liên tục
I. Mục tiêu: 1. kiến thức:
- Thảo luận nhóm đê thiết kế MQP.
- Tham gia vào việc xây dựng mô hình MQP (MQP LK )
- Phát biểu được mối quan hệ giữa chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hai loại MQP (MQP LK và MQP cách tử).
- Trình bày được khái niệm QPLT, nguồn phát, đặc điểm, ứng dụng của QPLT.
2. Kĩ năng
- Thiết kế mô hình, quan sát hiện tượng TN.
- Nhận biết về hình ảnh QPLT của một số chất thông thường.
3. Thái độ
- Chủ động tích cực sử dụng những kinh nghiệm kiến thức sẵn có vào quá trình tiếp thu kiến thức.
- Say mê, trung thực hợp tác giúp đỡ nhau.
II. Chuẩn bị
1. Xác định mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở kết quả điều tra hiểu biết, QN của HS, chúng tôi xác định ở bài này có hai trọng tâm nghiên cứu:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Phát triển những hiểu biết ban đầu của HS để tham gia thiết kế mô hình MQP, sau đó nghiên cứu cấu tạo hoạt động và ứng dụng của MQP.
+ Thay đổi QN sai cho rằng “QPLT phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng”.
2. Dự kiến xây dựng phƣơng pháp dạy học
* Về nội dung:
- Kiến thức chỉ thông báo và làm rõ cho HS: Khái niệm QPLT, nguồn
phát, đặc điểm, ứng dụng của QPLT.
- Kiến thức sẽ được tổ chức cho HS tự tìm hiểu xây dựng trên cơ sở “ Phối hợp các PP&PTDH theo hướng phát huy tính tích cực sáng tạo của HS”
để tham gia vào quá trình thiết kế mô hình MQP và ứng dụng cúa MQP * Về phương pháp:
- Quá trình DH được tiến hành thông qua 4 hoạt động của GV và HS trong đó có 2 hoạt động sử dụng CNTT.
- Tổ chức cho HS thảo luận, đánh giá các ý kiến: Chia lớp thành 7 nhóm (mỗi nhóm 6-7 em), có một mô hình do GV và HS cùng thiết kế.
3. Chuẩn bị thiết bị DH
+ Đối với GV:- LK, TKHT, màn quan sát đèn dây đốt.
- MQP dùng ở trường phổ thông,giáo án điện tử, Máy vi tính, máy chiếu,
phiếu học tập số 4
+ Đối với học sinh: Chuẩn bị ảnh màu QPLT của một số chất (đã giới thiệu trong SGK)
Phiếu số 4:
- Máy quang phổ có cấu tạo như thế nào? Và nguyên tắc hoạt động của nó ra sao?
……… ……… ……… - Bộ phận lăng kính trong MQP có tác dụng như thế nào?
……… ………
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài Máy quang phổ - Quang phổ liên tục
Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Máy quang phổ - Quang phổ liên tục
PP &PTDH Thảo luận nhóm, trả lời phiếu học tập số 4 Quan sát mô hình MQP trên máy chiếu Hoạt động ngoại khóa Nêu vấn đề Định nghĩa Nguồn phát Tính chất Ứng dụng MÁY QUANG PHỔ
Cấu tạo Nguyên tắc
hoạt động Ứng dụng Bộ phận chính là lăng
kính, một số thấu kính, thiết bị thu quang phổ
Bộ phận chính là cách tử nhiễu xạ, thiết bị thu quang phổ
Máy quang phổ có cấu tạo như thế nào và nguyên tắc hoạt động ra sao?
Chúng ta cần có một dụng cụ để phân tích thành phần của chùm sáng do một nguồn phát ra. Người ta gọi dụng cụ này là MQP
Phân tích suy luận lý thuyết dựa vào kiến thức về các dụng cụ quang học (thấu kính, lăng kính, gương cầu)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
III.Tiến trình dạy học cụ thể bài : Máy quang phổ - Quang phổ liên tục Hoạt động 1: Chiết suất của môi trƣờng và bƣớc sóng ánh sáng
Hoạt Động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
HS: Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau, mà chiết suất của chất làm LK phụ thuộc vào màu của ánh sáng đơn sắc nên sau khi qua LK, các ánh sáng có màu khác nhau sẽ có độ lệch khác nhau HS: Chiết suất của môi trường trong suốt có phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng. Ánh sáng có bước sóng càng dài thì chiết suất của môi trường đối voái nó càng nhỏ, ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì chiết suất đối với nó càng lớn.
GV: Em hãy cho biết vì sao ánh sáng trắng sau khi đi qua LK lại bị tách thành các màu khác nhau?
GV: Vậy chiết suất của môi trường trong suốt nói chung có phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng không? Nếu có thì phụ thuộc vào yếu tố nào?
GV: Đúng vậy thực nghiệm cho thấy λ~1/n hay n~1/λ. Chẳng hạn đối với nước, chiết suất ứng với tia đỏ (λ= 0,6863μm) là 1,331
Với tia tím (λ= 0,4047μm) là 1,3428. Qua TN về sự phụ thuộc chiết suất của môi trường trong suốt vào bước sóng ánh sáng người ta lập được một đường cong gọi là đường cong tán sắc, các đường tán sắc có dạng gần đúng với hypebol bậc hai ứng với biểu thức đại số có dạng: n= A+B/ λ2
với A và B là hằng số phụ thuộc vào bản chất môi trường.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hoạt động 2: Máy quang phổ
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
HS: Có thể dùng LK hoặc cách tử nhiễu xạ để phân tích chùm sáng trắng thành các chùm sáng đơn sắc. HS: Thảo luận trả lời phiếu học tập
a. Thiết kế thiết bị
b. Đề xuất các phương án thiết kế
* Phương án 1: Dùng một LK và một màn chắn
HS: Nếu chỉ có như vậy thì rất khó quan sát quang phổ. Cần phải để màn quan sát trong một buồng tối có một khe để quan sát quang phổ. Mặt khác chùm sáng tới LK phải là chùm sáng song song để dễ quan sát quang phổ
GV: Có những cách nào để phân tích một chùm sáng trắng thành các chùm sáng đơn sắc?
GV: Phát phiếu học tập số 4
GV: Làm TN về tán sắc ánh sáng của ngọn đèn dây đốt, cho HS quan sát và rút ra nhận xét.
GV: Chúng ta cần thiết kế một thiết bị dùng để phân tích chùm sáng trắng thành các chùm sáng đơn sắc.
GV: Dựa vào các cách phân tích chùm sáng trắng thành các chùm sáng đơn sắc, em hãy thiết kế một phương án sử dụng thiết bị dùng để phân tích và thu được quang phổ của chùm ánh sáng trắng
GV: Trong phương án này, có thể dễ dàng quan sát quang phổ được
không? Có cần bổ xung thêm gì không?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS1: Dùng TKHT đặt giữa nguồn sáng và LK, nguồn sáng đặt tại tiêu diện của TKHT (phương án a).
HS2: Dùng gương cầu lõm đặt trước nguồn sáng và LK, nguồn sáng đặt tại tiêu điểm của gương cầu lõm (phương án b)
GV: Làm thế nào để tạo ra chùm sáng song song tới LK?
GV: Nhận xét: Với phương án b, vẫn còn chùm sáng không song song từ nguồn đi đến LK. Vậy phương án a được chấp nhận.
GV: Đưa mô hình dưới dạng hình vẽ như HS đã thiết kế. Sau đó GV bổ xung thêm một TKHT sau nguồn sáng, một khe hẹp được đặt tại tiêu điểm của TKHT và được chiếu sáng mạnh. Dựa trên mẫu thiết kế có thể lắp giáp một máy quang phổ lăng kính đơn giản
Hình 2.14. Sơ đồ cấu tạo MQPLK
GV: chiếu hình ảnh MQP để HS quan sát
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Phương án 2:
HS: Chưa có câu trả lời
HS: Tiếp thu, ghi nhớ
thiết kế lắp giáp một MQP đơn giản để phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành các chùm sáng đơn sắc. Liệu có còn có phương án khác không?
GV: Chúng ta có thể dùng cách tử nhiễu xạ thay cho LK.
GV: Phương án này GV chỉ mang tính chất thông báo:
Cách tử nhiễu xạ là một hệ thống nhiều khe rất hẹp giống nhau, song song cách đều và nằm trong cùng một mặt phẳng. Khi chiếu một chùm tia sáng đơn sắc song song vào mặt phẳng cách tử thì trên màn quan sát, ta sẽ thấy dãy vạch sáng song song (vạch quang phổ) cách nhau bằng những khoảng tối rộng. Một chùm ánh sáng đa sắc rọi vào cách tử sẽ cho ta các vạch quang phổ tương ứng với các thành phần của ánh sáng tới
Hoạt động 3: Quang phổ liên tục
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
HS: Tiếp thu kiến thức GV: * Giới thiệu cho HS khái niệm
về QPLT
Quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục, đưuọc gọi là quang phổ liên tục
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Tiếp thu kiến thức
HS: Quan sát quang phổ của nó có thể suy ra được nhiệt độ của vật nóng sáng
* Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng và những chất khí có khối lượng riêng lớn khi bị nung nóng phát ra quang phổ liên tục.
* Tính chất: Khi nhiệt độ tăng dần thì cường độ thì cường độ bức xạ càng mạnh và miền quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bức xạ có bước sóng ngắn, nhiệt độ của vật phát sáng càng cao thì vùng sáng nhất có bước sóng càng ngắn.
GV: Người ta dùng tính chất trên của QPLT làm gì?
GV: Đúng vậy muốn đo nhiệt độ của vật nóng sáng, người ta so sánh độ sáng của vật đó với độ sáng của một dây tóc bóng đèn ở một vùng bước sóng nào đó (đã biết trước). Người ta ứng dụng sự phụ thuộc của QPLT của vật sáng vào nhiệt độ để đo nhiệt độ của các vật nóng sáng với nhiệt độ cao và của các vật ở rất xa.
Hoạt động 4: Củng cố kiến thức Câu 1: Điều nào sau đây là sại khi nói về MQP?
A. MQP dùng để phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
B. Ống chuẩn trực của MQP dùng để tạo ra chùm sáng phân kì.
C. Lăng kính trong MQP có tác dụng tán sắc chùm sáng cần phân tích. D. Một trong những bộ phận chính của MQP là buồng ảnh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Câu 2: Nguyên tắc hoạt động của MQP dựa trên hiện tượng.
A. Tán sắc ánh sáng. B. Khúc xạ ánh sáng C.Phản xạ ánh sáng. D. Giao thao ánh sáng.
Câu 3:Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ theo cách nào?
A. Ở nhiệt độ càng cao, quang phổ càng mở rộng về miền có bước sóng ngắn. B. Ở nhiệt độ càng cao, quang phổ càng mở rộng về miền có bước sóng dài. C. Ở nhiệt độ càng thấp, quang phổ càng mở rộng về miền có bước sóng ngắn. D. Độ rộng của các vạch quang phổ tỉ lệ thuận với nhiệt độ nguồn sáng.
Câu 4: Ứng dụng của việc khảo sát quang phổ liên tục là xác định A.Thành phần cấu tạo hóa học của một vật nào đó.
B.Nhiêt độ và thành phần cấu tạo hóa học của một vật nào đó. C. Hình dạng và cấu tạo của vật sáng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Trên cơ sở lý luận và thực tiễn của việc “Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS”
trong dạy học Vật lý ở trường THPT. Từ đặc điểm chung của bộ môn Vật lý ở
trường phổ thông, đặc biệt các kiến thức về “sóng ánh sáng” (SGK 12 nâng
cao)., đồng thời căn cứ vào thực trạng thiết bị sẵn có của các trường, khả năng sáng tạo chết tạo những mô hình, dụng cụ TN phục vụ cho việc dạy và học, phù hợp với khả năng của GV, trình độ nhận thức của HS và với mục tiêu phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS. Trong chương này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện các công việc như sau:
* Nghiên cứu cấu trúc nội dung logic hình thành và phát triển một số kiến thức về “sóng ánh sáng” , mức độ yêu cầu về kiến thức kĩ năng, thái độ cần hình thành và phát triển ở HS khi dạy các kiến thức đó.
* Tìm hiểu thực trạng dạy và học vật lý ở các trường THPT, chỉ ra những khó khăn của GV và HS khi dạy và học các kiến thức về “sóng ánh sáng”.
* Tìm hiểu những hiểu biết, QN sẵn có của HS về “sóng ánh sáng” chỉ
ra được những QN sai hoặc chưa đầy đủ mang tính phổ biến.
* Thiết kế tiến trình dạy học ba bài cụ thể dựa trên cơ sở “Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, sáng
tạo của HS” trong đó có sự phân chia bài học thành các đơn vị kiến thức cụ
thể, xá định rõ mục tiêu nghiên cứu chỉ ra cụ thể những hoạt động có sử dụng CNTT phối hợp với nhiều phương án TN. Việc xây dựng kiến thức cơ bản của mỗi bài học đề dựa trên sơ đồ biểu đạt logic tiến trình dạy học nhận thức khoa học phù hợp với trình độ HS theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS trong quá trình chiếm lĩnh tri thức, qua đó nâng cao khả năng giải quyết vấn đề phát triển năng lực nhận thức và năng lực sáng tạo của học sinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm.
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm.
Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài: Nếu phối hợp các PP&PTDH một cách phù hợp thì sẽ thiết kế được tiến trình dạy học các kiến thức về sóng ánh sáng (vật lí 12 nâng cao), góp phần nâng cao hiệu quả dạy học theo hướng phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
- Khảo sát, điều tra cơ bản để lựa chọn các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, chuẩn bị các thông tin và các điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác thực nghiệm sư phạm.
- Liên hệ, trao đổi để thống nhất phương án thực nghiệm với các GV tham gia thực nghiệm.
- Chuẩn bị tài liệu, giáo án, các phương tiện dạy học cần thiết để thực hiện bài giảng như máy chiếu, máy vi tính…
- Hoàn thiện, điều chỉnh, bổ sung tiến trình dạy học đã soạn thảo. - Thực hiện các giờ dạy thực nghiệm theo phương án đã chuẩn bị.
- Kiểm tra, thu thập thông tin, xử lí, phân tích kết quả thực nghệm và đánh giá theo các tiêu chí của dạy học tích cực. Từ đó nhận xét và rút ra kết luận về tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, tính khả thi của đề tài.
3.2. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm
Căn cứ vào mục đích thực nghiệm sư phạm của đề tài, chúng tôi lựa chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm là HS lớp 12 ở ba trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Cụ thể gồm có: Trường THPT Chu Văn An được thành lập năm 1972 là trường có bề dày truyền thống về chất lượng đào tạo và giáo dục;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trường THPT Lương Ngọc Quyến được thành lập năm 1946 là trường có lịch sử lâu đời, có bề dày truyền thống học tập, năm 2000 Trường là đơn vị đầu tiên trong khối các trường phổ thông của tỉnh được chủ tịch nước phong tặng danh hiệu “Anh hùng trong thời kì đổi mới”; Trường THPT Nguyễn Huệ được thành lập năm 2001 có qui mô đào tạo vừa và đang trên đà phát triển mạnh.
Để đảm bảo tính khách quan và tính phổ biến của các mẫu T/N, chúng