Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng anh (khoa vật lý)

TÀI LIỆU TẬP HUẤN GIẢNG VIÊN DẠY
CHUYÊN NGÀNH BẰNG TIẾNG ANH

KHOA: VẬT LÍ


MỤC LỤC

BÀI 1: KINH NGHIỆM DẠY TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH ................... 3
BÀI 2: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG VẬT LÍ (LÍ THUYẾT) BẰNG TIẾNG
ANH ................................................................................................................. 16
BÀI 3: XÂY DỰNG NỘI DUNG BÀI GIẢNG VẬT LÍ (THỰC HÀNH)
BẰNG TIẾNG ANH ........................................................................................ 33
BÀI 4: XÂY DỰNG NỘI DUNG BÀI GIẢNG VẬT LÍ RÈN LUYỆN NGHỀ
BẰNG TIẾNG ANH ........................................................................................ 47

2

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


BÀI 1: KINH NGHIỆM DẠY TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH

I. Giới thiệu hoạt động tập huấn
Việt Nam là một đất nước giầu tiềm năng về phát triển kinh tế xã hội.
Những thế mạnh về truyền thống hiếu học, khả năng tư duy sáng tạo, tình
hình chính trị, xã hội ổn định cộng với chính sách mở cửa của Nhà
nước…đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các nhà đầu tư nước
ngoài. Chính những chính sách đầu tư vào các hoạt động sản xuất và
thương mại này đã đóng vai trò to lớn trong sự phát triển xã hội như ngày
nay. Tuy nhiên, nguồn nhân lực chất lượng cao của chúng ta đã chưa đáp

ứng được với nhu cầu thực tiễn cho nên chúng ta đã mất đi một nguồn lợi
đáng kể. Một trong những nguyên nhân của tình trạng này là do trình độ
ngoại ngữ của người lao động Việt Nam còn rất kém, tạo rào cản lớn trong
việc tiếp thu công nghệ hiện đại. Nắm bắt được thực trạng trên, trong
những năm gầm đây, Nhà nước đã có những chính sách đặc biệt nhằm
từng bước nâng cao năng lực ngoại ngữ của giới trẻ. Chính sách này được
thể hiện qua “dự án Ngoại Ngữ 2020” trong đó việc giảng dạy các môn
khoa học tự nhiên bằng tiếng Anh là một trong những nội dung quan
trọng.
Trên thực tế, bộ Giáo dục đã tổ chức nhiều khóa tập huấn dạy vật lí bằng
tiếng Anh cho các giáo viên vật lí. Tuy nhiên, công việc này gặp không ít
khó khăn vì các giáo viên này vốn là các giáo viên Vật lí thuần túy, trình
độ ngoại ngữ còn hạn chế. Năm 2014, lần đầu tiên khoa Vật lí Đại học Sư
phạm Hà Nội tuyển sinh lớp đào tạo giáo viên dạy và học Vật lí bằng tiếng
Anh. Đây là khóa sinh viên được kỳ vọng sẽ trở thành các giáo viên dạy
Vật lí giỏi tiếng Anh và có khả năng dạy Vật lí bằng tiếng Anh một cách
chuyên nghiệp.
Theo chương trình đào tạo, các sinh viên theo học lớp học Vật lí bằng
tiếng Anh phải học tất cả các môn Vật lí và Toán bằng tiếng Anh. Để
chuẩn bị cho việc tiếp nhận các kiến thức bằng tiếng Anh, trong học kỳ
đầu, sinh viên được bồi dưỡng tiếng Anh một cách khá bài bản. Sinh viên
được học 3 học phần tiếng Anh cơ bản và nâng cao (do khoa Tiếng Anh

3

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


đảm nhiệm) nhằm luyện các kỹ năng nghe nói đọc viết thông thường và 1
học phần tiếng Anh chuyên ngành Vật lí (do khoa Vật lí đảm nhiệm)

nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng tiếng Anh trong việc diễn đạt các nội
dung vật lí theo đúng chuẩn văn phong khoa học đồng thời cung cấp từ
vựng chuyên ngành và kỹ năng giao tiếp trong trường học để chuẩn bị cho
nhiệm vụ học tập các môn Toán và Vật lí bằng tiếng Anh.
Học phần tiếng Anh cho Vật lí đã được thực hiện một học kỳ, bài viết này nhằm
chia sẻ những kinh nghiệm trong dạy và học tiếng Anh chuyên ngành. Nội dung
cụ thể sẽ được trình bày ở mục sau.
II. Các tài liệu tập huấn
2.1 Chuẩn bị tài liệu học
Tiếng Anh cho Vật lí (English for Physics) hướng tới đối tượng sinh viên Vật
lí học bằng tiếng Anh. Các bài học được soạn theo các chủ đề vật lí. Mỗi chủ đề
đều nhằm rèn các kỹ năng cơ bản cần thiết trong dạy và học vật lí như: Kỹ năng
xây dựng khái niệm (defining), kỹ năng mô tả (describing), kỹ năng xây dựng
giả thuyết (hypothesizing), kỹ năng so sánh (comparing), kỹ năng xây dụng thí
nghiệm (experimenting)… Thông thường, mỗi bài học được chia thành các
phần bao gồm: 1. bài đọc ngắn (short reading) có nội dung liên quan đến
một chủ đề thuộc Vật lí trong đó tác giả có sử các kỹ năng như trình bày
ở trên (experimenting, describing, comparing, hypothesizing, defining…). Từ
bài đọc này, các mẫu câu nhằm diễn đạt các nội dung tư duy Vật lí được
liệt kê dưới dạng công thức để sinh viên thực hành viết (nói) để diễn đạt
những nội dung tương tự. 2. Bài đọc hiểu và từ vựng (Reading and
vocabulary comprehension): phần này được soạn dưới dạng các bài trắc
nghiệm điền từ vào chỗ trống hoặc thay thế từ bằng từ có nghĩa tương
đương hoặc viết lại câu... 3. Nghe hiểu (listening comprehension) và nói:
Sinh viên được nghe người bản xứ đọc một đoạn dài. Sau mỗi đoạn có
những câu hỏi hoặc những nhận định mang tính chủ quan. Sinh viên
được chia thành từng nhóm để thảo luận và đưa ra quan điểm của mình.
Các nhóm có thể có quan điểm khác nhau. Do đó, từng nhóm phải tranh
luận để bảo vệ quan điểm của mình.
2.2 Tổ chức lớp học, xây dựng các nhóm học tập

4

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Một đặc điểm của lớp học này là các sinh viên có trình độ ngoại ngữ khá
chênh lệch. Một số em thi đầu vào khối A1 số còn lại thuộc khối A, một
số em học ở các thành phố lớn, một số em học ở quê chính là nguyên
nhân dẫn đến chất lượng đầu vào khác nhau. Đây vừa là khó khăn nhưng
cũng là thuận lợi vì có thể tận dụng khả năng của các sinh viên giỏi giúp
các sinh viên còn chưa giỏi. Trên tinh thần lấy hoạt động của học sinh là
chính, lớp học được chia làm nhiều nhóm, mỗi nhóm có 4 sinh viên sao
cho mỗi nhóm đều có những sinh viên giỏi đóng vai trò dẫn dắt. Các
nhóm học tập này sẽ thường xuyên trao đổi nội dung học tập ở nhà cũng
như trên lớp học. Khi có bài tập, hoặc câu hỏi gì, các thành viên trong
nhóm phải trao đổi với nhau bằng tiếng Anh dưới sự giám sát của giáo
viên. Với cách học tập như trên, tất cả các sinh viên đều phải làm việc và
đều có cơ hội nói tiếng Anh trong mỗi giời học.
2.3 Xây dựng kịch bản dạy học cho mỗi bài học
Trước khi vào bài học chính, sinh viên có khoảng 15 phút khởi động
(warm up) bằng bài nói tự do (free talking) về một chủ đề ngẫu hứng nào
đó. Sau phần warm up, sinh viên bắt đầu làm việc theo nhóm. Ví dụ dưới
là một bài học về kỹ năng xây dựng một khái nệm vật lí (Defining) với
chủ đề năng lượng (Energy).
Short Reading: Sinh viên sẽ đọc bài đọc ngắn về chủ đề năng lượng.
Trong bài đọc, có rất nhiều khái niệm về năng lượng được đề cập tới.
Sinh viên phải khái quát thành các cấu trúc câu để dựa vào đó có thể diễn
tả các khái niêm vật lí khác. Sinh viên hoạt động theo nhóm để giải quyết
các yêu cầu của giáo viên được ghi ở cuối bài đọc.

Read the following passage to find definitions for as many types of
energy as you can.
The Many Forms of Energy
Energy is the ability to do work. When a hammer strikes a nail, it exerts
a force on the nail that causes it to move. The movement of the hammer
has the ability to do work and therefore has a form of energy that we call
kinetic energy. Kinetic energy is the energy of motion.
An object may have energy not only because of its motion but also
5

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


because of its position or shape. For example, when a watch spring is
wound, it is storing energy. When this energy release, it will do the work
of moving the hands of the watch. This form of energy is called potential
energy. Potential energy is stored energy. Water in a dam is another
example of potential energy.
There are many types of kinetic and potential energy, including
chemical, thermal, mechanical, electrical, and nuclear energy. Chemical
energy is potential energy that is stored in gasoline, food, and oil. Just as
the watch spring needs to be released to do the work of moving the
hands, the energy stored in food molecules needs to be released by
enzymes or substances in the body, and the energy stored in gasoline
must be released by the spark plug to do its work of propelling the car
forward. Thermal energy may be defined as the kinetic energy of
molecules. When a substance is heated, the molecules move faster,
which causes that substance to feel hot? Mechanical energy is energy
related to the movement of objects. Electric energy is energy that is
produced by electric charges. Nuclear energy is the energy that is stored

in the nucleus of certain kinds of atoms, like uranium.
Understanding the reading
Task 1. Read out loud the passage
Task 2. Underline the sentences that describe an energy concept. How
many types of energy are there in the passage? What are they?
Task 3. Lear the ways that author defines new concept.
NOTE: When defining, remember the following:
Definitions require the present simple tense and the verb to be.
The definite article, the, is usually not used with the term being defined
because definitions are general statements. For example, we would
define a giraffe (in general), not the giraffe (a specific giraffe).
Sentence Patterns

6

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Analyzing Definitions: In each of the following definitions,
underline the general
characteristic(s) twice.

class

once,

and

the

specific

1.

Helium is an inert gas that is light and nonflammable.

2.

Protozoa are one -celled organisms.

A machine is a device that transforms energy from one
form to another.
3.

The cerebrum is the part of the brain that is the center of
reasoning.
4.

An insulator is a substance that does not conduct heat or
electricity.
5.

6.

Fog is a cloud that forms on the ground.

7.

Ecology is the study of the environment.

A satellite is a celestial body that orbits another celestial
body.
8.

Relative Clauses

7

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


A clause is a part of a sentence that contains a noun and a verb. A
relative clause is one that begins with which, that, where, or who, which
and that are most commonly used in science definitions; who is used
when referring to people. Science definitions often include relative
clauses containing the characteristics that distinguish an item from others
in the class.
Using Relative Clauses: Combine each of the following pairs of sentences
to produce a one sentence definition with a relative clause.
Protons are positively charged particles. They are contained in the

1.

nucleus of an atom.
Protons are positively charged particles that are contained in the
nucleus of an atom.
A black hole is an area in space. It has a gravitational pull so
powerful that nothing, not even light, can escape.
2.

Marine biologists are scientists. They study animals and plants that
live in the sea,
3.

The stratosphere is a portion of the atmosphere. It is over seven

4.

miles high.
Insulin is used in the treatment of diabetes. It is a hormone
produced by the pancreas.
5.

The most abundant form of life on earth are bacteria. They are
simple forms of plant life.
6.

Oxidation is a chemical reaction. It involves the loss of one or
more electrons by an atom or ion
7.

Nitrogen makes up 80 percent of the air. It is a colorless, odorless

8.

gas.
Creating Definitions: A good way to see if a definition is
complete is to reverse it. For example, if we reverse an elephant
is an animal, we get an animal is an elephant, and it is obvious that
the definition is inadequate. Formulate a definition for each

8

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


of the following words and test each on e by reversing it. If
you need help, use a dictionary
Alternative current

Circuit

Led

Resistor

Amperemeter

Diode

Lens

Ruler

Amplify circuit

Direct current

Mirror

Speed

Caliper

Electric wire

Motor

Velocity

Capacitor

Force

Multimeter

Voltage

Ohmmeter

Voltmeter

Speaking: Sinh viên được cung cấp một số danh từ thường thường
gặp, họ có thể sử dụng từ điển nếu họ muốn. Tiếp theo các nhóm
sẽ thảo luận với nhau để tìm cách định nghĩa các từ đó bằng tiếng
Anh. Cuối cùng, các nhóm sẽ kiểm tra chéo lên nhau bằng cách
nhóm này đọc khái niệm, nhóm kia phải nói xem cái đó là cái gì.
Quá trình được thực hiện đến khi nào hai bên hiểu đúng ý của
nhau.
Separate class in to 4 groups. Group 1 choses five words in the

table above and define them. The others groups have to name the
works.
Example:
Group 1 says: This is an electric tool that used to
measure electric current.
Answer: this is an amperemeter.
Do the same activities with the other groups
Listening:
Bài nghe được gửi trước cho sinh viên nghiên cứu ở nhà. Trước
khi nghe, sinh viên được cung cấp các từ được nhắc nhiều trong
bài nghe. Sinh viên sẽ sử dụng từ điển nói (talking dictionary)
chuẩn để nghe những từ này. Phần này sinh viên phải học ở nhà

9

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


trước khi lên lớp
Listen and answer the questions.
Note: Before listening, look up talking dictionary and try to study
the new words
Tape 1
New works
Ability, brain, categories, change, chemical, comfortable, contracts,
energy, forms, heat, illuminates, kinetic, lights, motion, muscles, object,
planet, position, potential, scientists, signals, sound, surface, transmits
Tape 2
New works
Amount, assuming, calculate, contains, dependent, directly, equation,

explore, important, mass, object, pretty, proportional, relationship, rest,
speed, twice, upon, variables, variables, velocity
Tape 3
New works
Absorbers, arrangement, automobiles, balls, beams, bonds, broken,
buildings, burned, catches, chemicals, construct, contain, contains,
couple, devices, distance, existing, explored, force, gasoline, hold,
individual, likewise, look, metal, mouse, obviously, original, perhaps,
released, resting, result, resumes, shape, shock, something, specifically,
spring, stored, system, tires, trap, tripped, work, wrecking.
Tape 4
New works
Alone, bicycle, bike, contract, converted, dependent, discuss, exist, food,
formerly, hill, order, relationship, ride, roll, tightly
Listen and answer the questions: Nội dung này được cung cấp tại lớp
học (sinh viên không được biết trước câu hỏi ở nhà). Các nhóm sẽ cùng
thảo luận với nhau bằng tiếng Anh dưới sự giám sát của giáo viên để
10

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


phán đoán câu trả lời. Tiếp theo, sinh viên sẽ được nghe lại bài nghe,
từng nhóm sẽ trả lời câu hỏi và giả thích tại sao họ lại lựa chọn câu trả
lời như vậy. Các nhóm sẽ cùng góp ý với nhau về các câu trả lời của
từng nhóm
Tape 1
1. What is the best title of the lecture?
A) How to change energy from one form into another
B) Relationship in Different Energy Types

C) Energy illuminates the lights in our homes and moves cars
down the road
D) The different forms of energy
2. Energy warms surface of
A) The earth
B) The stars
C) The solar
D) The streams
E) The sea
3. According to lecture, which of the following is not true?
A) Energy can do work
B) Energy moves the cars from our home to road
C) Energy blows the wind through our hair
D) Energy illuminates the lights in our homes
4. What have scientists learned
A) The way to save energy
B) The way to change energy to the light
C) The way to change energy from one form into another

11

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


D) How to use energy right way to make our lives more
comfortable
5. According to lecture, how many forms of energy existing in
different forms are there?
A) 2
B) 3

C) 4
D) 5
Tape 2
1. When does kinetic energy occur?
A) When an object is at rest
B) When an object is in motion
C) When an object receives heat
D) When an object releases energy
2. How many variables do the amount of kinetic energy of an object
depend on? What are there?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
3. How do you calculate kinetic energy?
4. Which of the following is true?
A) Smaller change in speed, larger changes in kinetic energy
B) Smaller change in mass, larger changes in kinetic energy
C) Kinetic energy is directly proportional to the mass of the object
or the square of its speed

12

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


D) If a car moves twice as fast as another, it will contain tow
times as much kinetic energy
Tape 3
1. What is lecture about?

A) Explore kinetic energy
B) Explore potential energy
C) How to store energy
D) How to do work on an object
2. According to the lecture, what type of energy is stored in an object
when you finish doing work on it?
A) Kinetic energy
B) Potential energy
C) Heat energy
D) Mechanical energy
3. According to the lecture, when is the trap-stored potential energy?
A) The spring does work
B) The trap catches a mouse
C) The lever is in the set position
D) The trap is tripped
4. Apart from the trap, how many devices are there mentioned in the
lecture can be store potential energy?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
5. How is potential energy stored in chemicals

13

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


A) The chemical potential energy is related to the arrangement of
the chemicals

B) Reaction between to chemical elements
C) The energy existing within a chemical system
D) The different chemicals are mixed together
6. What happen when gasoline is burned?
A) The bonds within the gasoline are broken resulting in releasing
potential energy
B) The bonds within the gasoline are broken resulting in storing
potential energy
C) To provide food for our bodies
D) To break down food chemicals
Tape 4
1. What is the best title of the lecture?
A) The Relationship between Kinetic and Potential Energy
B) Difference between Kinetic and Potential Energy
C) Difference ways to store energy
D) To convert energy from food into kinetic energy
2. According to lecture, why do we have a difficulty to discuss kinetic
or potential energy alone?
A) Because they are quite different
B) Because they are so tightly related and even dependent upon
each other
C) Because they do not happen at the same time
D) Because they do not happen at the same position
3. How does the way any kinetic energy exist?
A) An object is stored energy
14

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh

B) It is released from potential energy
C) The kinetic energy is used store potential energy in any system
D) To store potential energy in food to contract muscle
4. The person rides the bike to the top of a hill. What type energy is
formed when he (or she) stays in the top of a hill
A) The energy is used to roll the bike down the hill
B) The potential energy
C) The kinetic energy of motion
D) The heat energy

15

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


BÀI 2: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG VẬT LÍ (LÍ THUYẾT) BẰNG TIẾNG
ANH

1. Giới thiệu
Dạy học Vật lí là một trong những phần quan trọng nhất, quyết định
chất lượng giáo viên Vật lí được đào tạo ở các trường Đại học Sư phạm.
Các học phần Vật lí (lí thuyết) vừa có vai trò củng cố sâu sắc thêm kiến
thức Vật lí cần cho người học khi dạy ở trường phổ thông, vừa có vai trò
hình thành và xây dựng nội dung kiến thức mới cần thiết trong cả giảng
dạy và nghiên cứu.
Gần đây, việc đào tạo chương trình cử nhân bằng tiếng nước ngoài
đã được đưa vào thực hiện tại một số trường đại học trong nước, đáp ứng
phần nào nhu cầu du học tại chỗ. Từ năm 2014, Trường ĐHSP HN đã tổ
chức tuyển sinh hệ Cử nhân Sư phạm Vật lí dạy bằng tiếng Anh khóa
đầu tiên. Trên cơ sở đó, báo cáo này đưa ra một số điểm lưu ý trong việc

xây dựng một bài giảng lí thuyết Vật lí bằng tiếng Anh ở Khoa Vật lí,
Đại học Sư phạm Hà Nội.
Các vấn đề được trình bày trong báo cáo:
+ Chuẩn bị nội dung (kiến thức);
+ Các bước xây dựng một bài giảng.
1.1 Chuẩn bị nội dung kiến thức
+ Chuẩn bị nội dung kiến thức Vật lí (bằng tiếng Việt): các giảng
viên dạy lí thuyết hệ cử nhân Sư phạm Vật lí bằng tiếng Anh (nên) là
những giảng viên có kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm, do đó đã nắm
vững nội dung kiến thức Vật lí. Trong trường hợp các trợ giảng lần đầu,
giảng viên cần tham khảo các giáo trình Vật lí bằng tiếng Việt trước để
nắm vững nội dung cần thiết. Trong phần này cần xác định được phần
kiến thức nào sẽ được kiểm tra, củng cố trong bài, chú ý đến các khối
kiến thức Vật lí phổ thông, khối kiến thức hay dùng trong cuộc sống; xác
định phần kiến thức mới trong bài. Hai phần kiến thức này sẽ hỗ trợ nhau
nâng cao hiệu quả của bài giảng.

16

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


+ Chuẩn bị nội dung kiến thức Vật lí (bằng tiếng Anh): việc chuẩn
bị nội dung kiến thức bằng tiếng Anh có thể tiến hành bằng cách dịch tài
liệu tiếng việt. Tuy nhiên không nên làm như vậy, mà nên tham khảo
trực tiếp giáo trình bằng tiếng Anh do các trường đại học lớn trên thế
giới biên soạn. Thông thường khi tham khảo các tài liệu này, một số kiến
thức Vật lí trong giáo trình tiếng Việt cũng được cập nhật, chuẩn hóa lại.
Cách tốt nhất là xem các bài giảng của các Giáo sư trên mạng, tham gia
các lớp học mở trực tuyến như trong một số trang mạng ở dưới đây:

 /> /> /> /> /> /> /> /> />VideoLecs/index.html
 /> /> /> /> />1.2 Các bước xây dựng một bài lí thuyết Vật lí
+ Xác định mục đích, yêu cầu của bài giảng:
Đọc kỹ giáo trình (xem mục Chuẩn bị nội dung kiến thức ở trên), kết hợp
với các tài liệu liên quan để tìm hiểu kĩ nội dung của của bài học và cái
đích cần đạt tới của bài. Sau đó giảng viên xác định cái đích cần đạt tới
(khi giảng xong, học viên thu nhận được cái gì) về cả 3 mặt kiến thức, kỹ
năng và tình cảm-thái độ. Qua đó giảng viên có thể định ra các yêu cầu
trong quá trình giảng dạy của mình để đạt cái đích đã đề ra ở trên (giảng
như thế nào).
+ Lựa chọn những kiến thức cơ bản, trọng tâm để đưa vào các
slide:

17

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Đây là bước quan trọng thể hiện toàn bộ nội dung của bài giảng. Các nội
dung đưa vào các slide phải thật sự chắt lọc từ những kiến thức cơ bản
của từng chương, mục, tiết, đoạn. Dung lượng thông tin chứa đựng trong
một slide không nên dài dòng, đòi hỏi giảng viên phải có tư duy tổng
hợp, khái quát để có thể chọn lựa, chắt lọc kiến thức cơ bản nhất đưa vào
các slide. Tuy nhiên, cũng cần tương đối chi tiết để khi sinh viên có thể
hiểu và nhớ lại được những gì đã học khi xem lại handout bài giảng
(quan trọng đối với sinh viên khi nghe giảng bằng tiếng Anh).
+ Thu thập bổ sung tài liệu liên quan đến nội dung, xây dựng kho
tư liệu để làm phong phú bài giảng:
Thu thập chính từ Internet: ví dụ các trang ở mục 2.1.1. Lưu ý các kĩ
năng khi search với google để đạt hiệu quả cao nhất.

+ Xây dựng kịch bản cho bài giảng:
Đây là khâu quan trọng trong việc thiết kế bài giảng. Kịch bản xây dựng
phải bảo đảm các nguyên tắc sư phạm, nội dung kiến thức cơ bản của bài
giảng, đáp ứng mục đích, yêu cầu đã đặt ra. Kịch bản xây dựng còn phụ
thuộc vào các sản phẩm có được trong kho tư liệu. Giảng viên cần phải
biết lựa chọn phù hợp để xây dựng kịch bản có chất lượng.
+ Xây dựng giáo án điện tử:
Trong Microsoft Office, PowerPoint là một trong những chương trình
trình diễn cho phép thực hiện hầu hết các yêu cầu trong giảng dạy theo
phương pháp hiện đại; là một chương trình có nhiều tiện ích đối với việc
thiết kế, trình bày bài giảng với nhiều tính năng đa dạng và phong phú.
Để thiết kế một giáo án điện tử theo chương trình PowerPoint đảm bảo
các yêu cầu đúng về nội dung và đẹp về hình thức, giảng viên nên quan
tâm đến năm bước của quy trình đã nêu trên.

2. Tài liệu tập huấn
Bài minh họa “Blackbody radiation” (Bức xạ của vật đen).

18

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Blackbody radiation

Our Goals
• To consider the fundamental constituent of light, the photon
• To study the removal of an electron by an incident photon,
the photoelectric effect
• To understand how the photon concept explains x-ray

production, x-ray scattering, and pair production
• To interpret light diffraction and interference in the photon
picture
• To introduce the Heisenberg uncertainty principle
• To study the photon gas
• To study blackbody radiation

• …..

19

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Introduction
• Until the late 19th and early 20th centuries, light was well
understood as an electromagnetic wave.
• In the same year (1905) that Einstein published his famous
paper on Special Relativity, he also published a paper on the
photoelectric effect. He won the Nobel Prize for the later, but
remarkably no prize was ever given for Relativity!
• When Einstein and others published work on the photoelectric
effect, scientists began to understand light also as a discrete unit,
the photon.

The photoelectric effect
•

•

Blue light striking a cesium target causes the cesium to emit electrons.
Red light does not, no matter how intense. This violates the wavedescription of light.
Einstein’s explanation: Light comes in photons. To emit an electron, the
cesium atom must absorb a single photon whose energy exceeds the
ionization energy of the outermost electron in cesium. A blue photon has
enough energy;
a red photon does not.

eV0  hf  

20

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


Einstein’s explanation of the photoelectric effect
•

A photon contains a discrete amount of
energy. For light of frequency f and
wavelength , this energy is E = hf or E  h  
E = (hc)/, where h is Planck’s constant
6.626
10−34 J-s = 4.136
10−15 eV-s.

•

1 eV = 1.602
10−19 J-s

•

This explains how the energy of an emitted
electron in the photoelectric effect depends
on the frequency of light used.

•

Different materials can have a different
threshold frequency, but once that threshold
is exceeded, the dependence is the same.

•

The momentum of a photon of wavelength 
is p = E/c = h/. Can write it in terms of
wavenumber k = 2p/, p  k or wave34
vector p  k , where  h 2p = 1.055 10 J-s

eV0  hf  

The photoelectric effect—examples
•

•

Example 1—Laser-pointer photons.
Let’s explore this idea of photons and get an idea of the numbers of photons
in a typical laser pointer. Say a red laser pointer (wavelength  = 650 nm)
has 0.5 mW of output power. Each photon has an energy E = hc/ , =
6.63
10-34*3
108/6.50
10-7 = 3.06
10-19 J. Since 0.5 mW = 5
10-3 J/s,
this is 5
10-3 J/s / 3.06
10-19 J/photon = 1.63
1016 photons/s.

Example 2—Determining  and h experimentally.
In a photoelectric experiment you measure stopping potentials V 0 for light
of three different wavelengths, 1.0 V for 600 nm, 2.0 V for 400 nm, and
3.0 V for 300 nm. Determine the work function  and Planck’s constant h.
eV0  hf  
To do this, we need the frequencies
f 

c



3  108
 5  1014 ;7.5 1014 ;1015 Hz
6, 4,3 10 7


Any two of these is enough for a straight line.

e(V2  V1 )
 h;
f 2  f1

21

  hf1  eV1 

e(V2  V1 )
f1  eV1
f 2  f1

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


X-ray production
•

The reverse process of the photoelectric effect—instead of a photon
being absorbed on interaction with matter and emitting an electron, we
have an electron interacting with matter and emitting a photon.

•

An experiments show that the greater the kinetic energy of the electrons
that strike the anode, the shorter the minimum wavelength of the x rays
emitted by the anode.

•

The photon model explains this behavior: Higher-energy electrons can
convert their energy into higher-energy photons, which have a shorter
wavelength.
Emax 

hc

min

 min 

hc
eVmax

For Vmax  50 kV, min  24.8 pm

X-ray scattering: The Compton experiment
•

In the Compton experiment, x rays are
scattered from electrons. The scattered x
rays have a longer wavelength than the
incident x rays, and the scattered
wavelength depends on the scattering
angle .
h
   
(1  cos  )
mc

•

Explanation: When an incident photon
collides with an electron, it transfers some
of its energy to the electron. The scattered
photon has less energy and a longer
wavelength than the incident photon. These
are elastic collisions, so both momentum
and energy are conserved.
pc  mc 2  pc  Ee (cons. of energy)
p  p  Pe (cons. of momentum)

22

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


X-ray scattering: The Compton experiment

•Example 3—Compton Scattering: You use 0.124-nm x-ray
photons in a Compton-scattering experiment. (a) At what angle is
the wavelength of the scattered photons 1.0% longer than the
incident x-rays? (b) How much energy went into the scattering
particle?

X-ray scattering: The Compton experiment
•

Example 3—Compton Scattering: You use 0.124-nm x-ray photons in a
Compton-scattering experiment. (a) At what angle is the wavelength of the
scattered photons 1.0% longer than the incident x-rays? (b) How much
h
energy went into the scattering particle?
   
(1  cos  )
mc
(a) Since ′ is 1% longer, ′ –  = 0.01, so solving for ,
0.01

mc
mc 


 (1  cos  )    arccos 1  0.01
 60o.7
h
h 


(b) The photon energy lost in the scattering is
E 

hc





hc hc
0.01 hc

(    ) 
   
1.01 

That is the same energy gained by the particle.
E  0.01

 6.63 10

34

J-s   3 108 m/s 

1.24 1010 m

 1.59 1015 J  991 eV

Note max change in wavelength is for “head-on” collision ( = 180),     

23

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh

2h
mc


Pair production
•

When gamma rays of sufficiently short wavelength are fired into a metal
plate, they can convert into an electron and a positron (positively-charged
electron, or anti-matter electron), each of mass m and rest energy mc2.

•

The photon model explains this: The photon wavelength must be so short that
the photon energy is at least 2mc2. Note that the particles have to have exactly
the same energy and angle in order to conserve momentum.

•

The reverse process can occur—the positron and electron can come together
and annihilate to produce a photon (or more than one photon)
• Example 4: An electron and positron,
initially far apart, move toward each other at the
same speed. They collide head-on, annihilating
each other and producing two photons. Find the
energies, wavelengths and frequencies of the two
photons if the initial kinetic energies of the two are
(a) negligible, or (b) both 5.00 MeV.
(a) In this case, the energies of the particles are each
just their rest masses mc2, so each photon has that energy.

Diffraction and uncertainty

24

•

When a photon passes through a narrow slit, its momentum becomes uncertain
and the photon can deflect to either side. By limiting the size vertical space to
the slit width a, the vertical (y) momentum becomes uncertain according to the
Heisenberg Uncertainty Principle:
xp 

•

Each photon lands with some uncertainty, but a diffraction pattern is the result of
many photons hitting the screen. The pattern appears even if only one photon is
present at a time in the experiment.Tthe pattern is not a consequence of

interference between two photons. Each photon interferes with itself.

2

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh


The Heisenberg Uncertainty Principle
•

You cannot simultaneously know the position and
momentum of a photon with arbitrarily great precision.
The better you know the value of one quantity, the less
well you know the value of the other.
xp 

•

2

In addition, the better you know the energy of a photon,
the less well you know when you will observe it.
E t 

2

No localization
in space

Better localization

in space

Precise knowledge
of wavelength
(momentum)

Worse knowledge
of wavelength
(momentum)

Blackbody Radiation
Two types of bosons:
(a) Composite particles which contain an
even number of fermions. These number
of these particles is conserved if the
energy does not exceed the dissociation
energy (~ MeV in the case of the
nucleus).

(b) particles associated with a field, of which
the most important example is the
photon. These particles are not
conserved: if the total energy of the field
changes,
particles
appear
and
disappear. We’ll see that the chemical
potential of such particles is zero in
equilibrium, regardless of density.

25

Tài liệu tập huấn giảng viên dạy chuyên ngành bằng tiếng Anh