dạy học ứng dụng công nghệ thông tin hiện đại

Trờng Đại học Vinh

Khoa sau đào tạo đại học
***

Đề tài:


Tiếp cận
Dạy học ứng dụng các thiết bị hiện đại.







Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS: Nguyễn Quang Lạc
Các thành viên nhóm tiếp cận 4 (Cao học 15 PP Lý):
1. Ngô Sỹ Hoàng - Nhóm trởng (0912369682)
2. Nguyễn Nh Phúc - Th ký
3. Kiều Thị Hồng Xoan
4. Trần Văn Tài
5. Nguyễn Thị Hân
6. Nguyễn Xuân Vinh







Vinh, ngày 14/06/2008

2


Mục lục


I. Cơ sở lí luận chung.
II. ứng dụng thiết bị hiện đại trong dạy học .
1. Phim học tập.
1.1 Chức năng của phim học tập trong dạy học vật lý.
1.2. Các loại phim học tập
1.3 Các trờng hợp cần thiết sử dụng phim học tập
1.4 Phơng pháp sử dụng phim học tập trong dạy học vật lý
2. Dao động kí điện tử.
2.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của dao động kí điện tử

2.2. Sử dụng dao động kí điện tử trong dạy học vật lí
3. Máy vi tính trong dạy học.
3.1
Mục đích của việc đa TBKTHĐ vào dạy học
3.2 Các dạng ứng dụng của máy tính trong dạy học Vật lý
3.2.1 Minh hoạ và trình bày kiến thức:
3.2.2. Xây dựng mô hình cho các quá trình:
3.2.4. Thí nghiệm đợc hộ trợ bởi máy tính:
3.2.5. Ôn tập kiểm tra đánh giá và tự đánh giá .
III. Sản phẩm. Giáo án
1. Chuyển động cơ ( vật lý lớp 10 nâng cao)
2. Phản xạ toàn phần ( vật lý 11 nâng cao )
3. Hiện tợng sóng trong cơ học

IV. Kết quả ứng dụng và hớng phát triển.











3

I. Cơ sở lí luận.
Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục
diễn ra rất sôi động trên thế giới và ở nớc ta. Sự nghiệp công
nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc ta đòi hỏi ngành giáo dục phải
đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung, phơng pháp và phơng
tiện dạy học. Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu mới của khoa học
giáo dục trên thế giới và phát huy những thành tựu đ đạt đợc của
nền giáo dục nớc nhà, các giải pháp đề ra phải vừa theo kịp sự
phát triển chung của khoa học giáo dục trên thế giới và vừa phù
hợp với điều kiện cụ thể của nớc ta sao cho khả thi và hiệu quả.
Vai trò của các phơng tiện kỹ thuật trong việc giảng dạy
môn vật lý:
Một trong những vấn đề trung tâm của khoa phơng pháp
giảng dạy hiện đại là tìm kiếm những phơng thức mới có hiệu quả
hơn để truyền đạt kiến thức, cho phép cung cấp cho học sinh thông
tin đầy đủ và chính xác hơn về hiện tợng đang học, và có tác

dụng đẩy nhanh QTDH làm cho QTDH đợc dễ dàng hơn.
Việc giải quyết vấn đề này có liên quan đến việc sử dụng
rộng ri trong quá trình học tập : ví dụ phim học tập, vô tuyến điện,
băng ghi âm, vô tuyến truyền hình, dao động kí điện tử, máy vi tính

Tất cả các phơng tiện kỹ thuật là những công cụ trong tay
ngời giáo viên, trớc đây hiện nay và cả sau này nữa, giáo viên
chẳng những là nguồn tri thức, ngời lnh đạo QTDH mà còn là
ngời giáo dục, ngời giáo viên vẫn luôn luôn là nhân vật trung
tâm của QTDH phức tạp và đa dạng.
Việc sử dụng các phơng tiện kỹ thuật hiện đại trong QTGD-
DH có những chức năng sau:
- Tạo động cơ học tập, kích thíc hứng thú nhận thức của học
sinh. Cung cấp cho học sinh thông tin đày đủ hơn và chính xác và
phong phú hơn về hiện tợng đang học.
4

- Sử dụng thiết bị dạy học để hình thành kiến thức, kỹ năng
mới
- Nâng cao tính trực quan của dạy học và làm cho những tài
liệu khó trở nên dễ tiếp thu.
- Nâng cao hiệu quả dạy học, đẩy nhanh tốc độ học và ghi
nhớ tài liệu trong những thời hạn nhất định .
- Giải phóng giáo viên khỏi một khối lợng lớn những công
việc thuần túy ( thuyết trình, ghi bảng, mô tả sự vật hiện tợng thí
nghiệm ) và tạo điều kiện cho giáo viên dành nhiều thời gian hơn
cho hoạt động sáng tạo.
- Cho phép kiểm tra một cách có hệ thống việc học tập của
học sinh ( kiểm tra kỹ năng - kỹ xảo, kiến thức, ).
- Góp phần phát triển năng lực nhận thức của học sinh, của

phơng tiện dạy học đợc thể hiện rõ nhất trong việc tổ chức cho
học sinh tiến hành với các thiết bị thí nghiệm thực hành.
- Tạo khả năng tổ chức sát hạch kiến thức học sinh đợc
chính xác hơn ( ví dụ: thi trắc nghiệm, kiểm tra trắc nghệm, đảo đề
thi trắc nghiệm, chấm thi trắc nghiệm).
- Góp phần vào việc thực hiện một trong những nhiệm vụ của
dạy học vật lý là phát triển tối u nhân cách của học sinh.

II. ứng dụng các thiết bị hiện đại trong dạy
học
1. Phim học tập.
1.1 Chức năng của phim học tập trong dạy học vật lý.
Phim học tập giúp thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học, xóa
bỏ những hạn hẹp về mặt không gian của lớp học và về mặt thời
gian của giờ học.
- Nhờ các cuốn phim đợc quay trớc học sinh quan sát với
tốc độ mong muốn hoặc có thể làm dừng lại các hình ảnh, học sinh
quan sát đợc rõ ràng các hiên tợng, các quá trình vật lý đ đợc
phóng đại hoặc thu nhỏ một cách tối u, làm cho học sinh có
những biểu tợng đúng đắn về chúng.
- Việc sử dụng các khả năng của sự đồ họa ( đánh dấu, đóng
khung, tô màu, đồ thị . . . ) kết hợp hài hòa với các tín hiệu âm
5

thanh và sự thuyết minh phim không những tạo ở học sinh những
hiểu tốt hơn về đối tợng nghiên cứu mà còn mang tính trực quan
và hiệu quả xúc cảm của phơng tiện dạy học.
- Phim học tập có thể đợc sử dụng ở tất cả các QTDH nh:
tạo động cơ học tập, đề xuất vấn đề nghiên cứu, nghiên cứu kiến
thức mới, củng cố trong lớp học và ngoài lớp học, trong và ngoài

giờ học chính khóa.


1.2. Các loại phim học tập
- Sử dụng phim đèn chiếu về các phơng pháp đo trong vật lý.
Các loại động cơ nhiệt, về sản xuất và truyền tải điện năng, về cầu
vồng và về các ứng dụng của vật lý hạt nhân.
- Phim chiếu bóng bao gồm phim quay các cảnh thật và phim
hoạt hình
- ứng dụng phim về buồng Yuynxơn, về sự dẫn điện trong
chất bán dẫn.
- Phim vô tuyến truyền hình.
- ứng dụng phim về dao động cơ học, về cảm ứng điện từ, về
sóng cơ học, sóng điện từ.
- Phim trên băng video.
- Trong những năm gần đây việc sử dụng những băng video
ngày càng rộng ri trong dạy học vật lý ở trờng THPT vì những lí
do sau:
+ Sử dụng máy sang và phát băng hình hoặc máy thu và phát
băng hình dễ dàng hơn so với việc sử dụng máy quay phim nhựa,
giá thành kinh tế hơn vì vậy giáo viên có thể tự qua băng hình hoặc
sao băng. do hai thết bị này có chế độ làm cho hình ảnh đứng yên
nên các giai đoạn trong hiện tợng vật lý có thể cho dừng lại ở bất
kì thời điểm nào, tạo điều kiện cho học sinh quan sát rõ ràng hiện
tợng.
+ Nội dung của các cuốn băng video ghi hình, các quá trình
vật lí thực cũng có thể dợc phân tích nhờ một số thiết bị ghép nối
với máy vi tính và phần mềm tơng ứng, tạo thuận lợi hơn trong
các nghiên cứu quá trình vật lý.
6

1.3 Các trờng hợp cần thiết sử dụng phim học tập
Các loại phim học tập nói trên đợc sử dụng trong cả trờng
hợp sau:
- Khi nghiên cứu các đối tợng, hiện tợng vật lý không quan
sát đợc hoặc đo đạc trực tiếp đợc do chúng quá nhỏ hoặc quá to.
Ví dụ: khi nghiên cứu cấu trúc của các chất, các đối tợng vi mô
trong cơ chế dẫn điện ở các môi trờng khác nhau, ngời ta thờng
sử dụng phim đèn chiếu, phim chiếu bóng để cung cấp cho học
sinh những biểu tợng có tính chất mô hình về các đối tợng và các
quá trình vật lý này.
- Khi nghiên cứu sự truyền âm, các hiện tợng ở vùng quang
phổ mà mắt ngời không nhìn thấy đợc ngời ta sử dụng phim
học tập đ đợc quay nhờ kết hợp với máy biến đổi quang điện tử
với máy quay phim.
- Khi nghiên cứu các quá trình vật lý diễn ra quá nhanh. (Ví
dụ: sự biến dạng của hại quả cầu trong sự va chạm đàn hồi, sự rơi
tự do) hoặc diễn ra quá chậm (ví dụ: hiện tợng khuyếch tán trong
các chất rắn)
Trong những trờng hợp này ngời ta có thể sử dụng phim
chiếu bóng, phim vô tuyến truyền hình hoặc băng video đ đợc
quay và cho chúng chạy theo tốc độ mong muốn để học sinh quan
sát đợc trên hình ảnh của quá trình này.
- Khi nghiên cứu các hiện tợng ở những nơi, những thời
điểm không thể trực tiếp quan sát đợc. Ngời ta có thể sử dụng
phim đèn chiếu về các nội dung này.
Khi nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý nh nguyên
tắc hoạt động, cấu tạo của máy đo, các máy phức tạp, nguyên tắc
hoạt động của nhà máy thủy điện, nhà máy điện nguyên tử ngời ta

sử dụng phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, phim chiếu trên vô
tuyến truyền hinh. Bằng cách đa thêm dần các chi tiết vào hình vẽ
sẽ chỉ ra đơc trên phim đèn chiếu, phim chiếu bóng, sự chuyển từ
sơ đồ nguyên lý sang cụ thể các máy móc tơng ứng.
- Các loại phim học tập đợc sử dụng khi trình bàylịch sử
phát triển một vấn đề, phát minh khoa học và sự tiến bộ của khoa
học ký thuật. Qua việc xem phim học sinh thấy đợc con đờng thu
7

nhận các kiến thức trong các bối cảnh x hội và vị trí của các nhà
khoa học trong phát triển của vật lý học
Lợi ích của việc sử dụng phim học tập trong dạy học vật lí
- Phim học tập giúp thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học,
xoá bỏ những hạn hẹp về mặt không gian của lớp học và về mặt
thời gian của giờ học.
- Nhờ các cuốn phim đợc quay trớc học sinh với tốc độ
mong muốn hoặc có thể làm dừng lại các hình ảnh, học sinh quan
sát đợc rõ ràng các hiện tợng, các quá trình vật lí đ đợc phóng
đại (thu nhỏ) một cách tối u, làm cho học sinh có những biểu
tợng đúng đắn về chúng.
- Việc sử dụng các khả năng của sự đồ hoạ (đánh dấu, đóng
khung, tô màu, sơ đồ, đồ thị), kết hợp hài hoà với các tín hiệu âm
thanh và sự thuyết minh phim không những tạo ở học sinh những
biểu tợng tốt hơn về đối tợng nghiên cứu mà còn làm tăng tính
trực quan và hiệu quả xúc cảm của phơng tiện dạy học.
- Phim học tập có thể đợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn của
quá trình dạy học (tạo động cơ học tập, đề xuất vấn đề nghiên cứu,
nghiên cứu kiến thức mới, củng cố), ở trong lớp học và ngoài lớp
học, trong và ngoài giờ học chính khoá.
1.4 Phơng pháp sử dụng phim học tập trong dạy học

vật lý
a. Giáo viên cần căn cứ vào mục đích sử dụng, nội dung cuốn
phim để định ra những biện pháp s phạm thích hợp nhằm làm tăng
hiệu quả của cuốn phim đối với học sinh.
8

b. Các giai đoạn làm việc chủ yếu của giáo viên với phim
học tập
1. Đặt kế hoạch sử dụng phim học tập trong kế hoạch dạy học
tổng thể một chơng, một phần cụ thể(sử dụng lúc nào?nhằm đạt
đợc mục đích gì về mặt lý luận dạy học?)
2. Các công việc chuẩn bị với học sinh trớc khi sử dụng phim
- Giao cho học sinh nhiệm vụ ôn tập ở nhà những kiến thức
cần thiết để có thể hiểu đợc nội dung phim.
- Trớc khi chiếu phim để định hớng sự chú ý của học sinh
vào nội dung cơ bản của cuốn phim, giáo viên cần giao nhiệm vụ
cho học sinh sau khi hoàn thành xem phim.
3. Trong khi xem phim giáo viên cần quan sát và đa ra những gợi
ý nhỏ hớng sự chú ý của học sinh vào cái cơ bản.
4. Đánh giá hiệu quả phim học tập.
- Sau khi học sinh xem phim cần cho học sinh nghỉ giải lao
ngắn để tri giác lại cái đ nghe, đ xem.
- Việc đánh giá hiệu quả, việc sử dụng phim có thể ngay sau
khi xem phim hoặc sau giờ học.
- Hiệu quả sử dụng phim đợc đánh giá thông qua trả lời các
câu hỏi nêu ra lúc đầu.

2. Dao động kí điện tử
Dao động kí điện tử là một thiết bị đo lờng đa chức năng
hiển thị kết quả đo dới dạng đồ thị trên màn sáng (màn hình) có

thể quan sát bằng mắt đợc.
Hiện nay, dao động kí điện tử là một trong các thiết bị có thể
hỗ trợ nhiều trong các thí nghiệm nghiên cứu về các dao động điện,
dòng điện xoay chiều, dao động và sóng điện từ ở chơng trình
vật lí phổ thông. Dao động kí điện tử dùng trong trờng phổ thông
hiện nay có 2 loại: dao động kí điện tử một chùm tia và dao động kí
9

điện tử hai chùm tia. Sau đây, sẽ trình bày cấu tạo và nguyên tắc
hoạt động của hai loại dao động kí điện tử đó.
2.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của dao động kí điện tử
a. Dao động kí điện tử một chùm tia
Dao động kí điện tử một chùm tia là dao động kí điện tử chỉ
tạo ra một chùm tia điện tử. Sơ đồ khối của dao động kí điện tử một
chùm tia đơn giản đợc trình bày trên Hình 30. Nó gồm một đèn
hiện sóng, bộ khuếch đại dọc Y, bộ khuếch đại ngang X, bộ tạo
quét răng ca và bộ nguồn cung cấp điện cho toàn bộ dao động kí
điện tử.

Hình 30. Sơ đồ khối của dao động kí điện tử một chùm tia
Trong sơ đồ này, đèn hiện sóng là bộ phận quan trọng nhất
của dao động kí điện tử, nó đợc vẽ trên Hình 31.
10

Hình 31. Cấu tạo của đèn hiện sóng trong dao động kí điện tử
Đèn hiện sóng gồm có sợi đốt f, catốt C, lới G, anốt A
1
, anốt
A
2

, phiến lái tia dọc P
Y
, phiến lái tia ngang P
X
, màn sáng và bộ
nguồn cung cấp điện cho toàn bộ máy.
Sợi đốt f đợc đốt nóng nhờ một hiệu điện thế và làm các
êlectrôn bứt ra. Lới G có dạng hình ống bao quanh catốt và có
nhiều lỗ. Lới G này có điện áp âm so với catốt, điện áp này
khoảng vài chục vôn nên có tác dụng làm giảm tốc đối với các
êlectrôn bay tới màn sáng. Anốt A
1
có điện áp dơng so với catốt.
Anốt A
2
có điện áp dơng (khoảng 500V tới vài nghìn vôn) lớn hơn
điện áp anốt A
1
vài lần. Điện áp dơng lớn của các anốt tạo nên
điện trờng tăng tốc của các êlectrôn bay về phía màn với vận tốc
rất lớn. Các anốt này còn có tác dụng hội tụ các êlectrôn thành tia
êlectrôn. Song anốt A
1
có tác dụng hội tụ các tia êlectrôn nhiều hơn
nên trong thực tế, khi sử dụng dao động kí điện tử, xoay núm điều
chỉnh điện áp anốt A
1
(tên là núm Focus), ta có thể thay đổi độ hội
tụ (to hay nhỏ) của tia đập vào màn sáng, làm cho vết sáng quan sát
thấy trên màn nhoè hoặc nét.

11
Vì các điện áp đa vào hai phiến Y và hai phiến X phải lớn
tới hàng trăm vôn mới có thể điều khiển đợc tia êlectrôn lệch hết
chiều dọc và chiều ngang của màn sáng nên trong cấu tạo của dao
động kí điện tử phải có bộ khuếch đại dọc và bộ khuếch đại ngang
để khuếch đại các điện áp đó trớc khi đa chúng vào hai phiến Y
và hai phiến X. Còn màn sáng là màn làm bằng thuỷ tinh, mặt bên
trong đợc phủ bằng chất mà nguyên tử của chất đó dễ chuyển
sang trạng thái kích thích khi nhận đợc năng lợng do các
êlectrôn bay tới truyền cho, để rồi sau đó khi trở về trạng thái cũ thì
phát ra phôton.
Với cấu tạo nh trên nên nguyên tắc hoạt động của dao động
kí điện tử nh sau: khi đốt nóng catốt C (tức là khi bật máy), các
êlectrôn đợc phát ra. Do các anốt A
1
và A
2
có điện áp dơng rất
cao nên kéo các êlectrôn qua lới và tập trung chúng thành các tia
nhỏ bắn về phía màn sáng, tạo thành các điểm sáng mà ta có thể
quan sát thấy trên màn. Do điện trờng giữa lới G và catốt có tác
dụng làm giảm tốc đối với những êlectrôn phát ra từ catốt nên khi
điện áp của G càng âm so với catốt thì số điện tử bay qua lỗ lới
càng ít. Nếu điện áp âm này vợt quá một giới hạn nào đó thì toàn
bộ điện tử sau khi bay ra đều bị đẩy trở lại catốt, lúc đó màn hình
hoàn toàn tối. Vì vậy, bằng cách điều chỉnh điện áp lới G nhờ một
núm gọi là núm độ sáng (Bright), ta sẽ tạo nên đợc các độ sáng tối
khác nhau trên màn.
12
Nếu trên hai phiến Y và hai phiến X không có chênh lệch

điện áp, tia êlectrôn phát ra từ catốt sau khi qua lới G sẽ đợc tăng
tốc nhờ các điện áp dơng của các anốt A
1
, A
2
và bay thẳng đến
giữa tâm màn, tạo ra chấm sáng tại đó. Nếu ta nối vào hai phiến Y
một tín hiệu có hiệu điện thế không đổi thì tức khắc tia điện tử sẽ bị
di chuyển theo chiều dọc, nghĩa là sẽ dịch lên hay dịch xuống (dịch
về phía bản có điện áp cao hơn). Lúc đó, trên màn có một chấm
sáng (cao hoặc thấp hơn tâm màn). Bây giờ, tín hiệu điện cần
nghiên cứu lại dao động theo thời gian thì chấm sáng trên màn
cũng sẽ dao động lên xuống, đúng nh dạng dao động của tín hiệu
đó. Quan sát dao động của chấm sáng trên màn cho ta biết qui luật
biến đổi điện áp của tín hiệu theo thời gian. Tơng tự nh vậy, khi
đa vào hai phiến X một hiệu điện thế thay đổi thì tia êlectrôn lại
bị dịch sang phải hay sang trái. Nhng trong thực tế, ngời ta đa
vào hai phiến X dao động kí êlectrôn một điện áp biến đổi có dạng
răng ca (gọi là điện áp quét- Hình 32 ) để các tia êlectrôn luôn bị
quét bắt đầu từ trái màn hình sang phải màn hình. Tới bên phải thì
tia trớc tắt, tia sau lại xuất hiện bắt đầu từ bên trái và lại đợc quét
sang bên phải. Ta có thể điều chỉnh vị trí xuất phát và vị trí cuối
của các tia này.

13
Hình 32. Điện áp dạng răng ca
Nh vậy, khi chịu tác động đồng thời của điện áp tín hiệu cần
nghiên cứu (đặt vào hai phiến Y) và điện áp quét (đặt vào hai phiến
X), tia điện tử sẽ vẽ trên màn hình một đờng cong (đồ thị) có dạng
sóng mà trục tung là biên độ của điện áp cần nghiên cứu, còn trục

hoành là trục thời gian. Khi điều chỉnh tần số của điện áp quét bằng
(hoặc nhỏ hơn n lần) tần số của tín hiệu thì trên màn hình cho ta
một (hoặc n) chu kỳ của tín hiệu.
Quan sát đờng cong trên màn sẽ cho ta biết dạng tín hiệu
cần nghiên cứu, tìm ra qui luật của nó.
b. Dao động kí điện tử hai chùm tia
Trong nghiên cứu, nhiều khi ta cần quan sát đồng thời dạng
của hai tín hiệu một lúc, để có thể so sánh chúng. Ví dụ nh: cần
quan sát đồng thời dạng của điện áp đặt trên một mạch điện và
dạng của dòng điện đi qua mạch điện đó. Dao động kí điện tử một
chùm tia không đáp ứng đợc yêu cầu đó. Vì vậy, ngời ta đ chế
tạo ra dao động kí điện tử hai chùm tia.
Cấu tạo của dao động kí điện tử hai chùm tia khác dao động
kí điện tử một chùm tia ở ống phóng tia điện tử. Thực chất đây là
hai ống phóng tia điện tử một chùm tia đợc đặt trong cùng một
ống thuỷ tinh và chung một màn sáng. Hình 33 là sơ đồ khối của
dao động kí điện tử hai chùm tia.
14

Hình 33. Sơ đồ khối của dao động kí điện tử hai chùm tia
Nguyên tắc hoạt động của dao động kí điện tử hai chùm tia
giống hoàn toàn nguyên tắc hoạt động của dao động kí điện tử một
chùm tia. Tín hiệu cần nghiên cứu thứ nhất đợc đa vào hai phiến
lái tia dọc Y
1
, còn tín hiệu cần nghiên cứu thứ hai đợc đa vào hai
phiến lái tia dọc Y
2
. Cùng một điện áp quét răng ca đợc tạo ra
trong máy đặt lên đồng thời hai cặp phiến lái tia ngang X

1
và X
2
.
Mỗi một trong hai catốt phát ra một chùm tia êlectrôn độc lập.
Chùm tia êlectrôn này chịu tác dụng điều khiển của mỗi một điện
áp của tín hiệu cần đợc nghiên cứu và của điện áp quét răng ca
chung. Do vậy, mỗi một tia êlectrôn này sẽ dao động và quét độc
lập với nhau trên màn, tạo thành các đờng cong độc lập hiển thị
đồng thời trên màn.
Để tạo đợc sự đồng bộ đối với các dao động (tín hiệu) cần
nghiên cứu, ta phải điều chỉnh tần số của dao động quét nhờ một
núm có tên viết trên máy là TIME/ DIV.
15
Trớc khi tín hiệu đặt vào hai bản Y
1
và hai bản Y
2
, từng tín
hiệu có thể đợc khuếch đại độc lập sao cho việc quan sát đợc
thuận lợi bằng cách sử dụng núm CH1 VOLS/ DIV (cho tín hiệu
vào Y
1
) và núm CH2 VOLS/ DIV (cho tín hiệu vào Y
2
).
Hầu hết các dao động kí điện tử đang đợc sử dụng ngày nay
là dao động ký điện tử hai chùm tia.
2.2. Sử dụng dao động kí điện tử trong dạy học vật lí
Hiện nay, dao động kí điện tử đợc sử dụng rất nhiều trong

dạy học vật lí vì nó có các chức năng u việt sau:
- Dùng để đo nhiều đại lợng vật lí khác nhau nh: điện trở,
điện dung, độ tự cảm, hiệu điện thế, độ lệch pha, tần số, hệ số
khuếch đại của một tầng khuếch đai hoặc của máy khuếch đại
- Là máy đo có độ chính xác rất cao (vì dao động kí điện tử
có điện trở rất lớn).
- Có thể đo đợc các đại lợng vật lí có độ lớn khá nhỏ (do
dao động kí điện tử có bộ khuếch đại dọc khá mạnh).
- Giúp ta quan sát đợc các dao động điều hoà, dao động tắt
dần, đờng đặc trng von-ampe của đèn điện tử, tranzito
- Giúp ta quan sát đợc các quá trình điện từ biến đổi nhanh.
- Giúp ta nghiên cứu đợc các quá trình điện có tần số từ vài
Héc đến hàng triệu Héc do bên trong máy có bộ phận phát xung
răng ca để quét tia êlectrôn theo chiều ngang có dải tần số có thể
thay đổi từ vài Héc đến vài chục Kilohéc.
16
- Dao động kí điện tử hai chùm tia cho phép nghiên cứu đồng
thời hai quá trình điện (ví dụ 2 điện áp ) thuận tiện cho việc so
sánh, đối chiếu.
- Có thể dùng dao động kí điện tử để nghiên cứu các loại dao
động khác, không phải là dao động điện (ví dụ nh: dao động âm,
hiện tợng nhiễu xạ, giao thoa ) bằng cách biến đổi chúng thành
các dao động điện rồi đa các tín hiệu của dao động điện này vào
đầu vào của dao động kí điện tử.
Sau đây là một số ví dụ điển hình nhờ sự hỗ trợ của dao động
kí điện tử, ta có thể khảo sát một số hiện tợng vật lí mà bằng các
thiết bị truyền thống không thể thực hiện đợc.
1. Sử dụng dao động kí điện tử trong dạy học "Dòng điện
xoay chiều"
Sử dụng dao động kí điện tử hai chùm tia, có thể biểu thị trên

màn hình dao động kí điện tử đồ thị diễn tả mối quan hệ về pha
giữa dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch hoặc chỉ có điện
trở thuần, hoặc chỉ có tụ điện, hoặc chỉ có cuộn cảm hoặc có cả 3
linh kiện trên. Sau đây, trình bày việc sử dụng dao động kí điện tử
để biểu thị một số mối quan hệ trên.
a) Biểu thị mối quan hệ về pha giữa hiệu điện thế và dòng
điện ở hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện (Hình 34)
17

Hình 34. Sơ đồ mạch điện để nghiên cứu mối quan hệ u, i
giữa hai đầu đoạn mạch chứa tụ điện
Vì dòng điện đi qua tụ C cũng chính là dòng điện đi qua điện
trở R và cũng tỉ lệ với điện áp U
R
nên khi đa tín hiệu điện áp trên
hai đầu điện trở R vào kênh 1 của dao động kí điện tử sẽ cho ta
dạng tín hiệu của dòng điện qua R , cũng tức là qua C. Còn khi đa
tín hiệu giữa hai đầu bản tụ C vào lối vào kênh 2 của dao động kí
điện tử sẽ cho ta dạng đồ thị của hiệu điện thế trên hai bản tụ điện
C trên màn hình.
Chú ý rằng: hiệu điện thế xoay chiều đặt vào mạch điện (U~)
với độ lớn khoảng 5V~ có thể lấy từ biến thế học sinh hay từ máy
phát âm tần. Sau khi điều chỉnh các núm trên dao động kí điện tử
để quan sát rõ đồ thị dòng điện qua R và hiệu điện thế trên C thì có
thể xác định ngay đợc độ lệch pha giữa hiệu điện thế trên bản tụ
so với dòng điện.
Trong thí nghiệm này, còn có thể minh họa sự phụ thuộc của
dòng điện trong mạch vào và C theo biểu thức đ rút ra từ lí
thuyết: I
0

= .C .U
0
(trong đó I
0
và U
0
là các biên độ cực đại của
dòng điện và điện áp) cũng nh sự phụ thuộc của dung kháng mạch
điện vào giá trị của C trong biểu thức Z
C
= 1/ .C ). Để minh hoạ
18
các mối liên hệ này, ta thay đổi giá trị (bằng cách thay biến thế
học sinh bởi máy phát âm tần), rồi thay đổi điện dung C của tụ. Khi
đó, quan sát trên màn hình dao động kí điện tử, ta sẽ thấy biên độ
đờng hình sin (mô tả dòng điện) thay đổi tỉ lệ thuận với giá trị của
và C.

b) Biểu thị mối quan hệ về pha giữa hiệu điện thế và dòng
điện ở hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn cảm (Hình 35)

Hình 35. Sơ đồ mạch điện để nghiên cứu mối quan hệ u, i
giữa hai đầu đoạn mạch chứa cuộn cảm
Vì dòng điện đi qua điện trở R cũng chính là dòng điện đi
qua cuộn cảm L và cũng tỉ lệ với điện áp U
L
nên khi đa tín hiệu
điện áp trên hai đầu điện trở R vào kênh 1 của dao động kí điện tử,
ta sẽ thu đợc dạng tín hiệu của dòng điện qua R, cũng tức là qua
L. Còn khi đa tín hiệu giữa hai đầu cuộn cảm L vào lối vào kênh 2

của dao động kí điện tử, ta sẽ thu đợc dạng đồ thị của hiệu điện
thế trên hai đầu cuộn cảm L trên màn hình.
Sau khi điều chỉnh các núm trên dao động kí điện tử để quan
sát rõ đồ thị dòng điện qua R và hiệu điện thế trên L, có thể xác
định ngay đợc độ lệch pha giữa hiệu điện thế trên hai đầu cuộn
cảm so với dòng điện.
19
Cũng nh thí nghiệm trên, trong thí nghiệm này, có thể minh
hoạ sự phụ thuộc của dòng điện trong mạch vào và L theo biểu
thức đ rút ra từ lí thuyết: I
0
= U
0
/ .L cũng nh sự phụ thuộc của
cảm kháng mạch điện vào giá trị của L trong biểu thức Z
L
= .L.
Để minh hoạ các sự phụ thuộc này, ta thay đổi giá trị (bằng cách
dùng máy phát âm tần thay cho biến thế học sinh), rồi thay đổi các
cuộn cảm có giá trị L khác nhau. Khi đó, quan sát trên màn hình
dao động kí điện tử, ta sẽ thấy biên độ đờng hình sin (mô tả dòng
điện) thay đổi tỉ lệ nghịch với giá trị của và L.
c) Biểu thị mối quan hệ về pha giữa hiệu điện thế và dòng
điện ở hai đầu đoạn mạch có cả điện trở, tụ điện và cuộn cảm
(Hình 36)

Hình 36. Sơ đồ mạch điện để nghiên cứu mối quan hệ u, i
giữa hai đầu đoạn mạch chứa R, L, C
Trong thí nghiệm này, hiệu điện thế xoay chiều (U~) đa vào
mạch đợc lấy từ máy phát âm tần. Vì dòng điện đi qua điện trở R

cũng chính là dòng điện đi qua cuộn cảm L, tụ điện C nên khi đa
tín hiệu điện áp trên hai đầu điện trở R vào kênh 1 của dao động kí
điện tử, ta sẽ thu đợc dạng tín hiệu của dòng điện qua R , cũng tức
20
là qua L và C. Còn khi đa tín hiệu giữa hai đầu mạch có R, L và C
vào lối vào kênh 2 của dao động kí điện tử sẽ cho ta dạng đồ thị
của hiệu điện thế trên hai đầu mạch đó.
Sau khi điều chỉnh các núm trên dao động kí điện tử để quan
sát rõ đồ thị dòng điện qua R và hiệu điện thế trên mạch RLC thì
có thể xác định ngay đợc độ lệch pha giữa hiệu điện thế trên mạch
RLC so với dòng điện.
Trong thí nghiệm này, ta có thể minh hoạ hiện tợng cộng
hởng trong mạch RLC nh sau: chọn giá trị của L, C và tần số f
của tín hiệu từ máy phát âm tần sao cho quan sát trên màn hình
thấy đồ thị dòng điện và hiệu điện thế cùng pha với nhau, khi đó ta
có hiện tợng cộng hởng. Để làm đợc điều đó, ta có thể giữ
nguyên hai trong ba đại lợng L, C và f, chỉ thay đổi một đại lợng
thôi. Trong thực tế, ta có thể thay đổi giá trị L bằng cách thay đổi
vị trí lõi sắt trong cuộn cảm, thay đổi giá trị C bằng cách dùng tụ
xoay và thay đổi giá trị f bằng cách sử dụng máy phát âm tần có
thể điều chỉnh tần số.
d) Xác định điện dung C của tụ điện hay độ tự cảm L của
cuộn dây
Các dụng cụ đo thông thờng nh am pe kế, von kế thờng
không dùng để xác định độ tự cảm L của cuộn dây hay điện dung C
của tụ điện. Để xác định các giá trị đó tơng đối chính xác, ta có
thể dùng dao động kí điện tử.
21
Ta biết rằng: trong mạch RLC, có hiện tợng cộng hởng xảy
ra khi .L = 1/ . C. Từ đây, ta có thể tính L qua và C: L = 1/

2
.C hay tính C qua và L: C = 1/
2
.L. Lúc đó, dòng điện trong
mạch có giá trị cực đại và nó cùng pha với hiệu điện thế. Nhờ dao
động kí điện tử ta có thể quan sát đợc rõ ràng hai hiện tợng này
trên màn hình (nh đ trình bày ở các phần trên).
Vậy, để xác định đợc L (hoặc C), ta chỉ cần có một dao
động kí điện tử, một máy phát âm tần và một tụ điện đ biết điện
dung C
0
(hoặc một cuộn cảm đ biết cảm kháng L
0
). Sơ đồ thí
nghiệm để xác định L và C đợc biểu diễn trên Hình 37.

Hình 37. Sơ đồ mạch điện để xác định L và C
Khi khoá K để ở vị trí 1, điều chỉnh tần số của máy phát âm
tần sao cho quan sát thấy hiện tợng cộng hởng trong mạch RLC,
tức là quan sát thấy đồ thị dòng điện (tại kênh 1) là cực đại, hay
quan sát thấy đồ thị dòng điện (tại kênh 1) và hiệu điện thế (tại
kênh 2) cùng pha với nhau. Đọc số chỉ giá trị tần số trên máy phát
22
âm tần, đ biết điện dung tụ điện C
0
, ta tính ngay đợc giá trị của
L theo biểu thức trên (với = 2 f ).
Trong sơ đồ trên, khi đ biết L, chuyển khoá K về vị trí 2 và
làm tơng tự nh trên để quan sát thấy hiện tợng cộng hởng. Lại

đọc số chỉ giá trị tần số trên máy phát âm tần. Vì đ biết giá trị của
L, ta tính ngay đợc giá trị của điện dung tụ điện C
x
.
Trên thực tế, có thể dùng am-pe kế, von kế, điện trở mẫu hay
tụ điện mẫu và dòng điện xoay chiều 50 Hz để xác định độ tự cảm
L của cuộn dây hay điện dung C của tụ điện. Tuy nhiên, sử dụng
máy phát âm tần và dao động kí điện tử cho ta kết quả chính xác
hơn. Hơn nữa, với dao động kí điện tử, khi đ lắp đặt thí nghiệm
xong, ta chỉ cần điều chỉnh tần số máy phát âm tần để quan sát thấy
hiện tợng cộng hởng.
e) Nghiên cứu sự chỉnh lu dòng điện xoay chiều
Dao động kí điện tử là một phơng tiện quí báu để minh họa
một cách hết sức trực quan và khách quan hình dạng dòng điện
xoay chiều sau khi đợc chỉnh lu. Sơ đồ mạch điện chỉnh lu nửa
chu kì, chỉnh lu cả chu kì và chỉnh lu cả chu kì có bộ lọc đựơc
trình bày ở Hình 38.
Trên màn hình của dao động kí điện tử, ta sẽ thấy các hình
ảnh về hình dạng dòng điện xoay chiều sau khi đợc chỉnh lu
tơng ứng (Hình 39).
23



Hình 38. Sơ đồ mạch điện chỉnh lu nửa chu kỳ (a), chỉnh lu
cả chu kỳ (b) và chỉnh lu có bộ lọc (c) dòng điện xoay chiều
Hình 39. Dòng điện xoay chiều (a) sau khi đ đợc chỉnh lu
nửa chu kì (b) và chỉnh lu cả chu kì (c)
2. Sử dụng dao động kí điện tử trong dạy học "Sóng âm"
Các hiện tợng về dao động và sóng, trong đó có sóng âm là

một trong các hiện tợng khó hình dung trong quá trình nghiên cứu
ở chơng trình vật lí phổ thông. Một trong các nguyên nhân cơ bản
là do hiện tợng sóng âm không quan sát đợc. Hơn nữa, đến nay
trong thực tế dạy học vật lí ở trờng phổ thông, hầu hết các đại


a)



b)



c)
24
lợng vật lí cơ bản đặc trng cho quá trình sóng âm nh: biên độ,
tần số, bớc sóng, vận tốc truyền sóng chỉ đợc trình bày trên
phơng diện lí thuyết, chứ không đợc trình bày hay xác định bằng
thí nghiệm.
Khó khăn cơ bản ở đây trớc hết là về mặt kĩ thuật trong việc
chuyển các quá trình cơ học không quan sát đợc sang các quá
trình điện học có thể quan sát đợc nhờ các thiết bị đo điện, ví dụ
nh nhờ dao động kí điện tử hay nhờ máy vi tính và các thiết bị
ghép nối với nó.
Sau đây là một số phơng án thí nghiệm có sự hỗ trợ của dao
động kí điện tử nhằm chuyển việc nghiên cứu các quá trình âm học
sang nghiên cứu các quá trình điện học trong việc nghiên cứu sóng
âm. Giáo viên có thể sử dụng các thí nghiệm này trong dạy học đề
tài sóng âm, góp phần đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức

về sóng âm cũng nh phát triển t duy khoa học của học sinh.
a) Biểu diễn dạng dao động cơ học của sóng âm
Để nghiên cứu các đại lợng đặc trng cho sóng âm, trớc hết
cần phải mô tả đợc dạng dao động cơ học gây bởi sóng âm. Do
không thể trực tiếp quan sát các dao động của sóng âm nên cần
phải chuyển việc quan sát các dao động cơ học này sang việc quan
sát các dao động điện do chính các dao động cơ học gây ra. Để làm
điều đó, ta có thể tiến hành nh sau: sóng âm từ một nguồn âm (ví
dụ nh từ một âm thoa hay máy phát âm tần nối với loa ) đợc
truyền tới một micro (thờng đặt vuông góc với phơng truyền
25
sóng âm). Tại ống nói, dao động cơ học đợc biến đổi thành dao
động điện. Nếu dao động điện này đủ khoẻ và đợc đa vào lối vào
của dao động kí điện tử thì trên màn hình của dao động kí điện tử
sẽ cho ta hình ảnh về dao động của sóng âm. Sơ đồ thí nghiệm để
thu đợc trên màn hình dao động kí điện tử hình ảnh về dao động
của sóng âm đợc trình bày ở Hình 40.

Hình 40. Sơ đồ thí nghiệm biểu diễn dạng dao động của sóng
âm nhờ dao động kí điện tử
Trong sơ đồ này, có thể thay máy phát âm tần và loa bằng
một âm thoa. Để thí nghiệm thu đợc hình ảnh tốt thì các nguồn
âm phải tạo ra âm có âm lợng lớn, độ nhạy của ống nói phải cao
và các bộ khuếch đại dọc, ngang của dao động kí điện tử phải có
công suất lớn. Hơn nữa, ống nói trong thí nghiệm này là ống nói
kiểu điện động. Đối với kiểu ống nói khác thì để biến dao động của
sóng âm thành dao động điện tại ống nói, ta cần nối tiếp nó với một
nguồn điện một chiều.
Hình 41 thu đợc trên màn hình dao động kí điện tử cho ta
hình ảnh về dao động của sóng âm của một âm có cùng độ cao

nhng do các nguồn âm khác nhau gây ra.