnh thu được thỡ chỳng ta chỉ cần đặt mắt sao cho mắt nhận được cỏc tia phỏt ra tới mắt:
- Light Sources (cỏc loại nguồn sỏng)
Diverging beam: Chựm sỏng phõn kỳ
Parallel beam: Chựm sỏng song song
Giao diện để thiết lập thuộc tớnh của chựm sỏng phõn kỳ và chựm sỏng song song là giống nhau và được mụ tả trong khung hội thoại sau:
Thuộc tớnh của hộp tia sỏng:
Như trong thuộc tớnh này hộp tia sỏng cú thuộc tớnh: tia sỏng phỏt ra màu vàng, bước súng 580nm, số tia sỏng phỏt ra là 3 và cuối cựng độ cao của hộp là 0.5cm.
- Lenses (Cỏc thấu kớnh): cú hai loại thấu kớnh là thấu kớnh phõn kỳ và thấu kớnh hội tụ
Giao diện để thiết lập thuộc tớnh của hai loại thấu kớnh này được mụ tả ở khung hội thoại sau:
Cú thể thay đổi tiờu cự bằng cỏch chọn tiờu cự trong ụ Focal Length.
Khi kớch chuột trỏi vào thấu kớnh như trong hỡnh dưới đõy sẽ thấy xuất hiện vũng trũn nhỏ phớa trờn thấu kớnh để thay đổi gúc quay của thấu kớnh, đồng thời cú hiển thị tiờu điểm và một đoạn thẳng nhỏ qua quang tõm, nếu di chuột trỏ vào thấu kớnh thỡ cũn xuất hiện dũng chữ Focal Length = 10cm, tức là tiờu cự là 10cm.
Khi thực hiện thớ nghiệm với cỏc loại thấu kớnh trờn đõy cần đặt vật sỏng sao cho cỏc tia sỏng hướng vào mặt cong của thấu kớnh như hỡnh dưới đõy:
1.3.1.2. Cụng cụ thiết kế thớ nghiệm vật lý ảo phần Điện học
- Cụng cụ thiết kế thớ nghiệm ảo phần Điện học nằm trong thư mục Electronics của Parts Library, bao gồm 3 cụng cụ chớnh: Analog (mạch tương tự), Pictorial (nguồn), Digital (mạch số).
- Trong Analog bao gồm: nguồn cung cấp (Power Supplies), pin hoặc ăcquy (battery), điện ỏp cú thể thay đổi được (Variable voltage supply), đường điện ỏp (Voltage rail), nối đất (ground), nguồn cung cấp của dũng điện khụng đổi (constant current source), điện trở (resistor), điện trở thay đổi theo nhiệt độ (thermistor), cuộn cảm (inductor), tụ điện (capacitor), mỏy biến thế (transformer)…
Folder Digital được sử dụng trong trường hợp thiết kế mạch số.
Sử dụng folder Pictorial GV cú thể thiết kế được cỏc mạch điện giống trong folder Analog, tuy nhiờn cỏc dụng cụ được biểu diễn như hỡnh ảnh thật.
+ Thay đổi tớnh chất cỏc đối tượng: chọn đối tượng cần được thay đổi tớnh chất rồi vào menu Window chọn Properties hoặc kớch đỳp vào đối tượng đú, xuất hiện hộp thoại ghi cỏc thụng số tớnh chất của vật. Sau đú, ta cú thể tự điều chỉnh theo mong muốn. Vớ dụ trong phần Điện học, chọn đối tượng là nguồn điện, GV cú thể thay thế hiệu điện thế của nguồn bằng cỏch nhấp phải chuột, chọn Properties và thay đổi thụng số. Tuy nhiờn cần lưu ý, chỉ cú thể thay đổi thụng số tớnh chất của vật trong folder Analog, khụng thực hiện được điều này
trong folder Pictorial.
+ Di chuyển cỏc đối tượng: để di chuyển một đối tượng cú thể dựng chuột
bằng cỏch: đặt con trỏ của chuột vào đối tượng, vừa nhấn vừa kộo đến vị trớ mong muốn. Để di chuyển nhiều đối tượng trước hết chọn Edit/Select All hoặc nhấn Ctrl+A, sau đú kớch chuột vào một trong cỏc đối tượng đú và kộo đến vị trớ yờu cầu.
+ Copy và Paste: để copy một đối tượng, kớch chuột vào nú và sử dụng
lệnh Copy trong Edit menu, hoặc biểu tượng Copy trờn thanh cụng cụ, hoặc nhấn Ctrl+C. Sau đú nhấn nỳt Paste trong Edit menu hoặc biểu tượng Paste trờn thanh cụng cụ, hoặc nhấn Ctrl+V để dỏn. Khi muốn copy một lỳc nhiều đối tư- ợng hay tất cả, cú thể nhấn Shift để chọn đồng thời, hoặc kớch chuột và kộo để chọn sao cho cỏc đối tượng cần chọn nằm trọn trong hỡnh hộp mà con chuột vừa tạo ra, hoặc dựng Edit/Select All rồi thực hiện tương tự như trường hợp một đối tượng. Nếu muốn copy cỏc dữ liệu từ bộ đếm, ta chọn bộ đếm sau đú vào Edit/Copy Data rồi sang màn hỡnh của Microsoft Office Word hoặc Microsoft Office Excel và nhấn lệnh Paste.
+ Xúa cỏc đối tượng: chọn cỏc đối tượng muốn xúa, nhấn nỳt Delete trờn
bàn phớm hoặc dựng lệnh Delete trong Edit menu.
+ Nhập văn bản vào trong mụ phỏng: để nhập văn bản vào mụ phỏng, ta
kớch vào biểu tượng Text trờn thanh cụng cụ. Tiếp theo, kớch vào nơi muốn nhập văn bản trờn màn hỡnh mụ phỏng và đỏnh nội dung văn bản vào.
+ Đo đạc cỏc đại lượng trong Crocodile Physics: Trong Crocodile Physics, cú thể đo một số đại lượng cơ bản bằng cỏch vào menu Measure như đó trỡnh bày ở trờn.