skkn huong dan hoc sinh lop 12 ban co ban phan dang va nam duoc phuong phap giai bai tap phan mau nguyen tu bo quang pho vach cua hidro 3338
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (507.42 KB, 10 trang )
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
HUỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 BAN CƠ BẢN PHÂN DẠNG
VÀ NẮM ĐƯỢC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN:
“MẪU NGUYÊN TỬ BO – QUANG PHỔ VẠCH CỦA HIDRO”
Họ và tên tác giả: Hoàng Thị Yến
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thu ộc môn: Vật Lý
THANH HOÁ NĂM : 2013
1
MỤC LỤC
A. Đặt vấn đề Lý do chọn đề tài…………………………………………..3
B. Giải quyết vấn đề…………………………………………………………
1. Cơ sở chọn đề tài……………………………………………………… .
1.1. Cơ sở lý luận……………………………………………………………5
1.2. Thực trạng vấn đề……………………………………………………… 5.
2. Đối tượng áp dụng, phạm vi, tài liệu nghiên cứu………………………... 6
3. Nội dung đề tài……………………………………………………………
3.1. Tóm tắt lý thuyết………………………………………………………..7
3.2. Phân dạng bài tập……………………………………………………….9
3.3. Đề trắc nghiện tổng hợp có đáp án……………………………………. 13
4. Kết quả……………………………………………………………………
4.1. Những kết quả đã đạt được…………………………………………….
17..
4.2. Những thiếu sót hạn chế………………………………………………
18…
4.3. Bài học kinh nghiệm……………………………………………………18
C. Kết luận vấn đề………………………………………………………….. 19
Tài liệu tham khảo………………………………………………………….. 20
2
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Lí do chọn đề tài:
Từ vị trí của bộ môn vật lí trong cấp học THPT hiện nay:
Môn vật lí cũng như nhiều môn học khác được xem là môn khoa học
cơ bản, học vật lí càng cần phát triển năng lực tư duy, tính chủ động, độc
lập, sáng tạo của học sinh để tìm hiểu và lĩnh hội các tri thức khoa học.
Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, các bài tập vật lí thường là những
vấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lôgic,
bằng tính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những qui tắc vật lí, phương
pháp vật lí đã qui định trong chương trình học; bài tập vật lí là một khâu quan
trọng trong quá trình dạy và học vật lí.
Việc giải bài tập vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến
thức cơ bản của bài giảng, xây dựng, củng cố kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lí
thuyết vào thực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của
học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng. Vì thế trong giải bài
tập vật lí việc tìm ra phương án tối ưu nhất để giải nhanh, chính xác, đúng
bản chất vật lí là điều vô cùng quan trọng.
Đặc trưng của môn vật lí lớp 12 THPT:
Chương trình vật lí lớp 12 THPT bao gồm cả cơ, quang, điên xoay chiều và
vật lí hạt nhân, hầu như đều là các kiến thức mới với các em, đã thế lí thuyết
rất dài, nhiều công thức phức tạp, nhiều hằng số với các đơn vị rất khó nhớ
lại đòi hỏi phải chính xác tuyệt đối. Từ đó đòi hỏi người giáo viên dạy bộ
môn phải không ngừng nâng cao kiến thức, chuyên môn nghiệp vụ, phải có
phương pháp tốt trong ôn tập và kiểm tra.
Từ thực tế của việc học tập bộ môn:
Nhiều học sinh có ý thức học môn vât lí để thi khối A, A1, nhưng phương
pháp còn bị động, đối phó, trông chờ, ỷ lại vào giáo viên.
Từ yêu cầu ngày càng cao của thi cử:
Hiện nay, trong xu thế đổi mới của ngành giáo dục về phương pháp
kiểm tra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển trắc nghiệm khách quan đã
trở thành phương pháp chủ đạo trong kiểm tra đánh giá chất lượng dạy và
học trong nhà trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến thức kiểm tra
đánh giá tương đối rộng đòi hỏi học sinh phải học kỹ nắm vững toàn bộ
kiến thức của chương trình, tránh học tủ học lệch. Đối với các kỳ thi ĐH và
3
CĐ, học sinh không những phải nắm vững kiến thức mà còn đòi hỏi học sinh
phản ứng nhanh đối với các dạng toán, đặc biệt là các dạng toán mang tính
chất khảo sát mà các em thường học.
Kết quả bồi dưỡng HSG và học sinh vào các trường ĐH – CĐ:
Trong quá trình giảng dạy bản thân đã không ngừng học hỏi, tích lũy được
nhiều kinh nghiệm hay để có thể áp dụng trong thực tế. Việc bồi dưỡng học
sinh giỏi đã có kết quả nhất định. Trong các kỳ thi vào ĐH – CĐ hàng năm
cũng có nhiều học sinh đạt điểm cao.
Tôi nghiên cứu đề tài này nhằm:
+ Giúp học sinh lớp 12 ban cơ bản học tự chọn môn vật lí có thêm được các
kiến thức và kỹ năng cơ bản trong ôn tập phần “Mẫu nguyên tử Bo – Quang
phổ vạch của Hidro”,giúp các em ôn luyên lí thuyết, phân dạng bài tập và có
các phương pháp tối ưu để giải các bài tập phần này.
+ Tìm cho mình 1 phương pháp để tạo ra các phương pháp giảng dạy phù
hợp với đối tượng học sinh nơi mình công tác, tạo ra không khí hứng thú và
lôi cuốn nhiều học sinh tham gia giải các bài tập, giúp các em đạt kết quả cao
trong các kỳ thi.
+ Được nghe lời nhận xét góp ý từ đồng nghiệp, đồng môn
+ Nâng cao chất lượng học tập bộ môn, góp phần nhỏ bé vào công cuộc
CNH – HĐH đất nước.
+ Mong muốn được HĐKH các cấp nhận xét, đánh giá, ghi nhận kết qủa nỗ
lực của bản thân giúp cho tôi có nhiều động lực mới hoàn thành tốt nhiệm vụ
được giao.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
4
PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở chọn đề tài:
1.1. Cơ sở lí luận:
1.1.1. Cơ sở của việc dạy học bộ môn: Dạy học là quá trình tác động 2
chiều giữa giáo viên và học sinh, trong đó học sinh là chủ thể của quá trình
nhận thức, còn giáo viên là người tổ chức các hoạt động nhận thức cho học
sinh. Nếu giáo viên có phương pháp tốt thì học sinh sẽ nắm kiến thức một
cách dễ dàng và ngược lại.
1.1.2. Cơ sở của việc nắm kiến thức kỹ năng:
+ Về mặt kiến thức: Sau khi học xong, học sinh phải nhớ được, hiểu được
các kiến thức cơ bản trong chương trình sách giáo khoa. Đó là nền tảng vững
chắc để phát triển năng lực cho học sinh ở cấp cao hơn.
+ Về kỹ năng: Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời được
các câu hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết giải được các bài tập Việc bồi
dưỡng các kiến thức kỹ năng phải dựa trên cơ sở năng lực, trí tuệ của
học sinh ở các mức độ từ đơn giản đến phức tạp. Như vậy, việc dạy bài
mới trên lớp mới chỉ cung cấp kiến thức cho học sinh. Học sinh mu ốn có
kiến thức, kỹ năng phải được thông qua một quá trình khác: Đó là quá trình
ôn tập. Trong 6 mức độ của nhận thức, tôi chú ý đến 2 mức độ là: Mức độ
vận dụng và mức độ sáng tạo.
Mức độ vận dụng là mức độ học sinh có thể vận dụng các kiến
thức cơ bản đã học để giải đươc các dạng BT áp dụng công thức thay số và
tính toán . Còn mức độ sáng tạo yêu cầu học sinh phải biết tổng hợp lại,
sắp xếp lại, thiết kế lại những thông tin đã có để đưa về các dạng BT cơ
5
bản hoặc bổ sung thông tin từ các nguồn tài liệu khác để phân thành các
dạng BT và nêu các phương pháp giải sao cho phù hợp với các kiến thức đã
học.
1.2. Thực trạng của vấn đề:
Việc học tập của học sinh nhằm 2 mục đích: Học để biết và học để thi.
Nếu chỉ học để biết thì học sinh chỉ cần “đọc” và “nhớ”. Còn học để thi học
sinh phải có kỹ năng cao hơn: Nhớ kiến thức > Trình bày kiến thức > Vận
dụng kiến thức > Sáng tạo thêm từ các kiến thức đã có > Kết quả học tập.
Trong các đề thi ĐH CĐ và HSG gần đây: Mỗi đề thi thường có một số
câu hỏi khó (câu hỏi nâng cao) mà nếu hoc sinh chỉ vận dụng công thức SGK
thì không thể làm được. Ví dụ :Chương lượng tử ánh sáng ở SGK lớp 12 cơ
bản có Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo; kiến thức lý thuyết chỉ nói chung chung,
không đi sâu vào từng vấn đề cụ thể nhưng các dạng bài tập đưa ra trong các
kỳ thi ĐH và CĐ lại phức tạp. Với chỉ kiến thức SGK thì học sinh ban cơ
bản không thể nào giải được đề thi ĐH và CĐ phần này. Hơn nữa, “ Mẫu
nguyên tử Bo, Quang phổ vạch của Hidro” với học sinh THPT thật m ới mẻ
và trừu tượng, học sinh chỉ nghe là chính, trường nào có điều kiện thí nghiệm
thì các em được nhìn thấy 4 vạch quang phổ phát xạ của Hidro: đỏ, lam,
chàm, tím. Trường nào không có điều kiện thí nghiệm thì các em chẳng bao
giờ nhìn thấy, cũng chẳng biết các mức năng lượng K, L, M, N, O, P sao lại
có tên như vậy, sao không phải là A, B, C…Trong quá trình giảng dạy tôi
nhận thấy học sinh thường chỉ biết làm những bài tập đơn giản thay vào
công thức có sẵn, còn các bài tập yêu cầu phải có khả năng phân tích đề hoặc
tư duy thì kết quả rất kém. Để giúp học sinh có thể nắm được và vận dụng
các phương pháp cơ bản để giải các bài tập trong các đề thi phần: Mẫu
nguyên tử Bo Quang phổ vạch của Hidro, tôi chọn đề tài: “Huớng dẫn học
sinh lớp 12 ban cơ bản phân dạng và nắm được phương pháp giải bài
tập phần: Mẫu nguyên tử Bo – Quang phổ vạch của Hidro” . Trong đề tài
này, tôi tóm tắt những phần lý thuyết cơ bản, đưa ra các dạng bài tập và
phương pháp giải, bài tập tự luyện nhằm giúp các em ôn tập lí thuyết, phân
dạng bài tập và có phương pháp giải các dạng bài tập.
2. Đối tượng áp dụng, phạm vi, tài liệu và phương pháp triển khai đề
tài.
2.1. Đối tượng áp dụng: Là học sinh lớp 12B3, 12B4 trường THPT Yên Định
3.
Tham khảo cho học sinh lớp 12 Ban KHTN
Thuận lợi:
+ Học sinh cuối cấp, có ý thức mục tiêu rõ ràng trong việc chọn nghề, chọn
trường, chọn khối.
6
+ Học sinh nông thôn, ít tệ nạn xã hội, có ý thức vươn lên để thoát khỏi đói
nghèo.
+ Một số ít học sinh có năng lực, có nguyện vọng thi vào các trường ĐH, các
trường cao đẳng…
Khó khăn:
+ Số học sinh thực sự học được có ý thức tốt đều đã vào ban KHTN, một số
khác vào lớp 12B2.
+ Số học sinh ban cơ bản học tự chọn vật lí ở 2 lớp 12B3, 12B4 chỉ có:
25% có nhu cầu thực sự: có học lực TB khá quyết tâm học để theo
khối A, A1.
40% học để thi tốt nghiệp và theo khối (vì 2 khối này có nhiều ngành
nghề để lựa chọn), số này có học lực TB.
35% không thể thi khối khác (vì xác định không đậu đại học, cao đẳng
sẽ đi học nghề thì môn vật lí cũng rất cần thiết trong học tâp và xét tuyển sau
này), số này có học lực yếu, ý thức kém.
2.2. Phạm vi áp dụng:
Đề tài được sử dụng vào việc:
Ôn tập chính khóa và ôn thi tốt nghiệp ( chỉ là phụ ).
Ôn thi HSG và CĐ – ĐH ( là chính ).
Giáo viên hướng dẫn học sinh ôn tập trên cơ sở: ôn tập lí thuyết, phân
dạng bài tập, giải các bài tập mẫu, ra bài tập ôn luyện có đáp án để học sinh
tự làm.
2.3. Tài liệu nghiên cứu: Sách giáo khoa vật lí 12 cơ bản và nâng cao, sách
giáo viên, các chuyên đề, đề thi và đáp án hàng năm, tài liệu từ internet…
2.4. Phương pháp triển khai đề tài: Thực hiện ôn tập cho học sinh lớp 12
hoặc dạy vào giờ tự chọn.
3. Nội dung đề tài:
3.1. Tóm tắt lí thuyết
3.1.1. Tiên đề Boh
3.1.1.1 Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng
hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng nguyên tử không
bức xạ năng lượng.
Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt
nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo
dừng.
Đối với nguyên tử hidro, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình
phương của các số nguyên liên tiếp:
Bán kính: r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0
Tên quỹ đạo: K L
M
N
O
P
11
Với r0 = 5,3.10 m ; r0 gọi là bán kính Bo
7
3.1.1.2. Tiên đề 2: Nguyên tử ở trạng thái có mức năng lượng Em cao hơn khi
chuyển về trạng thái dừng có mức năng lượng En thấp hơn sẽ giải phóng
một năng lượng:
mn
hc
hf mn
Em
mn
E n và ngược lại.
3.1.1.3. Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong nguyên tử chỉ
chuyển động trên quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo
dừng: rn = n2r0 với r0 = 0,53 A0
Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrô, trạng thái dừng là trạng thái có mức năng
lượng thấp nhất (ứng với quỹ đạo K), các trạng thái có mức năng lượng cao
hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn tại 108 s) Nguyên tử (electron)
chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa hai
mức.
3.1.2. Năng lượng ở trạng thái dừng:
13,6
(eV ) ; E0 = 13,6 eV
n2
En =
3.1.3. Bước sóng:
1
hc
RH (
Em
1
n2
En
13,6.(
1
n2
1
).1,6.10
m2
19
(J) hay:
1
) , với RH = 1,09.107 m1 : Hằng số Ritber
m2
3.1.4 Lực tương tác điện: Fđ =
Lực hướng tâm:
Fht =
k
q1q 2
N .m 2
2
với k = 9.109 C ( hệ số tỉ lệ)
r2
q1, q2 là độ lớn 2 điện tích (C)
r là khoảng cách 2 điên tích (m)
Fđ là lực (N)
mv 2
với m là khối lượng (kg)
r
v là vận tốc (m/s)
r là bán kính đường tròn quỹ đạo (m)
Fht là lực (N)
3.1.5. Quang phổ của nguyên tử Hiđrô:
Các electron ở trạng thái kích thích tồn tại khoảng 108s nên giải phóng năng
lượng dưới dạng phôtôn để trở về các trạng thái có mức năng lượng thấp
hơn.
Sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tử hiđrô khi tạo thành các
dãy quang phổ
E
8
P
O
N
n = 6
n = 5
n = 4
M
n = 3
L
E
n = 2
E2
n =1
E1
K
Lai – man Ban – me Pa – sen
+ Dãy Laiman: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn
về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo K (thuộc vùng tử ngoại).
Chú ý: Bước sóng càng ngắn năng lượng càng lớn.
Lưu ý: Vạch dài nhất λLK khi e chuyển từ L → K
Vạch ngắn nhất λ∞K khi e chuyển từ ∞ → K.
+ Dãy Banme: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn
về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo L (thuộc vùng tử ngoại và
vùng nhìn thấy).
Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch:
Vạch đỏ Hα : ứng với e chuyển từ: M → L
Vạch lam Hβ : ứng với e chuyển từ: N → L
Vạch chàm Hγ : ứng với e chuyển từ: O → L
Vạch tím Hδ : ứng với e chuyển từ: P → L
Lưu ý: Vạch dài nhất λML (Vạch đỏ Hα )
Vạch ngắn nhất λ∞L khi e chuyển từ ∞ → L.
+ Dãy Pasen: Các electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng cao hơn
về trạng thái có mức năng lượng ứng với quỹ đạo M (thuộc vùng hồng
ngoại).
Lưu ý: Vạch dài nhất λNM khi e chuyển từ N → M.
Vạch ngắn nhất λ∞M khi e chuyển từ ∞ → M.
9
* Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của
nguyên từ hiđrô:
1
1
1
13
12
23
và f13
f12
f 23
3.2. Phân dạng bài tập
3.2.1. DẠNG 1: TÍNH BÁN KÍNH, TỐC ĐỘ, NĂNG LƯỢNG, CHU KỲ,
TẦN SỐ... CỦA ELECTRON TRÊN QUĨ ĐẠO DỪNG.
Ví dụ 1: Tìm vận tốc dài của electron trong nguyên tử hiđrô khi electron
chuyển động trên quỹ đạo K có bán kính r0 = 5,3.1011m. Từ đó tìm số vòng
quay của electron trong một đơn vị thời gian. Cho me=9,1.1031kg.
HƯỚNG DẪN
Khi e chuyển động quanh hạt nhân lực hút tĩnh điện luôn hướng về tâm=>
Lúc này lực tĩnh điện đóng vai trò lực hướng tâm.
mv 2
Ta có :
rn
ke 2
k
với rn=n2.ro (rn là bán kính quỹ đạo Bo
2 => v = e.
mrn
rn
thứ n) và k =9.109
Do đó, số vòng quay của electron trong 1s được tính bởi: v =2 r0.n => n
Ví dụ 2: Cho bán kính Bo r0=0,53 A0. tính vận tốc dài của electron trên quĩ
đạo trạng thái kích thích thứ 3. Cho me=9,1.1031kg.
HƯỚNG DẪN
Trạng thái kích thích thứ 3 => n =4. Áp dụng hệ thức v = e.
k
=> v
mrn
Ví dụ 3: Xác định độ biến thiên năng lượng của electron trong nguyên tử
hidro khi nó bức xạ ánh sáng có bước sóng 0,486 m.
HƯỚNG DẪN
Ta có:
hc
hf mn
Em
En
6,62.10 34.3.10 8
0,486.10 6
4,086.10
19
J
2,554eV
Ví dụ 4: (ĐH 2011): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.1011m. Ở
một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ
đạo dừng có bán kính là r = 2,12.1010 m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo
dừng:
A. L.
B. O.
C. N.
D. M.
HƯỚNG DẪN
2
rn = n r0
2,12 x1010
n =
= 4
5,3 x1011
2
n = 2 => Đáp án A
Ví dụ 5: Biết độ lớn của năng lượng toàn phần của electron trong nguyên tử
hidro tỉ lệ nghịch với độ lớn bán kính của quỹ đạo. Năng lượng toàn phần
của electron gồm động năng của electron và thế năng tương tác của nó với
hạt nhân. Mặt khác, lại biết năng lượng toàn phần của electron trên quỹ đạo
10
