rèn luyện kỹ năng giải bài tập vật lý chương 5 sóng ánh sáng, vật lý 12 nâng cao

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƢ PHẠM
BỘ MÔN SƢ PHẠM VẬT LÝ

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ
CHƢƠNG 5 SÓNG ÁNH SÁNG - VẬT LÝ 12 NÂNG CAO

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: SƢ PHẠM VẬT LÝ
Chuyên ngành: SƢ PHẠM VẬT LÝ - CÔNG NGHỆ

Giáo viên hƣớng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Thầy Bùi Quốc Bảo

Trần Tố Anh
MSSV: 1117576
Lớp: TL1192A1

Cần Thơ, năm 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện. Các số liệu,
kết quả phân tích trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong
bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây.
Mọi tham khảo, trích dẫn đều được chỉ rõ nguồn trong danh mục tài liệu tham khảo
của luận văn.

Cần Thơ, ngày 27 tháng 4 năm 2015
Tác giả

Trần Tố Anh


MỤC LỤC
Phần I: Mở đầu………………………………………………………….……………...1
1. Lý do chọn đề tài ……………………………………………………………….…….1
2. Mục đích đề tài………………………………………………………………………..1
3. Nhiệm vụ nghiên cứu …………………………………………………………………1
4. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………….….…..2
5. Các chữ viết tắt trong luận văn………………………………………………….….….2
Phần II: Nội dung………………………………………………………………….……3
Chương I: Cơ sở lý thuyết của đề tài …………………………………………….….…...3
1. Rèn luyện kỹ năng giải BTVL cho học sinh …………………………………….……3
1.1. Khái niệm về BTVL……………………………………………………….…..…….3
1.2. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập……………………………..……….………3
1.3. Tác dụng của BTVL trong dạy học vật lý…………………………..……………….3
2. Phân loại BTVL……………………………………………………….………………4
2.1 Phân loại theo nội dung………………………………………………………………4
2.2 Phân loại theo phương thức giải……………………………………..………….……5
2.3 Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kỹ năng phát triển tư duy học sinh.………………6
3. Cơ sở định hướng giải BTVL………………………………………..………….….….6
3.1 Hoạt động giải BTVL………………………………………………………….….….6
3.2 Các bước tiến hành giải BTVL……………………………………………….….…...6
4. Quá trình giải bài tập theo phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp……..…7
4.1 Khái quát chung hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập………..7
4.2 PPPT………………………………………………………………………….……....8
4.3 PPTH……..…………………………………………………………………….…….9

4.4 Phối hợp PPPT và PPTH………………………………………………………..……9
5. Hướng dẫn học sinh giải BTVL……………………………..………………….……..10
5.1 Kiểu hướng dẫn Angôrit ..…………………………………………………….……..10
5.2 Kiểu hướng dẫn gợi ý tìm kiếm (Ơrixtic)………………………………………...…10
6. Các kỹ năng, kỹ xảo, thói quen cần hình thành cho học sinh…………………..……11
6.1 Kỹ năng của học sinh trong giải BTVL……………………………………….….…11
6.2 Kỹ xảo của học sinh trong giải BTVL………………………………………………11
6.3 Thói quen của học sinh trong giải BTVL……………………………………..….…11
Chương II: Vận dụng của đề tài…………………………………………………..…..…12
1.Một số nhận xét về BTVL của chương…..……………………………………..…..…12
2. Kiến thức cơ bản của chương Sóng ánh sáng………………………………………...12
2.1 Tán sắc ánh sáng………………………………………………………………….....12
2.2 Nhiễu xạ ánh sáng………………………………………………………….………..13
2.3 Giao thoa ánh sáng…………………………………………………………………..13
2.4 Máy quang phổ…………………………………………………………..…………..14
2.5 Các loại quang phổ…………………………………………………………………..15
2.6 Phân tích quang phổ……………………………………………………..…….…….16
i


2.7 Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X…………………………………………….……..16
2.8 Thuyết điện từ ánh sáng………………………………………………….…..…..…..17
2.9 Thang sóng điện từ…………………………………………………….…………..…17
3. Một số dạng toán điển hình và phương pháp giải…………………………………......18
3.1 Dạng toán 1: Tán sắc ánh sáng. Quang phổ ánh sáng trắng……………..……….….18
3.2 Dạng toán 2: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc…………………………………..…....22
3.3 Dạng toán 3: Giao thoa với ánh sáng phức tạp (gồm nhiều thành phần
đơn sắc hoặc ánh sáng trắng).………………..…………………………………….……27
3.4 Dạng toán 4: Xác định vân (vân sáng hoặc vân tối) hay bước sóng ánh
sáng tại điểm M bất kỳcó vị trí x0………...……………………………………………...32

3.5 Dạng toán 5: Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa quan sát…………37
3.6 Dạng toán 6: Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm MN (xM < xN)…………..42
3.7 Dạng toán 7: Dịch chuyển của hệ vân giao thoa…………………….…………….…46
Phần III. Kết luận………………………………………………………………………51
1.Những kết quả chính của đề tài…………………………………………………….…..51
2. Những tồn tại và hướng khắc phục…………………………………………….…...…51
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………..….…..53

ii


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Chúng ta đang sống trong trong thời đại của sự bùng nổ tri thức khoa học và công
nghệ. Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ 21 phải là một xã hội dựa vào tri thức, vào tư duy
sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con người. Trong xã hội biến đổi nhanh chóng như
hiện nay, người lao động cũng phải biết luôn tìm tòi kiến thức mới và trau dồi năng lực
của mình cho phù hợp với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật. Lúc đó người lao động
phải có khả năng tự định hướng và tự học để thích ứng với đòi hỏi mới của xã hội. Chính
vì vậy, mục đích giáo dục hiện nay ở nước ta và trên thế giới không chỉ dừng lại ở việc
truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kĩ năng loài người đã tích lũy được trước đây,
mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri thức
mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới sao cho phù hợp.
Rèn luyện năng lực tự suy nghĩ và truyền thụ kiến thức cho học sinh là vấn đề quan
trọng trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng. Để việc dạy và học đạt

kết quả cao thì người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực của học sinh, chọn lựa
phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa
phát triển nhận thức. Việc giải bài tập Vật lý không những nhằm mục đích giải toán, mà
nó còn có ý nghĩa to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức,
kĩ năng tính toán, suy luận logic để giải quyết những vấn đề trong thực tế cuộc sống.
Trong quá trình dạy học bài tập vật lý, vai trò tự học của học sinh là rất cần thiết. Để giúp
học sinh có khả năng tự học, người giáo viên phải biết lựa chọn bài tập sao cho phù hợp,
sắp xếp chúng một cách có hệ thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng
dẫn cho học sinh cách giải để tìm ra được bản chất vật lý của bài toán vật lý.
Chương “Sóng ánh sáng” là một trong những chương quan trong của chương trình
vật lý 12. Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài
tập định lượng của chương này đối với học sinh thật không dễ dàng. Chính vì vậy, đề tài
“Rèn luyện kỹ năng giải bài tập vật lý (chƣơng Sóng ánh sáng lớp 12 chƣơng trình
nâng cao) ” sẽ giúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải của từng dạng
toán và định hướng để học sinh giải chi tiết từng dạng toán, từ đó giúp học sinh có thể
hiểu rõ hơn về chương sóng ánh sáng. Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học sinh có
thể được rèn luyện về kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy sáng tạo và năng lực tự làm
việc của bản thân.

2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Xây dựng hệ thống bài tập định lượng chương Sóng ánh sáng, và hướng dẫn phương
pháp giải các dạng bài tập của chương. Đồng thời, vận dụng hệ thống bài tập này để rèn
luyện kỹ năng giải bài tập định lượng của chương.

3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Phân loại được các bài tập chương Sóng ánh sáng trong chương trình Vật lý lớp 12
nâng cao. Từ đó đề ra phương pháp giải các dạng bài tập và cách định hướng tư duy cho
học sinh giải quyết các dạng bài tập.
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

1

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đọc sách và nghiên cứu tài liệu. Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ
thông: bao gồm sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao, sách bài tập, một số sách tham khảo
vật lý 12 về phần sóng ánh sáng. Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập giúp cho việc rèn
kĩ năng giải bài tập của học sinh phổ thông.
Lấy ý kiến của giảng viên.
Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù
hợp với nội dung, kiến thức của chương.

5. CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Viết tắt
AS
PP
PPPT
PPTH
VL
BT
BTVL
GV
HS

PPDH
SBT
SGK
NC
THPT
THCS

:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:

Viết đầy đủ
Ánh sáng
Phương pháp
Phương pháp phân tích
Phương pháp tổng hợp
Vật lý
Bài tập

Bài tập vật lý
Giáo viên
Học sinh
Phương pháp dạy học
Sách bài tập
Sách giáo khoa
Nâng cao
Trung học phổ thông
Trung học cơ sở

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

2

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

II. PHẦN NỘI DUNG

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1. RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BTVL CHO HỌC SINH
1.1.Khái niệm về BTVL
Trong dạy học, BTVL được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết
nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm, dựa trên các định luật và các
PPVL.[2]

1.2.Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập
BTVL có ý nghĩa quan trọng trong việc củng cố, mở rộng và hoàn thiện kiến thức.
Nó rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiến, nó đòi hỏi ở học
sinh hoạt động trí tuệ tích cực, tự lập và sang tạo, trong quá trình dạy học, BTVL được sử
dụng cho những mục đích khác nhau.[2]
1.3.Tác dụng của BTVL trong dạy học vật lý
- Giúp học sinh lĩnh hội vững chắc kiến thức vật lý:
 Những vấn đề trừu tượng đối với học sinh thì dùng bài tập vật lý để làm
sáng tỏ.
 Những vấn đề học sinh hiểu chưa đầy đủ thì dùng bài tập để hoàn thiện
kiến thức.
 Những vấn đề học sinh hay ngộ nhận về một nhận định thì ta dùng bài tập
để làm sáng tỏ.
 Để giải bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức có liên quan để
giải quyết. Khi giải quyết được bài tập thì kiến thức mới thực sự được hiểu
sâu sắc và trở thành vốn riêng của học sinh.
 Khi giải những bài tập định tính, học sinh phải vận dụng kiến thức đã học
để giải thích các hiện tượng vật lý xảy ra trong đời sống hay trong kỹ thuật.
Đối với bài tập định lượng, để thiết lập được các mối liên hệ, học sinh phải
phân tích bản chất hiện tượng vật lý để tìm ra các mối liên hệ có liên quan.
Điều này giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật, những khái niệm vật
lý.
 Thông qua bài tập, sách giáo khoa đã trình bày các kiến thức vật lý mới hay
hình thành phương pháp vật lý cho học sinh dưới dạng bài tập. Điều này đã
mang lại hiệu quả về mặt nhận thức.
BTVL là phương tiện để ôn tập và củng cố kiến thức
 Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các khái niệm, các định luật có liên
quan, học sinh phải đào sâu một số khía cạnh nào đó của kiến thức.
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

3

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

-

-

-

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

 Sau một bài học thì dùng bài tập để củng cố: bài tập định tính để giải thích
các hiện tượng vật lý, bài tập trắc nghiệm để kiểm tra nhanh kiến thức, bài
tập định lượng để thực hiện tính toán đơn giản ( tránh những bài tập chỉ
nhập vào công thức đưa ra kết quả)
 Sau một chương thì sử dụng những bài tập tổng hợp, liên quan đến nhiều
kiến thức của chương.
 Thông qua bài tập, giáo viên sẽ hệ thống lại những quy tắc, công thức,
những định luật vật lý,… nhằm ôn tập và củng cố kiến thức cho học sinh.
BTVL là phương tiện để phát triển tư duy và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu
khoa học cho học sinh.
 Bài tập là tình huống có vấn đề để kích thích hoạt động tư duy. Giải bài tập
sẽ rèn luyện các thao tác tư duy cho học sinh: phân tích, tổng hợp,… ; phát
triển tư duy logic (suy luận); phát triển tư duy sáng tạo (giải quyết các tình
huống mới)…

 Giải bài tập là hình thức làm việc tự lực của học sinh, các em phải tư duy,
xây dựng, lập luận, tự tìm phương pháp giải và ngày càn tích lũy kinh
nghiệm. Thông qua giải bài tập sẽ hình thành phương pháp nghiên cứu, biết
phát hiện vấn đề, biết đề xuất phương án giải quyết và hình thành phương
pháp giải.
BTVL là phương tiện để học sinh liên hệ kiến thức vào thực tiễn đời sống và kỹ
thuật
 Khi giải các bài tập định tính mà các "vấn đề" của bài tập gắn liền với kỹ
thuật hay thực tiến đời sống, học sinh có dịp vận dụng kiến thức đã học để
giải thích các hiện tượng vật lý trong đời sống, trong kỹ thuật, giúp học
sinh liên hệ kiến thức đã học vào thực tiễn.
 Khi giải quyết các bài toán định lượng mà các số liệu gắn liền với kỹ thuật,
hoặc các tình huống xuất phát từ kỹ thuật, học sinh có dịp tìm hiểu tính
năng tác dụng của các thiết bị, nắm được các thong số kỹ thuật…
BTVL là phương tiện để kiểm tra, đánh giá năng lực tư duy của học sinh
 BTVL được coi là thước đo sự lĩnh hội kiến thức vật lý của học sinh.
Thông qua bài tập, giáo viên sẽ đánh giá được mức độ thu nhận kiến thức
cũng như năng lực tư duy của học sinh. Với những bài toán tổng hợp thì
giáo viên đánh giá được cả bề rộng và chiều sâu của kiến thức
 Thông qua bài tập rèn luyện cho học sinh được những đức tính tốt: tinh
thần tự lập, tính cần cù cẩn thận và tinh thần vượt khó.

2. PHÂN LOẠI BTVL
2.1. Phân loại theo nội dung
- Bài tập có nội dung theo các đề tài của môn VL: người ta phân biệt các bài tập về
cơ học, vật lý phân tử, điện, v.v… Sự phân chia như vậy có tính quy ước. Vì kiến
thức sử dụng trong một bài tập không chỉ lấy từ một chương mà lấy từ nhiều phần
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

4

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

-

-

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

khác nhau của giáo trình. Việc phân chia mang tính thống kê, dùng làm tư liệu
trong quá trình giảng dạy.[1]
Bài tập có nội dung kỹ thuật: là những bài tập có nội dung chứa đựng những tư
liệu về kỹ thuật, về sản xuất công nông nghiệp, về giao thông liên lạc v.v… Bài
tập dạng này có tác dụng tốt trong việc hướng nghiệp cho học sinh.[1]
Bài tập có nội dung lịch sử: là những bài tập có đặc điểm lịch sử, những dữ liệu về
các thí nghiệm cổ điển, những phát minh sang chế hoặc những câu chuyện có tính
chất lịch sử. Những bài tập này có tác dụng ngoại khóa về lịch sử vật lý cho học
sinh.[1]

2.2. Phân loại theo phƣơng thức giải
- Bài tập định tính (bài tập câu hỏi)
 Đặc điểm: không cần tính toán (nếu có thì là phép tính nhẩm). Đa số yêu
cầu học sinh giải thích hiện tượng vật lý hoặc chứng minh một kết luận
 Hướng giải quyết: học sinh phân tích quá trình vật lý xảy ra trong kỹ thuật
hay trong tự nhiên để tìm ra các quy luật vật lý có liên quan, vận dụng lý
thuyết để giải thích các hiện tượng đó, hoặc dùng công thức để chứng minh

một kết luận nào đó.
 Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo
điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát
triển tư duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào
thực tiễn.
- Bài tập định lượng (bài tập tính toán)
 Đặc điểm:
+ Khi giải bài tập bắt buộc phải tính toán theo công thức, các định luật
vật lý. Tùy theo mức độ tính toán mà chia thành 2 loại: bài tập tập dược và
bài tập tổng hợp.
+ Với các bài tập tính toán tập dược, chủ yếu vận dụng công thức vừa
học để tính ra kết quả, thường được áp dụng cuối mỗi tiết học.
+ Với bài tập tính toán tổng hợp, học sinh phải thiết lập nhiều mối liên
hệ và các phép biến đổi toán học để giải quyết, thường dung để ôn tập.
 Hướng giải quyết: học sinh phải phân tích đề bài, xác định các dự liệu đã
cho và cái cần tìm, từ đó xác định các mối liên hệ với đại lượng cần tìm dựa
vào các quy luật vật lý, trên cơ sở đó, học sinh có thể tính toán các đại
lượng trung gian để xác định đại lượng cần tìm và cuối cùng là biện luận để
lấy kết quả phù hợp.
- Bài tập đồ thị: Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối
quan hệ hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị. Bài tập có 2 loại
 Loại 1: cho biết đồ thị để khai thác các dữ liệu từ đồ thị, từ đó xây dựng các
đại lượng.
 Loại 2: cho biết các dữ liệu rồi vẽ đồ thị và từ đồ thị xây dựng đại lượng
cần tìm.
- Bài tập thí nghiệm
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

5

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

 Đặc điểm: là bài tập khi giải phải làm thí nghiệm để lấy các số liệu cần thiết
cho việc giải bài tập.
 Hướng giải quyết: để giải bài tập, học sinh phải lập phương án thí nghiệm
và lắp ráp các thí nghiệm để lấy số liệu. Trên cơ sở có số liệu, dữa vào các
quy luật vật lý để tính toán ra các định lý cần tìm.
 Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để
giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Cho
nên phần vận dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nội
dung chính của bài tập thí nghiệm
2.3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kỹ năng phát triển tƣ duy học sinh
Có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo, bài tập nghiên cứu, bài tập
thiết kế
- Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tư duy sáng tạo
của học sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải đối với một loại
bài tập nhất định đã được chỉ dẫn
- Bài tập sáng tạo: trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức
đã học, học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ, không thể suy ra
một cách logic từ những kiến thức đã học
- Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao”
- Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làm như thế nào”.

3.CƠ SỞ ĐỊNH HƢỚNG GIẢI BTVL.

3.1. Hoạt động giải BTVL:
Các bài tập vật lý có nội dung rất phong phú và đa dạng. Vì vậy, phương pháp giải
chúng cũng đa dạng. Tuy nhiên, từ sự phân tích tư duy trong quá trình giải bài tập vật lý,
người ta cũng đưa ra những nét khái quát chung định hướng cho quá trình giải bài tập vật
lý nhằm mục đích:
- Định hướng tư duy học sinh khi tiến hành giải bài tập một cách khoa học.
- Giúp giáo viên kiểm tra hoạt động giải bài tập của học sinh và hướng dẫn học
sinh giải bài tập một cách hiệu quả
3.2. Các bƣớc tiến hành giải BTVL:
Nhìn chung, tiến hành giải bài tập trải qua bốn bước:
- Bước 1: Tìm hiểu đề bài
 Phân tích đề bài, ghi tóm tắt dữ kiện bài toán và cái cần tìm, thống
nhất đơn vị.
 Vẽ hình minh họa để làm rõ nghĩa đề bài.
- Bước 2: Xác lập các mối liên hệ
 Phân tích các giả thiết và yêu cầu của bài toán để tìm ra các quy luật
vật lý có liên quan, hoặc phân tích bản chất hiện tượng vật lý nêu
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

6

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

-

-

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

trong bài toán để tìm ra các mối liên hệ liên quan đến đại lượng cần
tìm.
 Lựa chọn những mối liên hệ sao cho việc tìm ra kết quả là ngắn gọn
nhất.
Bước 3: Suy luận giải để tìm ra kết quả
 Từ các mối liên hệ đã được xác lập, ta chọn những cách biến đổi toán
học sao cho sự suy luận giải tìm ra kết quả là ngắn nhất.
 Sự suy luận phải đảm bảo tính logic và khoa học, tức là những vấn đề
đưa ra trước là cơ sở lập luận cho vấn đề sau và các vấn đề đưa ra
phải có cơ sở khoa học.
Bước 4: Biện luận và trả lời kết quả
 Biện luận để lấy những kết quả phù hợp.
 Kiểm tra về đơn vị đã hợp lý chưa.
 Trả lời kết quả theo yêu cầu bài toán.

4. QUÁ TRÌNH GIẢI BÀI TẬP THEO PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ
PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP.
4.1. Khái quát chung hoạt động tƣ duy của học sinh trong quá trình giải bài tập.
Bài tập là tình huống có vấn đề để tư duy, hoạt động tư duy diễn ra bắt đầu từ khi
gặp tình huống có vấn đề và tiếp nhận vấn đề, từ đó tìm cách giải quyết các tình huống
cho đến khi giải quyết xong vấn đề.[9]
Các thao tác tư duy thường được sử dụng trong bài tập:
 Phân tích các tình huống đặt ra trong bài toán, phân tích các dữ kiện đã cho
và các yêu cầu để tìm các quy luật vật lý có liên quan.
 Trừu tượng hóa các yếu tố không liên quan để tìm các dấu hiệu, các tính chất
có liên quan đến vấn đề cần tìm.
 Tổng hợp các dữ kiện, các quy luật vật lý để xác lập các mối liên hệ.

 Cụ thể hóa các phương pháp suy luận để suy giải, hoặc so sánh các dấu hiệu
giống nhau để có sự lập luận tương tự.
 Khái quát hóa từ nhiều bài toán để rút ra phương pháp giải cho tường dạng
toán.
Đối với bài tập định lượng thì hoạt động tư duy chủ yếu lập các mối liên hệ liên
quan đến đại lượng cần tìm và luận giải để tìm ra kết quả.
Đối với bài tập định tính không cần phép tính toán nhưng phải phân tích các hiện
tượng vật lý để tìm ra các quy luật vật lý có liên quan, trên cơ sở đó dựa vào sự suy luận
logic để giải thích hiện tượng vật lý hoặc chứng minh một kết luận nào đó.
Các hoạt động tư duy được định hướng theo con đường nhất định để giải quyết bài
toán, đó chính là phương pháp tư duy. Dựa vào đặc trưng các thao tác tư duy được sử
dụng theo một trình tự logic mà ta phân ra: phương pháp phân tích (PPPT) và phương
pháp tổng hợp (PPTH).
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

7

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

4.2. PPPT.
Hoạt động tư duy trong phương pháp phân tích được định hướng như sau:
 Trước hết, tìm mối liên hệ giữa đại lượng cần tìm với các đại lượng trung
gian dựa vào các quy luật vật lý.
 Tìm mối liên hệ giữa đại lượng trung gian với đại lượng đã cho.

 Xác định đại lượng trung gian rồi tiến tới xác định đại lượng cần tìm
Sơ đồ PPPT
Định luật 1: x = f (y,z)
công thức 1

Định luật 2: y = f (a,p)
công thức 2

Định luật 4: z = f (c)
công thức 4

Định luật 3: p = f (b)
công thức 3

Kết quả
x = f (a,b,c)
Trong đó:
x là đại lượng cần tìm
p, y, z là những đại lượng không cho trực tiếp trong đề bài
a, b, c là những đại lượng đã cho
Theo định luật 1 hay công thức 1, ta có mối liên hệ giữa đại lượng x với một
đại lượng y, z nào đó. Ta nói x là một hàm số của y, z. Ta có: x=f(y,z)
Ta phải tìm định luật 2 hay công thức 2 nêu lên mối liên hệ giữa đại lượng y
chưa biết với đại lượng a đã cho trong bài, mối quan hệ đó là: y= f(a,p)
Vì đại lượng p chưa biết nên ta phải tìm định luật 3 hay công thức 3 xác định
mối quan hệ của p với đại lượng b đã cho. Cứ như thế tiếp tục, cuối cùng
thay vào công thức 1, ta tìm được kết quả: x=f(a,b,c)
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

8

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

4.3. PPTH.
Hoạt động tư duy trong phương pháp tổng hợp được định hướng như sau:
 Trước hết tìm mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho với các đại lượng trung
gian để làm cơ sở xác định đại lượng cần tìm
 Xác định liên hệ giữa đại lượng cần tìm với đại lượng trung gian.
 Kết hợp các mối liên hệ để xác định đại lượng cần tìm.
Sơ đồ PPTH

Định luật 1: p = f (b)
Công thức 1
Định luật 3: z = f (c)
Công thức 3
Định luật 2: y = f (a,p)
Công thức 2

Kết quả:
x = f (y,z) = f (a,b,c)

4.4. Phối hợp PPPT và PPTH.
Trong thực tế giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường
xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau.

Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm
phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian, thoạt mới
nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên quan đến tất cả những
điều đã cho. Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học
sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần,
làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương
pháp phân tích.
Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên nhân,
trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương pháp.
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

9

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

Tuy nhiên, nếu ban đầu lập luận ta dùng phương pháp phân tích, nhưng sau đó ta
dùng phương pháp tổng hợp để xác định đại lượng trung gian thì ta cũng coi đó là
phương pháp phân tích. Nếu ban đầu dùng phương pháp tổng hợp, nhưng sau đó lại dùng
phân tích để tìm các đại lượng trung gian thì ta cũng coi đó là phương pháp tổng hợp.

5. HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ.
5.1. Kiểu hƣớng dẫn Angôrit:
Angôrit là gì? Angôrit là một khái niệm toán học dung để chỉ bảng quy định chính
xác, và được hiểu một cách đơn giá về việc hoàn thành các thao tác nguyên tố theo một

trình tự xác định nhằm giải quyết một bài toán bất kỳ thuộc một loại hay một kiểu nào
đó.[1]
Hướng dẫn bài tập theo kiểu Angôrit là sự hướng dẫn hoạt động theo một mẫu có
sẵn. Thuật ngữ Angôrit trong việc giải bài tập được hiểu là một quy trình hành động, tức
là trình tự các thao tác tiến hành giải bài tập.
Cách hướng dẫn: Giáo viên xây dựng Angôrit giải cho một dạng bài tập nào đó gồm
trình tự các thao tác tiến hành và những lưu ý trong từng thao tác. Giáo viên chọn bài tập
cùng dạng để cho học sinh giải và kiểm tra kết quả để uống nắn những sai sót trong vận
dụng. Kiểu hướng dẫn Angôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương
pháp giải một bài toán điển hình theo yêu cầu của chương trình.
Ưu điểm: định hướng được tư duy học sinh theo một con đường vạch sẵn sẽ giúp
học sinh có kỹ năng giải các dạng bài toán cùng dạng.
Nhược điểm: học sinh có thói quen hành động theo mẫu nên hạn chế năng lực tư
duy của học sinh.
Yêu cầu khi hướng dẫn: giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải toán
để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic, khoa học. Học
sinh phải chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, vận dụng đúng công thức và
tính toán cẩn thận để giải được bài toán đã cho.
5.2. Kiểu hƣớng dẫn gợi ý tìm kiếm ( hƣớng dẫn Ơrixtic )
Hướng dẫn gợi ý tìm kiếm là kiểu hướng dẫn mà giáo viên chỉ cần gợi mở các vấn
đề học sinh tìm cách giải quyết, giáo viên chỉ có thể hướng dẫn một phần nào đó.[1]
Cách hướng dẫn: Giáo viên chọn bài tập mà có một bộ phận học sinh đã biết cách
giải quyết, còn một bộ phận hoàn toàn mới lạ. Giáo viên phải dùng hệ thống câu hỏi gợi ý
học sinh giải quyết từng vấn đề.
Ưu điểm: phối hợp hoạt động giữa giáo viên và học sinh một cách tích cực, thầy gợi
ý, trò tìm cách giải quyết. Điểu này tạo cho học sinh thói quen tiếp nhận các vấn đề và
tìm cách giải quyết vấn đề, từ đó rèn luyện năng lực tư duy của học sinh.
Nhược điểm: Do học sinh phải tự tìm cách giải quyết bài toán nên đôi khi cũng
không đảm bảo học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn. Phương pháp này không
thể áp dụng cho toàn bộ các đối tượng học sinh. Và hướng dẫn của giáo viên không phải

lúc nào cũng định hướng được tư duy của học sinh.

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

10

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

Yêu cầu khi hướng dẫn: Giáo viên phải chuẩn bị hệ thống câu hỏi gợi ý làm sao
định hướng được tư duy cho học sinh, học sinh phải tiếp cận được các vấn đề cần giải
quyết.

6. CÁC KỸ NĂNG, KỸ XẢO, THÓI QUEN CẦN HÌNH THÀNH CHO HỌC
SINH.
Kỹ xảo là các hành động mà các hợp phần cuả nó do luyện tập trở thành tự động
hóa.
Kỹ năng là khả năng con người thực hiện các hoạt động nhất định dựa trên việc sử
dụng các kiến thức và kỹ xảo đã có. Cơ sở tâm lý của kỹ năng là sự hiểu biết mối quan hệ
tương hổ giữa mục đích hoạt động, các điều kiện hoạt động và các cách thức thực hiện
hoạt động. Nhờ quá trình luyện tập, một số kỹ năng nhất định có thể trở thành kỹ xảo.
Thói quen là những thành phần đã tự động hóa của hoạt động, bao gồm các cách
thức, trình tự thực hiện hoạt động.
6.1. Kỹ năng của học sinh trong giải BTVL:
 Phân tích hiện tượng vật lý ở trong bài toán để tìm ra quy luật có liên quan.

 Tổng hợp các dữ kiện để đưa ra phương án giải quyết bài toán.
 Chọn những phép toán phù hợp để luận giải ngắn gọn.
 Khái quát hóa để xây dựng phương pháp giải cho một dạng toán.
6.2. Kỹ xảo của học sinh trong giải BTVL:
 Trong tóm tắt đề: nhanh chóng xác định được cái đã cho, cái cần tìm.
 Kỹ xảo thống nhất các đơn vị.
 Kỹ xảo lập phương trình từ các giả thiết bài toán.
 Kỹ xảo sử dụng các phép biến đổi toán học cơ bản.
 Kỹ xảo tính toán các biểu thức và các phép tính nhẩm đơn giản.
6.3. Thói quen của học sinh trong giải BTVL:

Cân nhắc các điều kiện đã cho để không hiểu sai vấn đề.

Phân tích tình huống trong bài tập.

Biểu diễn tình huống Vật Lý trên hình vẽ.

Lập các phương trình mà từ đó đưa ra các đại lượng cần tìm.

Chuyển các đơn vị đo về thống nhất đơn vị của các đại lượng Vật Lý

Tính toán có chú ý đến độ chính xác các đại lượng.

Kiểm tra kết quả tính toán và biện luận lấy kết quả phù hợp.

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

11

SVTH: Trần Tố Anh

Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

CHƢƠNG II: VẬN DỤNG CỦA ĐỀ TÀI
1. MỘT SỐ NHẬN XÉT VỀ BTVL CỦA CHƢƠNG.
Kiến thức trong phần Sóng ánh sáng học sinh đã được học một phần trong chương
trình THCS, nên các em đã biết một số khái niệm và làm quen với một số dạng bài tập
đơn giản.
Các bài tập trong SGK 12 NC sử dụng kết hợp cả bài tập trắc nghiệm và tự luận.
Trong phạm vi đề tài em chỉ nghiên cứu và sử dụng các bài tập tự luận
Các bài tập định lượng chủ yếu yêu cầu học sinh tìm bước sóng, khoảng vân, số vân
sáng, vân tối. Các bài tập có dạng đơn giản, chỉ cần áp dụng công thức liên quan đến
kiến thức của chương.

2. KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA CHƢƠNG SÓNG ÁNH SÁNG.
2.1. Tán sắc ánh sáng
Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng truyền qua lăng kính bị phân tách
thành các thành phần đơn sắc khác nhau: tia tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch ít nhất.

Sự tán sắc ánh sáng
Nguyên nhân: do tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường trong suốt phụ thuộc vào
tần số của ánh sáng. Vì vậy chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số (và
bước sóng của ánh sáng). Ánh sáng có tần số càng nhỏ (bước sóng càng dài) thì chiết suất
của môi trường càng bé.
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng, tần số và màu sắc nhất định; nó không
bị tán sắc khi đi qua lăng kính.

Ánh sáng trắng là tập hợp của rất nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau.
Ứng dụng hiện tượng tán sắc ánh sáng: dùng trong máy quang phổ để phân tích một
chùm ánh sáng đa sắc, do các vật phát ra thành các thành phần đơn sắc.
Các công thức liên quan:
 Phản xạ ánh sáng: i  i ,
 Khúc xạ ánh sáng: n1.sin i  n2 .sin r
 Phản xạ toàn phần: sin i gh 
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

n2
với n1  n2
n1

12

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

 Thấu kính: D 

 1
1
1 
 (n  1)   với n là chiết suất của thấu kính với môi
f

 R1 R2 

trường đặt thấu kính.
 Lăng kính:
sin i  n.sin r
sin i ,  n.sin r ,
A  r  r,
D  i  i,  A

 Trường hợp góc A và i nhỏ:
i  n.r
i ,  n.r ,
A  r  r,
D  (n  1).A

 Trường hợp góc lệch cực tiểu: D  Dmin  i  i , 

Dmin  A
A
và r  r , 
2
2

2.2. Nhiễu xạ ánh sáng
Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng,
quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc
không trong suốt.
Hiện tượng nhiễu xạ quan sát được khi ánh sáng truyền qua lổ nhỏ, hoặc gần mép
của những vật trong suốt hay không trong suốt.
Hiện tượng nhiễu xạ giải thích được khi coi ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi lỗ nhỏ

hoặc khe hẹp khi có ánh sáng truyền qua sẽ trở thành một nguồn phát sóng ánh sáng thứ
cấp.
2.3 Giao thoa ánh sáng
Hiện tượng hai sóng kết hợp (có cùng tần số và
hiệu số pha không đổi) gặp nhau tại những điểm xác
định luôn tăng cường lẫn nhau (biên độ cực đại) hoặc
triệt tiêu lẫn nhau (biên độ cực tiểu) gọi là hiện tượng
giao thoa sóng.
Ánh sáng có tính chất sóng. Hai sóng ánh sáng
kết hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau.
Các công thức giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng:
 Hiệu đường đi:   d 2  d1 
 Vị trí vân sáng: xs  k

D
a

a.x
D

Vị trí vân giao thoa

với k  0; 1; 2;...

Trong đó:
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

13

SVTH: Trần Tố Anh

Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

λ là bước sóng (m)
a là khoảng cách giữa 2 khe S1S2 (m)
D là khoảng cách từ hai khe tới màn (D >>a)
1  D

 Vị trí vân tối: xt   k  
với k  0; 1; 2;...


2 a

 Khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc hai vân tối) cạnh nhau được gọi là khoảng vân,
D
ký hiệu i: i 
a

Giao thoa ánh sáng

2.4. Máy quang phổ.
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành
phần đơn sắc khác nhau.
Cấu tạo:
 Ống chuẩn trực: là một bộ phận có dạng một cái ống tạo ra chùm tia sáng

song song. Nó có một khe hẹp F nằm ở tiêu diện của một thấu kính hội tụ L1
 Hệ tán sắc: gồm một hoặc vài lăng kính P, có tác dụng phân tích chùm tia
song song từ L1 chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.

Cấu tạo ống chuẩn trực

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

14

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

Cấu tạo buồng ảnh
 Buồng tối hay buồng ảnh: là một hộp kín trong đó có một thấu kính hội tụ L2
(đặt chắn chùm tia sáng đã bị tán sắc sau khi qua lăng kính P) và một tấm
kính ảnh (để chụp ảnh quang phổ) hoặc một tấm kính mờ (để quan sát quang
phổ) đặt tại tiêu diện của L2 .
Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng.
2.5. Các loại quang phổ
Quang phổ liên tục: là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau
một cách liên tục.
Nguồn phát: các chất rắn, chất lỏng và chất khí ở áp suất lớn bị nung nóng
Tính chất :
- Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào bản chất của vật phát sáng .

- Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng. Khi nhiệt độ tăng dần
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.
Quang phổ vạch phát xạ: là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau
bằng những khoảng tối.
Nguồn phát: các chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích (nóng sáng
hoặc có dòng điện phóng qua)
Tính chất:
- Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích , phát ra các bức xạ có bước sóng xác định
và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố ấy .
- Các nguyên tố khác nhau, phát ra quang phổ vạch khác hẳn nhau về: số lượng các
vạch, màu sắc các vạch, vị trí (tức là bước sóng) của các vạch và về cường độ sáng của
các vạch đó .
Quang phổ vạch hấp thụ: là quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí
(hay hơi kim loại) hấp thụ.
Nguồn phát: Chiếu ánh sáng từ một nguồn qua khối khí hay hơi bị nung nóng rồi
chiếu qua máy quang phổ, ta sẽ thu được quang phổ vạch hấp thụ. Điều kiện để có quang
phổ vạch hấp thụ là: nhiệt độ của nguồn sáng phải lớn hơn nhiệt độ của đám khí.
Tính chất :
GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

15

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

- Quang phổ vạch hấp thụ phụ thuộc vào bản chất của khí hấp thụ. Mỗi chất khí hấp
thụ có một quang phổ vạch hấp thụ đặc trưng.
- Trong quang phổ vạch có sự đảo sắc như sau: mỗi nguyên tố hoá học chỉ hấp thụ
những bức xạ nào mà nó có khả năng phát xạ, và ngược lại, nó chỉ phát bức xạ nào mà nó
có khả năng hấp thụ.
2.6. Phân tích quang phổ
Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hoá học của
một hợp chất, dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất đó phát xạ hoặc
hấp thụ .
Ưu điểm:
- Cho kết quả nhanh, cùng một lúc xác định được sự có mặt của nhiều nguyên tố.
- Độ nhạy rất cao, cho phép phát hiện được hàm lượng rất nhỏ có trong mẫu nghiên
cứu.
- Cho phép nghiên cứu từ xa, như phát hiện thành phần cấu tạo của mặt trời, các ngôi
sao.
2.7. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X

Định
nghĩa

Nguồn
phát

Bản
chất
Tính
chất

Tia hồng ngoại

Tia tử ngoại

Tia X

Là bức xạ không
nhìn thấy, có bước
sóng dài hơn bước
sóng ánh sáng đỏ.
>0,76m đến vài
mm
Mọi vật, dù có nhiệt
độ thấp đều phát ra
tia hồng ngoại. Lò
than, lò sưởi điện,
đèn điện dây tóc…
là những nguồn phát
tia hồng ngoại rất
mạnh.

Là bức xạ không nhìn
thấy, có bước sóng
ngắn hơn bước sóng
ánh sáng tím.
0,001μm< λ <
0,38μm.

Là bức xạ có bước
sóng ngắn hơn bước
sóng của tia tử ngoại.

10 11 m    10 8 m

Các vật bị nung nóng
đến nhiệt độ cao (trên
20000°C) sẽ phát ra
tia tử ngoại. Ở nhiệt
độ trên 30000°C vật
ra tia tử ngoại rất
mạnh (như: đèn hơi
thuỷ ngân, hồ
quang…

Cho chùm tia catot có
vận tốc lớn đập vào
kim loại có nguyên tử
lượng lớn, từ đó sẽ phát
ra tia X. Thiết bị tạo ra
tia X là ống Rơnghen .

là sóng điện từ .
- Tác dụng nhiệt.
- Tác dụng lên kính
ảnh gây ra một số
phản ứng hóa học.
- Có thể biến điệu
như sóng cao tần.

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

- Tác dụng mạnh lên

phim ảnh.
- Làm ion hóa chất khí.
- Làm phát quang một
số chất.
- Bị nước và thủy tinh
16

- Có khả năng đâm xuyên
rất mạnh, bước sóng càng
ngắn đâm xuyên càng
mạnh.
- Tác dụng mạnh lên kính
ảnh.
SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

Ứng
dụng

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

- Gây ra hiện tượng
quang điện trong ở
một số chất bán dẫn.

hấp thụ mạnh.
- Có tác dụng sinh lí:

hủy diệt tế bào da, làm
hại mắt, diệt khuẩn…
-Gây ra hiện tương
quang điện.

- Làm ion hoá chất khí.
- Làm phát quang một số
chất.
- Có tác dụng sinh lí
mạnh.
- Gây ra hiện tượng
quang điện.

- Sấy khô, sưởi ấm.
- Sử dụng trong các
thiết bị điều khiển từ
xa.
- Chụp ảnh bề mặt đất
từ vệ tinh.
- Ứng dụng nhiều
trong kỹ thuật quân
sự . . .

- Khử trùng nước, thực
phẩm, dụng cụ y tế.
- Chữa bệnh còi xương.
- Phát hiện vết nứt trên
bề mặt kim loại…

- Trong y tế dùng tia X để

chiếu điện, chụp điện,
chữa bệnh ung thư nông.
- Trong công nghiệp
dùng để dò các lỗ khuyết
tật trong các sản phẩm
đúc.
- Kiểm tra hành lí của
hành khách, nghiên cứu
cấu trúc vật rắn. . .

2.8. Thuyến điện từ ánh sáng
Giả thuyết của Mắc - xoen: Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn so với
sóng vô tuyến, lan truyền trong không gian (ánh có bản chất sóng).
Mối liện hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trường:
c
 
v

hay n  

Trong đó: c là tốc độ ánh sáng trong chân không, v là tốc độ ánh sáng trong môi
trường có hằng số điện môi ε và độ từ thẩm μ.
2.9. Thang sóng điện từ
Bảng sắp xếp và phân loại các sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần, hay
theo thứ tự tần số tăng dần, thường gọi là thang sóng điện từ.
Miền sóng điện từ

Bước sóng (m)

Tần số (Hz)

Sóng vô tuyến điện

3.104  104

~ 104  3.1012

Tia hồng ngoại

103  7,6.107

3.1011  4.1014

Ánh sáng nhìn thấy

7,6.107  3,8.107

4.1014  8.1014

Tia tử ngoại

3,8.107  109

8.1014  3.1017

Tia X

108  1011

3.1016  3.1019

Tia gamma

Dưới 1011

Trên 3.1019

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

17

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

3. MỘT SỐ DẠNG TOÁN ĐIỂN HÌNH VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI.
3.1. Dạng toán 1: tán sắc ánh sáng. Quang phổ ánh sáng trắng
* Phương pháp giải chung:
Bước sóng ánh sáng trong chân không:  

c
với c = 3.108 m/s
f

Bước sóng ánh sáng trong môi trường: , 

v
c 


f nf n

Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, vận tốc và
bước sóng của ánh sáng thay đổi nhưng chu kỳ, tần số góc của ánh sáng không đổi.
Một số bài tập cần áp dụng các
công thức của lăng kính:
sin i1  n sin r1
sin i2  n sin r2
A  r1  r2
D  i1  i2  A

Trường hợp i và A nhỏ, góc lệch
cực tiểu:
Dmin

A

r1  r2 

2  Dmin  2i1  A

i1  i2

Công thức tính góc lệch cực tiểu:
sin

Dmin  A
A
 n sin
2
2

Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n1  n2 ; i  i gh với sin i gh 

n2
n1

n  n  n


đ
Với ánh sáng trắng:  t
t    đ

* Bài toán mẫu: Một lăng kính thủy tinh góc chiết quang A= 50°. Chiếu một chùm
ánh sáng trắng vào mặt bên dưới góc tới rất nhỏ. Tính góc tạo bởi hai tia ló màu đỏ và
màu tím qua lăng kính. Cho biết chiết suất của lăng kính ứng với ánh sáng màu đỏ là
nđ  1.5 ; với ánh sáng tím nt  1.68 .
Giải:
A  500
n đ  1,5
nt  1,68

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

18

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

Khi góc tới i1 rất nhỏ, ta có :
i1  n.r1
i2  n.r2
A  r1  r2
D  i1  i2  A  (n  1).A

Góc lệch đối với tia đỏ: Dđ  (nđ  1).A
Góc lệch đối với tia tím: Dt  (nt  1).A
Góc lệch giữa chùm tia ló màu đỏ và chùm tia ló màu tím:
D  Dt  Dđ  (nt  nđ ).A  (1,68  1,5).50  90

* Bài toán vận dụng:
Bài 1: Một bản thủy tinh phẳng hai mặt song song, bề dày e = 100cm. Chiếu một tia
sáng trắng vào mặt bên của bản thủy tinh với góc tới bằng 600. Biết chiết suất thủy tinh
với ánh sáng đỏ là nđ = 1,50 và với ánh sáng tím là nt = 1,54. Độ rộng của dải ánh sáng ở
½ bề dày của bản là bao nhiêu?
 Tình huống mới: Bài toán yêu cầu học sinh phải xác định được bề rộng của dải
ánh sáng ở nửa bề dày của bản thủy tinh song song.
 Gợi ý định hƣớng tƣ duy học sinh: Ánh sáng bị tán sắc tại mặt thứ nhất của bản
song song. Học sinh phải tính được các góc khúc xạ ứng với ánh sáng đỏ và ánh
sáng tím. Dựa vào phương pháp lượng giác để tính các khoảng cách.

 Lƣợc giải và kết quả:
e  100cm
i  600
n đ  1,50
nt  1,54

Ta có:

 sin i 
  35015,
sin i  nđ sin rđ  rđ  arcsin
 nđ 
A

 sin i 
  34013,
sin i  nt sin rt  rt  arcsin
 nt 
Theo phương pháp lượng giác:
tan rđ 

OB
OA
và tan rt 
e
e
2
2

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

rđ

B
rt

O

i
e

19

SVTH: Trần Tố Anh


Luận văn tốt nghiệp

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

 BA  OA  OB
e
e
 tan rđ .  tan rt .
2
2
100

tan(35015' )  tan(34013' )  1,34cm

2





Bài 2: Chiết suất tỉ đối của kim cương đối với nước là 1,814, chiết suất tuyệt đối của
nước với ánh sáng màu lục là 1,335. Tốc độ của ánh sáng lục trong kim cương là bao
nhiêu?
 Tình huống mới: Bài toán yêu cầu học sinh tính tốc độ của ánh sáng lục trong
kim cương dựa vào chiết suất của kim cương với nước và của nước với ánh sáng
xanh lục.
 Gợi ý định hƣớng tƣ duy học sinh: áp dụng công thức tính bước sóng ánh sáng
trong các môi trường để tính vận tốc ánh sáng lục trong kim cương.
 Lƣợc giải và kết quả:
v
c

c
,
 v
Ta có:   
f nf n
n
Theo bài cho:
nkc
nn
 1,814;
 1,335
nn

nl



nkc
 1,814.1,335  2,4217
nl

3.108
 1,2388.108 m / s
Do đó: v 
2,4217
Bài 3: Chiếu một chùm ánh sáng trắng vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết
quang A = 60 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang. Trên màn
quan sát E đặt song song và cách mặt phân giác của lăng kính một đoạn d = 1,5m ta thu
được dải màu có bề rộng là 6mm. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là n đ
= 1,5015. Tìm chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng tím.
 Tình huống mới: Bài toán yêu cầu học sinh tìm chiết suất của lăng kính có góc
chiết quang A = 60 đối với ánh sáng tím
 Gợi ý định hƣớng tƣ duy học sinh: áp dụng phương pháp lượng giác và công
thức tính góc lệch để tìm chiết suất của lăng kính với ánh sáng tím.
 Lƣợc giải và kết quả:

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo

20

SVTH: Trần Tố Anh

Luận văn tốt nghiệp

A  6 0  6.


180

RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI
BTVL CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

rad

d  1,5m

A

Dđ

3

BC  6mm  6.10 m
nđ  1,5015

Dt

Ta có:
- Góc lệch đối với tia đỏ: Dđ  (nđ  1).A

B

- Góc lệch đối với tia tím: Dt  (nt  1).A
Theo phương pháp lượng giác:

AB
d
AC
tan Dt  Dt 
d
 BC  d Dt  Dđ   d . Ant  nđ 
tan Dđ  Dđ 

Do đó: nt 

d

BC
6.10 3
 nđ 
 1,5015  1,5397

d .A
1,5.6.
180

Bài 4: Một thấu kính mỏng hội tụ, hai mặt cầu có bán kính lần lượt là 20cm và
40cm. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,545 và với ánh sáng tím là nt
= 1,598. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với tia tím là bao
nhiêu?
 Tình huống mới: Bài toán yêu cầu học sinh phải xác định được tiêu điểm của tia
đỏ và tiêu điểm của tia tím, sau đó tìm khoảng cách giữa hai tiêu điểm.

 Gợi ý định hƣớng tƣ duy học sinh: Dựa vào công thức tính tiêu điểm, áp dụng
tìm ra khoảng cách giữa hai tiêu điểm của hai ánh sáng.
 Lƣợc giải và kết quả:
R1  20cm  0,2m
R2  40cm  0,4m
nđ  1,545
nt  1,598

Áp dụng công thức tính tiêu điểm, ta có:
D

 1
1
1 

 n  1 
f
 R1 R2 

Suy ra:
fđ 

1

nđ

 1
1 

 1 

 R1 R2 

GVHD: thầy Bùi Quốc Bảo



1
 0,2446m
1 
 1
1.545  1  
 0,2 0,4 

21

SVTH: Trần Tố Anh

C