Dạy học bài tập chương lượng tử ánh sáng vật lí lớp 12 ( ban cơ bản) theo lý thuyết phát triển bài tập vật lí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG PT NGUYỄN MỘNG TUÂN
--------------

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI:

DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12 (BAN CƠ BẢN) THEO LÝ
THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ

Chuyên môn: Vật lí.
Người thực hiện: NGUYỄN THỊ HƯƠNG
Chức vụ: Giáo viên
Tổ: Lí – Tin

Thanh Hoá – 05/2017


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG PT NGUYỄN MỘNG TUÂN
--------------

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI:

DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12 (BAN CƠ BẢN) THEO LÝ
THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ

Chuyên môn: Vật lí.

Người thực hiện: NGUYỄN THỊ HƯƠNG
Chức vụ: Giáo viên
Tổ: Lí – Tin

Thanh Hoá – 05/2017


MỤC LỤC
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
2.

MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài………………………………………………...
Mục đích nghiên cứu…………………………………………….
Đối tượng nghiên cứu……………………………………………..
Phương pháp nghiên cứu………………………………………...
Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm................................
Nội dung sáng kiến kinh nghiệm...................................................

1
2
2
2
3
3

2.1.

Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.......................................

3

2.2.

Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm........

4

2.3.

Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề...............................

5

2.3.1

Phát triển BTCB 1...........................................................................

8

2.3.2

Phát triển BTCB 2...........................................................................

12

2.4.

Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,

17

với bản thân và đồng nghiệp.
3.

Kết luận, kiến nghị..........................................................................

18

3.1

Kết luận...........................................................................................

18

3.2.

Kiến nghị…………………………………………………………..

19

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………

20

PHỤ LỤC…………………………………………………………


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay chúng ta đang ở những năm đầu của Thế kỷ 21, đã bước vào kỷ
nguyên của thời đại bùng nổ thông tin với nền kinh tế tri thức. Hòa nhập với xu
thế chung về đổi mới của nước ta, ngành Giáo dục và Đào tạo đang tích cực đổi
mới về mọi mặt. Trong Nghị quyết hội nghị lần thứ IV của BCH Trung ương
Đảng khóa VII đã chỉ rõ “....nâng cao chất lượng giáo dục nhằm mục tiêu hình
thành và phát triển nhân cách XHCN của thế hệ trẻ, đào tạo đội ngũ lao động có
văn hóa, có kỹ thuật và giàu tính sáng tạo, đồng bộ về ngành nghề, phù hợp với
phân công lao động của xã hội....”. Trước sự phát triển của thế giới, ngành Giáo
dục Việt nam đang mang trên vai một trọng trách nặng nề, cần có những bước
phát triển đúng hướng và nhảy vọt để tạo ra được nguồn nhân lực trình độ cao,
đáp ứng được các yêu cầu trong nước và hội nhập quốc tế. Cung cấp nguồn nhân
lực, đặc biệt là nguồn nhân lực trình độ cao, chính là sứ mạng của ngành Giáo
dục và Đào tạo.
Trong việc dạy học các bộ môn tự nhiên nói chung và dạy học môn vật lý
nói riêng, bài tập hỗ trợ đắc lực cho việc củng cố, vận dụng, mở rộng và hoàn
thiện kiến thức lý thuyết đã học một cách sinh động có hiệu quả. Bài tập có ý
nghĩa quan trọng trong việc kiểm tra đánh giá kiến thức, hình thành tính tự lực,
tính kiên trì, trong việc tìm tòi và khám phá cái mới, khả năng vận dụng kiến
thức vào thực tiễn và đời sống một cách linh hoạt.
Việc dạy học Vật lý ở một số trường trung học phổ thông hiện nay chưa
phát huy được hết vai trò của bài tập vật lý trong việc thực hiện các nhiệm vụ
dạy học. Một phần do đa số giáo viên chỉ giao bài tập ở sách giáo khoa để cho
học sinh tham khảo và xem đó là bài tập mẫu để học sinh làm các bài khác. Do
đó chưa phát huy được tính sáng tạo của học sinh trong giải bài tập vật lý và khi

áp dụng cũng không linh hoạt, nhất là khi cho bài tập khác dạng thì học sinh lúng
túng không giải quyết được. Bên cạnh đó đa số học sinh hiện nay cũng còn thụ
động trong việc học tập của mình, các em chỉ học xoay quanh những gì mà giáo
viên đã cung cấp chứ ít chủ động tìm tòi học tập điều mới ngoài thông tin từ
người thầy. Mặt khác một số học sinh sau thời gian học tập ở trường khi về nhà
do phải giúp đỡ gia đình nên không có thời gian tự tìm tòi học hỏi thêm.
Từ những lý do đó, tôi chọn đề tài: Dạy học bài tập chương “Lượng tử ánh
sáng” vật lí 12 (ban cơ bản) theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập chương “Lượng tử ánh sáng” vật lý 12 (ban cơ
bản) theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý và đề xuất các phương án sử dụng bài
tập vật lý nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương này nói riêng và
dạy học vật lí ở trường THPT nói chung.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Vai trò và tác dụng của bài tập, lý thuyết phát triển bài tập trong dạy học
vật lí ở trường THPT.
Vận dụng lí thuyết phát triển bài tập trong sự xây dựng và sử dụng bài tập
ở chương “Lượng tử ánh sáng” vật lí lớp 12 ban cơ bản.
Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn
Mộng Tuân thuộc địa bàn huyện Đông Sơn, tỉnh Thanh Hóa.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu LLDH BTVL ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập Vật lý.
- Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý ở trường THPT Nguyễn Mộng
Tuân và các truờng THPT thuộc huyện Đông Sơn Thanh Hoá.


- Tìm hiểu mục tiêu, nội dung dạy học chương “Lượng tử ánh sáng” Vật lý
12 ban cơ bản.

- Xây dựng hệ thống bài tập Vật lý theo Lý thuyết phát triển bài tập
chương “Lượng tử ánh sáng” Vật lý 12 ban cơ bản.
- Đề xuất các phương án dạy học sử dụng hệ thống bài tập Vật lý đã xây
dựng theo Lý thuyết phát triển bài tập.
- Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế.
1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm
- Góp phần hiện thực hóa lý thuyết phát triển bài tập trong dạy học bài tập
vật lý ở trường phổ thông.
- Xây dựng được hệ thống 5 BTCB chương “Lượng tử ánh sáng”, có hơn 10
bài tập điển hình minh họa cho sự phát triển BTVL.
- Thiết kế 1 tiến trình dạy học BTVL có sử dụng lý thuyết phát triển bài tập
nhằm ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và phát triển năng lực tư duy cho học sinh.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Bài tập là một phương tiện dạy học truyền thống phát huy có hiệu quả chức
năng giáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Chính vì
vậy, dạy học bài tập vật lý giữ vị trí đặc biệt quan trọng. Trong chương này
chúng tôi hệ thống hóa những cơ sở lí luận về BTVL và giới thiệu một lý thuyết
mới về dạy học BTVL đang được nghiên cứu, triển khai gần đây nhằm khai thác
hiệu quả hơn các chức năng lí luận dạy học của BTVL, đặc biệt là nâng cao tính
chủ động học tập của HS trong hoạt động giải BTVL, biến học thành tự học.
Khái niệm phát triển bài tập vật lý
+ BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản
(Một khái niệm hoặc một định luật vật lý), có sơ đồ cấu trúc như sau:


Dữ kiện a, b, c

1 KTCB

Giả thiết

Ẩn số x
Kết luận

+ BTTH: là bài tập mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên.
Như vậy, BTTH là tổ hợp các bài tập cơ bản. Thực chất của việc giải BTTH là
việc nhận ra các BTCB trong các bài tập cơ bản đó.
Phát triển bài tập là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các phương án
khác nhau.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy BTVL và đặc biệt nâng cao hiệu quả
của BTVL vừa giải, chúng ta không nên thỏa mãn với việc tìm ra lời giải và đáp
số mà hãy nhìn nhận bài tập vừa chữa dưới góc độ khác nhau, với những lời giải
khác nhau (nếu có), hãy xem xét ý nghĩa các số liệu, đối chiếu chúng với thực tế,
rút ra những nhận xét bổ ích, chỉ ra được mấu chốt của từng lời giải, đâu là cái
mới, cái cũ, ... Nói cách khác, chúng ta phải mổ xẻ bài tập vừa giải cũng như lời
giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó.
Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh thường gặp nhiều bài tập cùng
dạng tuy chúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những công
thức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải. Nếu như vậy thì sẽ
không hiệu quả khi chúng ta yêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bài tập
khác trong cùng một dạng, nó vừa mất thời gian, dễ dẫn đến nhàm chán và
không phát huy được các đối tượng học sinh khá giỏi. Chính vì vậy, cần chọn bài
tập điển hình, sau đó thông qua bài tập điển hình nhận xét, đánh giá chỉ ra lời giải
cho các bài tập khác.


Trong tài liệu tham khảo học sinh thường gặp các bài toán phức tạp mà khi
giải chúng, buộc các em phải chia thành các bài tập nhỏ để giải, đó là các BTCB.

Việc chuyển BTTH thành các BTCB là công việc khó khăn nhất của học sinh vì
các em khó phát hiện trong BTTH mình gặp bao gồm những BTCB nào. Thế thì
chúng ta hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTPH (mở rộng bài tập). Nếu
làm được điều này thì khi gặp những BTTH, các bài tập cùng dạng với bài tập
vừa giải học sinh dễ dàng tìm ra lời giải. Nói như vậy có nghĩa là thông qua
BTCB học sinh nắm được BTTH, thông qua lời giải BTCB học sinh có lời giải
BTTH.
Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được một
bài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không những nắm
kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực
làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh. Vì ở đây học sinh vừa cố gắng
hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập. Lúc này giáo
viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu.
Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập không nên phức tạp hóa bài toán quá
nhiều và mất thời gian cho công việc này. Chúng ta nên phân bố thời gian một
cách hợp lý để hoàn thành nhiệm vụ hướng dẫn HS giải bài tập, đó là củng cố
kiến thức cũ, giúp HS nắm kiến thức mới, phát triển năng lực làm việc độc lập,
tích cực nhận thức đồng thời giúp học sinh nắm bắt thêm những dạng toán tương
tự, những BTTH trên cơ sở những BTCB vừa giải.
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình, muôn vẻ. Về
mặt lý luận, có thể khái quát phát triển bài tập như sau:
Phương án 1. Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCB khác
có độ khó tương đương.


BTCB
cũ:
BTCB mới:

f (a, b, c, x)
Giả thiết a, b, c

Kết luận x

Cho a, b, x

Tìm c

Cho a, c, x

Tìm b

Cho b, c, x

Tìm a

Phương án 2. Phát triển giả thiết BTCB
Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình biểu
diễn kiến thức cơ bản mà kiên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian a,
b, ... nhờ phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác. Phát triển giả thiết
BTCB là thay giả thiết của bài tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các đại
lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số.
- Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số cái chưa biết).
Tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian.

Cho a1, a2
KTCB a
a

KTCB (a,b,x)

b
KTCB b
Cho b1, b2

Tìm x


Phương án 3. Phát triển kết luận BTCB
- Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến thức
cơ bản mà thông qua các ẩn số trung gian. Phát triển kết luận là thay kết luận của
BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y, ... liên kết dữ
liệu a, b, c ... và các ẩn số x1, y1...
f (X, x1 )
Ẩn số trung gian X

Ẩn số x1

KTCB x1

Điều kiện a, b, c
Ẩn số trung gian Y

f (Y, y1)

Ẩn số x2

KTCB x2

- Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài toán
trung gian).
Phương án 4. Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết hợp
phương án 1 và phương án 2).
bx1, bx2

b1, b2

ax1, ax2

Chưa biết bx

Chưa biết b

Ẩn số x1

Chưa biết ax

Chưa biết a

G thiết a, b, c

Kết luận x
f( a,b,c,x)
Ẩn số x3

a1, a2
Chưa biết cx

Chưa biết c

cx1, cx2

c1, c2

Ẩn số x2


Phương án 5. Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết
kết luận (kết hợp cả 4 hướng trên).
Tìm c

ax1, ax2

Chưa biết ax

a1, a2
Chưa biết a

Cho
a, b, x1

Tìm b

Ẩn số
x1

Cho
a, c, x2

Kết
luận x

Ẩn số
x2

b1, b2
Chưa biết
bx
bx1, bx2

Chưa biết
b
Chưa
biết cx

cx1, cx2

Giả thiết
a, b, c

f( a,b,c,x)

Chưa biết c

Ẩn số x3

c1, c2

Cho

b, c, x3
Tìm a

2.3.1. Phát triển BTCB 1.
Căn cứ vào lý thuyết về các phương án xây dựng các BTTH từ BTCB, đối
với chương “Lượng tử ánh sáng”, ta có các hướng phát triển sau:
Theo phương án 1 (PA1)
Đối với BTCB 1, ta có thể hoán vị giả thiết và kết luận bằng cách:
Giả thiết
Cho

ε = hf

Kết luận
f


Bài tập 1: Tính tần số của một bức xạ. Biết lượng tử năng lượng của ánh sáng đó
bằng 2,86 eV.
Giải
Tần số của một bức xạ có lượng tử năng lượng bằng 2,86 eV là:
ε
2,86.1, 6.10−19
⇒ f=
=
= 0,6907. 1015Hz.
h
6, 625.10−34

ε = hf

Theo phương án 2
Trong bài tập cơ bản 1, để tính lượng tử năng lượng ta có thể cho tần số f
một cách gián tiếp. Tuy nhiên, tùy vào đối tượng học sinh mà chúng ta phát triển
giả thiết ở các mức độ khác nhau. Ví dụ cho f thông qua λ và c.

Chưa biết
f

Kết luận

ε = hf

Cho
,c

Bài tập 2: Tính lượng tử năng lượng của ánh sáng có bước sóng 0,434 µm . Biết
h = 6,625.10 -34J.s; c = 3.10 8m/s.
Giải
Lượng tử năng lượng của ánh sáng có bước sóng 0,434 µm là:
ε = hf =

c. Theo phương án 3

hc
6, 625.10−34.3.108
=
= 26,5.10 −20 (J).
λ
0, 434.10−6

Trong bài tập cơ bản 1, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm lượng tử năng lượng,
ta có thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm động lượng.
Giả thiết
Cho f

ε

ε = hf

Tìm
p, m

Bài tập 3: Hãy tính động lượng, khối lượng của phôtôn ứng với tia phóng xạ γ
có tần số f = 3.1014 MHz. Biết h = 6,625.10 -34J.s; c = 3.10 8m/s.
Giải
Bức xạ γ có f = 3.10 14 MHz = 3.10 20 Hz
Năng lượng: ε = hf = 1,9875.10 13J = 1,242 eV
Động lượng: p =

h hf ε
=
= = 6,625.10 −20 kg.m/s
λ c c

Khối lượng: m ph =

ε
= 2,21.10 −28 kg

2
c

d. Theo phương án 4
Trong bài tập cơ bản 1, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm lượng tử năng
lượng, ta có thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm công suất bức
xạ của nguồn sáng. Bên cạnh đó, ta còn phát triển giả thiết bằng cách cho f
không tường minh. Nhằm củng cố kiến thức cho học sinh.
Bài tập 4: Chiếu lên catốt của một tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng
0,421 µ m thì số photôn đến catốt trong mỗi giây là 2,6.10 18. Tính công suất
chiếu lên catôt.
Chưa biết
f
v
Cho ,c

ε = hf

ε

Tìm P
Cho n


Giải
c
3.108
Tần số của bức xạ: f = =
= 7,126.1014 Hz
λ

0, 421.10−6

Năng lượng:

ε = hf = h

Công suất chiếu lên catôt:

c
=6,625.10-34.7,126.1014 = 47,2.10-20 J.
λ

P

hc

= n λ . λ = 2,6.1018.47,2.10-20
= 122,74.10-2W = 1,23W.

e. Theo phương án 5
Trong thực tế có những bài tập tổng hợp khó hơn, chúng ta có thể xuất phát
từ bài tập cơ bản bằng cách vừa hoán vị, vừa phát triển giả thiết và kết luận. Tạo
ra bài tập tổng hợp mới khó hơn nhằm củng cố và phát triển tư duy cho học sinh.
Bài tập 5.
Catôt của một tế bào quang điện có công thoát A = 1,88eV. Chiếu lên catôt
này một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ thì tốc độ ban đầu cực đại của các
êlectron quang điện bằng 4,8.10 5 m/s. Tính bước sóng λ, hiệu điện thế giữa anôt
và catôt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện với bức xạ đơn sắc
có bước sóng λ.

Chưa biết
ε

U
ε=

Cho A, v

hc
λ

Tìm U


Giải
Biết v0 max = 4,8.105 m/s; A = 1,88eV
Áp dụng công thức Anh - xtanh:
2
−31
5 2
ε = hc = A + m e v 0 max = 1,88.1,6.10-19 + 9,1.10 .(4,8.10 )
2

λ

2

= 4,06.10-19J
λ=

Suy ra

hc
ε

=

6, 625.10−34.3.108
= 4,895.10-7m
4, 061
. 0−19

= 0,4895 µ m
Dòng quang điện triệt tiêu: UAK= Uh; UAK < 0 ⇒ UAK = - Uh
Áp dụng

hc
= A + Wd 0 ma x = A + e.U h
λ

1  hc

Suy ra U h =  − A  = 0,66 V
e λ

Hay UAK = - Uh = - 0,66V
2.3.2. Phát triển BTCB 2
Căn cứ vào lý thuyết về các phương án xây dựng các BTTH từ BTCB, đối
với chương “Lượng tử ánh sáng” ta có các hướng phát triển sau:
Theo phương án 1 (PA1)

Căn cứ vào giả thiết và kết luận của BTCB 2, ta có thể hoán vị chúng
thành các dạng bài tập sau:
Bài tập 6. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là 3,03eV. Biết h =
6,625.10 -34J.s; c=3.10 8 m/s; Tính giới hạn quang điện λ 0 .

Giả thiết
Cho A

hc

A=λ

0

Kết luận


Giải
Giới hạn quang điện:
hc 6, 625.10−34.3.108
=
λ0 =
= 0,4102µm.
A
3, 03.1, 6.10−19

Theo phương án 2
Trong bài tập cơ bản 2, để tính giới hạn quang điện ta có thể cho λ 0 một
cách gián tiếp. Tuy nhiên, tùy vào đối tượng học sinh mà chúng ta phát triển giả
thiết ở các mức độ khác nhau. Ví dụ cho λ 0 thông qua λ '0 .

Bài tập 7. Giới hạn quang điện của Kẽm là 0,36µm. Giới hạn quang điện của
Natri lớn hơn của Kẽm là 1,4 lần. Xác định công thoát của Natri.
Chưa biết
hc

A=λ

Kết luận
A

0

Cho

Giải
Giới hạn quang điện của Natri là:
λna = 1,4λ zn =0,36.1,4 = 0.504µm.

Công thoát của Natri là:
hc 6, 625.10−34.3.108
= 39, 43.10−20 J
A=λ =
−6
0,504.10
0

Theo phương án 3
Trong bài tập cơ bản 2, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm lượng tử năng lượng,
ta có thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm động năng ban đầu
cực đại của electron.

Bài tập 8. Một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 500nm. Chiếu vào tấm
kim loại này một bức xạ có tần số 8,57.10 14Hz. Tính động năng ban đầu cực đại
của electron.
Giả thiết
Cho

hc

A=λ

A

0

Tìm
W

Giải
Công thoát của electron ra khỏi kim loại là:
hc
6, 625.10−34.3.108
A=λ =
= 3,975.10-19J
−6
0,5.10
0

Động năng ban đầu cực đại của electron là:

W omax = hf – A = 6,625.10-34.8,57.1014 - 3,975.10-19
= 1,7.10-19J.
Theo phương án 4
Trong bài tập cơ bản 2, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm công thoát, ta có
thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm tần số. Bên cạnh đó, ta còn
phát triển giả thiết bằng cách cho λ 0 không tường minh. Nhằm củng cố kiến thức
cho học sinh.
Bài tập 9. Chiếu lần lượt hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 250nm và
λ2=300nm vào cùng một tấm kim loại thì tốc độ ban đầu cực đại của êlectron
quang điện tương ứng là v1 max = 7,305.105 m/s và v2 max = 4,925.105 m/s. Cho biết
h = 6,625.10-34 J.s; e = 1,6.10 -19C. Đặt tấm kim loại đã cho ở trên cô lập về điện,
chiếu lên tấm kim loại bức xạ có tần số f thì nó đạt điện thế cực đại bằng 2,5V.
Tính tần số f?


hc

A=λ

Cho

λ 2,v12max

0

A

Tìm
f

Cho

λ 1,v1 max

Giải
m v2
Áp dụng công thức Anh - xtanh: hc = A + e 0 max
λ
2

m v2
 hc = A + e 1 max
λ
2
 1

 hc
m e v 22 max

=A+
2
λ2


Với 2 bức xạ λ1, λ2 ta có:


1 
 1
2

2


Hay m e  v1 max − v 2 max  = 2hc − 


λ
λ 
2 
 1

Suy ra: m e =

(v

2hc
2
1 max

− v2

2 max

)


1 
 1
−


λ
λ 
2 
 1

Thay số ta được: me = 9,1.10-31kg
m e v12max hc m e v12max
hc
Từ công thức:
=A+
= +
λ1
2
λ0
2
Suy ra:

λ0 =

hc
−
λ1

hc
= 0,35 μm
2
m e v1 max
2

Công thoát của tấm kim loại là:

hc
6, 625.10−34.3.108
A= λ =
= 56,79.10-20J.
−6
0,35.10
0

Tấm kim loại đặt cô lập về điện, khi xuất hiện hiện tuợng quang điện thì
tấm kim loại mang điện tích dương và tăng dần. Khi đạt hiệu điện thế cực đại
thì điện thế cực đại V max đóng vai trò như hiệu điện thế hãm U h trong tế bào
quang điện
Áp dụng:

hf = A + Wđ 0 max ⇔ hf = A + eUh = A + eVmax

Suy ra:

f=

A + e.Vmax
h

= 1,437.1015 Hz

Theo phương án 5
Trong thực tế có những bài tập tổng hợp khó hơn, chúng ta có thể xuất phát
từ bài tập cơ bản bằng cách vừa hoán vị, vừa phát triển giả thiết và kết luận. Tạo

ra bài tập tổng hợp mới khó hơn nhằm củng cố và phát triển tư duy cho học sinh.
Bài tập 10. Chiếu lên catôt của một tế bào quang điện một bức xạ đơn sắc có
bước sóng λ = 0,4340µm. Để triệt tiêu dòng quang điện cần hiệu điện thế hãm
Uh = 0,36V. Chiếu lên catôt của tế bào quang điện trên đồng thời 2 bức xạ có tần
số f1 = 2.1015Hz và bức xạ có bước sóng λ2 = 0,18µm. Tính hiệu điện thế hãm để
triệt tiêu dòng quang điện lúc này.

Cho λ ,Uh

Ẩn số trung
gian

A

f,

Giải
Theo giả thiết: λ = 0,4340µm; Uh = 0,36V

U


Theo công thức Anh - xtanh:
Suy ra: A =

hc
= A + Wd 0 ma x = A + eUh
λ

hc

− eU h = 4.10-19J = 2,5 eV
λ

Bước sóng: λ 0 =

hc
≈ 0,497 μm
A

Chiếu đồng thời 2 bức xạ f1 = 2.1015 Hz và λ2 = 0,18µm
c
λ1 = = 0,15 μm ; λ2 = 0,18µm ⇒ λ1 < λ2
f1
Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện thì công cản do hiệu điện thế hãm
(Uh) phải cản được êlectron quang điện có động năng lớn nhất
Vì λ1 < λ2, êlectron có động năng ban đầu cực đại phải do phôtôn trong
hc
= A + e(U h )1
λ1

chùm bức xạ λ1 gây ra, nên:


1  hc

(U
)
=
−
A

suy ra:
h 1

 = 5,78V

e λ


d max =

1



1  hc


− A  = 0,66 mm
eE  λ


2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản
thân và đồng nghiệp.
Từ những nhận xét và phân tích số liệu của các bài kiểm tra cho phép
khẳng định giả thuyết khoa học của luận văn là đúng đắn. Các kết quả thu được
đã chứng tỏ:
Phát triển BTCB thành BTTH và sử dụng nó trong BTVL đã giúp cho học
sinh thuận lợi trong việc tìm lời giải của bài toán, đồng thời nó dạy cho học sinh
biết cách suy luận từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và ngược lại. Có tác
dụng rõ rệt trong việc phát triển hoạt động nhận thức tích cực của học sinh. Điều

này chứng tỏ dạy BTVL theo lý thuyết phát triển có tác dụng tích cực, đem lại sự


hứng thú học tập ở học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý nói
riêng và chất lượng giáo dục nói chung.
Trong các giờ kiểm tra, quan sát tốc độ làm bài của học sinh thực nghiệm và
chấm bài kiểm tra, chúng tôi thấy khả năng đặt các đề bài tập mới từ BTCB và
phân tích bài tập tổng hợp thành những BTCB của đa số HS rất tốt. Học sinh rất
tích cực, sôi nổi trong việc giải BTCB, đặt các đề bài tập mới và tìm phương
pháp giải chúng. HS tự lực xây dựng BT mới theo PA1, PA2, PA3. Những PA4,
PA5 HS chỉ có thể làm quen theo mẫu GV đưa ra.
Vì vậy, vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý để học sinh quen dần các
dạng bài tập, rèn luyện khả năng tự học, tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo
cho học sinh là rất cần thiết, đặc biệt là phần lượng tử ánh sáng.
3. Kết luận, kiến nghị
3.1. Kết luận
Qua tìm hiểu vai trò, tác dụng của BTVL, phương pháp dạy học BTVL, lý
thuyết phát triển BTVL và trên cơ sở lý luận về việc phát triển tích cực hoạt
động nhận thức HS trong quá trình dạy học BTVL nhằm nâng cao chất lượng
dạy học. Đề tài đã khẳng định được một số vấn đề sau:
- Hệ thống BTCB của chương “Lượng tử ánh sáng’’ là hợp lý, đảm bảo cho
học sinh vận dụng và cũng cố được kiến thức cơ bản của chương.
- Trên cơ sở phân tích nội dung chương “Lượng tử ánh sáng’’ lớp 12
(chương trình chuẩn) và dựa vào cơ sở lí luận dạy học về lý thuyết phát triển
BTVL, chúng tôi đã xây dựng được hệ thống 2 BTCB của chương “Lượng tử
ánh sáng’’ và được 10 BTTH theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý phong phú
và phù hợp, từ đơn giản đến phức tạp, mô hình hoá các bài tập bằng sơ đồ, tạo
điều kiện thuận lợi cho HS trong việc phân tích các bài tập, qua đó góp phần
nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức và kỹ năng của HS.

- Đã tiến hành thực nghiệm ở trường THPT Nguyễn Mộng Tuân. Qua thực
tế dạy học ở phổ thông cho thấy, việc dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BT
có tác dụng tích cực, thu hút nhiều HS cùng tham gia giải bài tập và đặt đề bài
tập theo sự hướng dẫn của GV. HS có thể từ một bài tập cơ bản ban đầu biến đổi
theo các hướng khác nhau để bài tập phức tạp dần, huy động thêm các kiến thức
để nội dung bài tập phong phú dần, tính thực tiễn ứng dụng tăng lên; HS từ chỗ
thụ động giải bài tập do giáo viên giao đến chỗ chủ động đặt bài tập để giải theo
mục tiêu cho trước. HS không cần giải nhiều bài tập mà chỉ cần một hệ thống bài
tập xác định vẫn nắm vững nội dung dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng. Vì
vậy, vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý để học sinh quen dần các dạng
bài tập, rèn luyện khả năng tự học, tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo, qua đó
góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức và kỹ năng của học sinh là rất
cần thiết, đặc biệt là phần động học chất điểm. Mặt khác, vì đây là phần đầu của
chương trình nên nếu nắm được việc vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vào
dạy học bài tập vật lý sẽ giúp học sinh củng cố kiến thức và bồi dưỡng tư duy
linh hoạt, sáng tạo, có cái nhìn rõ ràng cho từng phần tiếp theo. Nhưng việc
chuẩn bị giờ dạy đòi hỏi GV phải có sự chuẩn bị công phu, đầu tư nhiều cho giờ
dạy, có kế hoạch tổ chức hoạt động học tập cho HS một cách phù hợp. Đó là một
công việc đòi hỏi người GV phải có sự quyết tâm và lòng nhiệt tình.
3.2. Kiến nghị
Trên cơ sở của đề tài này có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các phần
khác thuộc chương trình vật lý phổ thông kể cả việc tổ chức, hướng dẫn HS phát
triển các bài tập thí nghiệm theo hướng này. Để có đủ cơ sở cho việc kết luận về
hiệu quả của phương pháp này cần thực hiện nhiều lần và trên các đối tượng
khác nhau. Vấn đề này sẽ là hướng nghiên cứu tiếp theo của tôi trong quá trình
công tác.
Vì hạn chế về mặt thời gian và kinh nghiệm công tác giảng dạy của bản
thân chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình viết đề

tài này. Nên rất mong được sự góp ý chân thành của đồng nghiệp để giúp tôi
hoàn thiện đề tài và hoàn thành tốt hơn công tác giảng dạy.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN
CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Hiệu trưởng

Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2017
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.
Người thực hiện

NGUYỄN THỊ HƯƠNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. Trần Hữu Cát, PP luận NCKH Vật lý, Nghệ An 2004
2. Nguyễn Thị Hương, Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập Vật lý vào dạy học
chương “Dao động cơ” vật lý 12 THPT nhằm tích cực hóa hoạt động nhận
thức của HS, luận văn thạc sĩ giáo dục, Vinh 2008.
3. Nguyễn Quang Lạc(chủ biên), Nguyễn Đình Thám, Rèn luyện kĩ năng giải
bài tập vật lí THPT “Sóng ánh sáng-Lượng tử ánh sáng” , NXBGDVN
2008.
4. Vũ Thanh Khiết, PP giải toán vật lý 12, NXBGD 2008.
5. Nguyễn Quang Lạc, Lí luận dạy học hiện đại ở trường PT, 1995.
6. Hồ Sỹ Linh, Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo dạy học chương Dao động
điện - Dòng điện xoay chiều lớp 12 THPT, luận văn thạc sĩ giáo dục, Vinh

2005.
7. Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm (1996), Phương pháp giảng dạy vật lý,
NXB Giáo dục.
8. Trần Hữu Phước, Vận dụng lí thuyết phát triển bài tập vật lí dạy học chương
“Động học chất điểm” luận văn thạc sĩ giáo dục, Vinh 2011.
9. Mai Chánh Trí, Ngô Ngọc Thủy. Chuyên đề vật lý 12, “Sóng ánh sáng-Lượng
tử ánh sáng”, NXBGD, 2009.
10. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương
pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm

PHỤ LỤC
GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM


Giáo án (tiết 53). Bài tập về thuyết lượng tử ánh sáng.
Giáo án này hướng dẫn học sinh nắm được kiến thức cơ bản trong bài “
Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng” và bài “ Hiện tượng quang
điện bên trong”, giải được các bài tập cơ bản và phát triển các bài tập cơ bản đó
thành hệ thống bài tập tổng hợp nhằm củng cố kiến thức và phát triển tư duy cho
học sinh.
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Giúp học sinh nắm vững thêm các khái niệm về hiện tượng quang điện
(ngoài), hiện tượng quang điện bên trong và ba định luật quang điện.
- Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng và viết, hiểu
được công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện ngoài.
2. Kỹ năng
- Vận dụng được thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích ba định luật quang
điện.
- Giải được các bài tập về hiện tượng quang điện.

II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Chuẩn bị bài tập về hiện tượng quang điện: Công thức Anh-xtanh về hiện
tượng quang điện ngoài hf = A +

2
hc
mv0max
. Hệ thức λ ≤ λ0, trong đó λ 0 = .
A
2

- Đề ra phương pháp giải các loại bài tập này.
- Các phiếu học tập
- Lớp chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm 8 học sinh.
2. Học sinh