Phân loại, đề ra cách giải, lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương VI. Sóng ánh sáng lớp 12 THPT, ban KHTN nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lý

Khoá luận tốt
Mở đầu
1. Lý do chn ti
Hin nay, t nc ta ang bc vo thi k cụng nghip húa - hin i
húa, hũa nhp vi cng ng trong khu vc ụng Nam v th gii.
Trc tỡnh hỡnh ú, Hi ngh ban chp hnh Trung ng ng ln 2 khúa
VIII ó ch rừ nhim v v mc tiờu c bn ca giỏo dc l nhm xõy dng
nhng con ngi lm ch tri thc khoa hc v cụng ngh tiờn tin hin i,
cú t duy sỏng to, cú k nng thc hnh gii. t c mc tiờu ú cn
phi i mi phng phỏp dy hc cỏc b mụn núi chung v vt lý núi
riờng. Trong thc tin dy hc trng ph thụng, vic gii bi tp vt lý
(BTVL) l cụng vic din ra thng xuyờn v cú v trớ ht sc quan trng
trong vic hon thnh nhim v dy hc. Nú tỏc ng tớch cc n quỏ
trỡnh giỏo dc v phỏt trin ca hc sinh, ng thi l mt trong nhng bin
phỏp kim tra ỏnh giỏ thc cht s nm vng kin thc ca h.
Thc t dy hc cho thy s lng BTVL trong sỏch giỏo khoa, sỏch bi
tp v cỏc ti liu tham kho rt nhiu. Th nhng do thi lng cú hn,
hc sinh c giỏo viờn hng dn gii v t lc gii khụng nhiu bi tp.
Vỡ th, hc sinh gp rt nhiu khú khn trong vic nm bt kin thc mt
cỏch cú h thng ca tng chng. Do ú, vic phõn loi, ra cỏch gii,
la chn v hng dn gii bi tp trong mi chng cho phự hp vi i
tng v vic dy hc l rt quan trng.
Xut phỏt t nhng lý do trờn, chỳng tụi thy rng vic nghiờn cu ti
Phõn loi, ra cỏch gii, la chn v hng dn gii h thng bi
tp chng VI. Súng ỏnh sỏng lp 12 THPT, Ban KHTN nhm nõng
cao cht lng dy hc mụn Vt lý l rt cn thit.

SV: Bùi Thị

1

K31A


2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu một số vấn đề lý luận giải BTVL, xác định mức
độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản của chương VI. Sóng ánh sáng và
tìm hiểu thực tế việc dạy học bài tập chương mà phân loại bài tập, đề ra
cách giải từng loại, lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương
nhằm nâng cao chất lượng dạy học chương này nói riêng và bộ môn vật lý
lớp 12 THPT nói chung.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Nghiên cứu một số cơ sở lý luận về BTVL.
3.2. Xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương VI. Sóng ánh
sáng lớp 12 THPT, Ban KHTN.
3.3. Điều tra thực trạng dạy học giải BTVL chương VI. Sóng ánh sáng của
giáo viên, học sinh trường THPT Giao Thuỷ B (Nam Định)
3.4. Phân loại, đề ra cách giải, lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ
thống bài tập chương VI. Sóng ánh sáng.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng: Hệ thống bài tập chương VI. Sóng ánh sáng lớp 12 THPT,
Ban KHTN .
4.2. Phạm vi nghiên cứu: Dạy học hệ thống bài tập chương VI. Sóng ánh
sáng của giáo viên, học sinh trường THPT Giao Thuỷ B ( Nam Định)
5. Phương pháp nghiên cứu
Trong khoá luận, chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp chủ
yếu là: Nghiên cứu lý luận, điều tra cơ bản qua dự giờ, trò chuyện với giáo
viên, học sinh.


Néi dung

1. Lý luận về BTVL
1.1. Quan niệm về BTVL
Theo X.E.Camenetxki và V.P.Ôrêkhôv:
- Theo nghĩa hẹp: Trong thực tiễn dạy học BTVL được hiểu là một vấn
đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những
suy luận logic những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và
phương pháp vật lý.
- Theo nghĩa rộng: Sự tư duy định hướng tích cực luôn luôn là việc giải
bài tập hay một vấn đề mới xuất hiện do nghiên cứu các tài liệu sách giáo
khoa trong các tiết học vật lý chính là một bài tập đối với học sinh.
- Trong sách giáo khoa BTVL là những bài luyện tập được lựa chọn phù
hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu hiện tượng vật lý, hình thành khái
niệm, phát triển tư duy vật lý của học sinh và rèn luyện kỹ năng vận dụng
kiến thức của họ vào thực tiễn [8,Tr.337]
- Như vậy theo định nghĩa nói trên chúng tôi thấy rằng BTVL có hai
chức năng là hình thành kiến thức mới và tập vận dụng kiến thức cũ
1.2. Tác dụng của BTVL trong dạy học.
BTVL là một trong các phương pháp dạy học nhằm thực hiện tất cả
các nhiệm vụ dạy học vật lý ở các trường phổ thông cụ thể là:
- BTVL giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn các quy luật vật lý, biết phân tích
và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào việc tính toán kĩ thuật.


- BTVL là một trong những phương tiện hình thành kiến thức mới đảm
bảo cho học sinh nắm được những kiến thức mới một cách sâu sắc và vững
chắc .
- BTVL là một phương tiện để pháp triển tư duy, óc tưởng tượng. Bởi
trong quá trình giải quyết tình huống cụ thể do bài tập đề ra cho học sinh
phải vận dụng các thao tác tư duy để tự lực giải quyết vấn đề, do đó hình

thành ở học sinh tính độc lập trong suy luận kiên trì khắc phục khó khăn.
- BTVL là phương pháp ôn tập, củng cố kiến thức đã học. Thông thường
khi giải bài tập, học sinh không chỉ đơn thuần vận dụng các kiến thức của
bài vừa học mà phải nhớ lại các kiến thức cũ đã học có liên quan, có khi
phải vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học trong một chương, phần. Khi
đó học sinh sẽ nắm được mối liên hệ các kiến thức cơ bản với nhau, nhờ đó
ghi nhớ sâu sắc hơn các kiến thức đã học.
- BTVL là một trong những phương tiện kiểm tra, đánh giá mức độ nắm
vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và thói quen của học sinh một cách chính
xác. Khi vận dụng kiến thức để giải bài tập, học sinh không những phải
hiểu kiến thức có liên quan mà còn phải biết vận dụng sáng tạo vào tình
huống cụ thể để tìm ra lời giải. Vì vậy sẽ giúp pháp triển được trình độ trí
tuệ, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm của học sinh trong học tập, giúp
vượt qua những khó khăn, khắc phục sai lầm đó .
- BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và
hướng nghiệp cho học sinh .
1.3. Phân loại BTVL theo phương thức giải
Có nhiều cách phân loại BTVL, tuỳ theo cách chọn dấu hiệu để phân loại.
Cách phổ biến hơn cả là dựa vào phương thức giải. Theo đó người ta chia
BTVL thành những loại sau: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập


đồ thị, bài tập thí nghiệm. Trong phạm vi của đề tài nghiên cứu chúng tôi
chỉ quan tâm đến phương án phân loại BTVL theo phương thức giải và chỉ
sử dụng 2 loại bài tập là bài tập định tính và bài tập định lượng
1.3.1. Bài tập định tính
Đó là những BTVL mà khi giải chúng, học sinh không cần tính toán.
Nếu có chỉ là những tính nhẩm, đơn giản, chủ yếu dựa vào suy luận logic
để giải bài tập
Việc giải các bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải phân tích bản chất

các hiện tượng vật lý, nhờ đó thấy được mức độ lĩnh hội của học sinh về đề
tài nghiên cứu, phát triển tư duy logic, năng lực sáng tạo, thói quen vận
dụng kiến thức để giải các hiện tượng vật lý. Có những bài tập định tính chỉ
vận dụng một hoặc hai khái niệm, định luật đã học là giải quyết được,
nhưng có những bài tập với nội dung phức tạp đòi hỏi nhiều kiến thức vật
lý mới giải quyết được
Hiện nay có nhiều tài liệu phương pháp dạy học nói về việc sử dụng bài
toán định tính trong việc giảng dạy và có nhiều công trình nghiên cứu
chứng minh được sự cần thiết phải sử dụng chúng trong dạy học bộ môn
1.3.2. Bài tập định lượng
Đó là những bài tập mà muốn giải được chúng phải thực hiện một loạt
các phép tính. Dạng bài tập này được học sinh giải thường xuyên nhất
Theo mục đích dạy học, bài tập tính toán được chia thành bài tập tập
dượt và bài tập tổng hợp
Bài tập tập dượt là những bài tập đơn giản được sử dụng ngay sau khi
nghiên cứu một khái niệm, một định luật, một quy tắc vật lý nào đó


Bài tập tổng hợp là những bài tập phức tạp mà muốn giải được chúng
phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều định luật hoặc quy tắc, công thức
nằm ở nhiều bài, nhiều mục, thực hiện nhiều phần khác nhau của chương
trình. Bài tập tổng hợp thường tập trung vào các trọng tâm, trọng điểm của
chương trình, bài tập này ngoài mục đích chủ yếu là ôn tập, mở rộng, đào
sâu kiến thức của học sinh, đôi khi bài tập tổng hợp có tác dụng cho việc
nghiên cứu hiện tượng mới.
1.4. Phương pháp giải BTVL
Bước 1: Nghiên cứu đề bài
- Đọc kĩ đề bài
- Tìm hiểu các thuật ngữ mới quan trọng có trong đề bài
- Mã hóa đầu bài bằng các kí hiệu quen dùng

- Đổi đơn vị của các đại lượng trong cùng một hệ thống thống nhất
- Vẽ hình hoặc sơ đồ
Bước 2: Phân tích hiện tượng, quá trình vật lý và lập kế hoạch giải
- Mô tả hiện tượng, quá trình vật lý xảy ra trong tình huống nêu lên trong
đề bài, vạch ra các quy tắc định luật chi phối quá trình vật lý ấy
- Dự kiến những lập luận biến đổi toán học cần thực hiện nhằm xác lập
mối quan hệ giữa cái cho và cái tìm
Bước 3: Trình bày lời giải
- Viết phương trình các định luật và giải hệ phương trình có được để tìm
hệ số dưới dạng tổng quát. Biểu diễn các đại lượng đã cho.
- Thay các đại lượng bằng các số đã cho để tìm ẩn số, thực hiện phép
tính với độ chính xác cho phép.


Bước 4: Kiểm tra và biện luận kết quả.
- Kiểm tra kết quả ra các giá trị âm hay dương, đơn vị và tùy từng bài mà
khẳng định kết quả đó có thể chấp nhận được.
- Đưa ra cách giải khác
- Từ kết quả biện luận cho từng trường hợp khác nhau.
1.5. Nguyên tắc lựa chọn, xây dựng hệ thống BTVL cho mỗi đề tài,
chương, phần của giáo trình vật lý phổ thông
- Các bài tập trong hệ thống bài tập phải được xắp xếp từ dễ đến khó, từ
đơn giản đến phức tạp và mối quan hệ giữa các khái niệm, đại lượng vật lý
sao cho học sinh hiểu được kiến thức, nắm được vững chắc và có khả năng
vận dụng kiến thức đó.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập góp phần hoàn
chỉnh kiến thức của học sinh; giúp họ nắm vững kiến thức rèn luyện kĩ
năng, kĩ xảo, thói quen vận dụng kiến thức đã chiếm lĩnh được và phát triển
được năng lực của học sinh trong việc giải quyết những vấn đề học tập và
thực nghiệm.

- Hệ thống bài tập phải góp phần khắc phục các khó khăn chủ yếu, sai
lầm mà học sinh mắc phải trong quá trình học tập.
- Mỗi bài tập sau phải đem lại cho học sinh một điều mới lạ nhất định và
một khó khăn vừa sức. Đồng thời, việc giải bài tập trước là cơ sở để giải
bài tập sau.
- Số lượng bài tập trong hệ thống phải phù hợp với thời gian quy định của
chương trình học và thời gian học ở nhà của học sinh.


1.6. Hướng dẫn học sinh giải BTVL
1.6.1. Cơ sở định hướng của việc hướng dẫn học sinh trong việc giải BTVL
Muốn cho việc hướng dẫn giải toán được định hướng một cách đúng
đắn giáo viên phải phân tích được phương pháp giải BTVL cụ thể, bằng
cách vận dụng những hiểu biết tư duy giải BTVL để xem xét việc giải bài
toán cụ thể. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc
cho học sinh giải BTVL để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Có thể minh
họa điều vừa trình bày ở trên bằng sơ đồ sau:

Tư duy giải BTVL

Phân tích phương pháp giải BTVL cụPhương
thể
pháp hướng dẫn học s

Mục đích sư phạm

Xác định kiểu hướng dẫn

Dựa vào mục đích sư phạm người ta đưa ra các kiểu hướng dẫn:
1.6.2. Các kiểu hướng dẫn

1.6.2.1. Hướng dẫn theo mẫu (Algorit)
- Algorit là một bảng chỉ dẫn bao gồm các thoa tác (hoạt động sơ cấp)
được học sinh hiểu một cách đơn giá và nắm vững, được xác định một cách
rõ ràng, chính xác, chặt chẽ. Trong điều kiện đó chỉ rõ cần thực hiện những
hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả mong muốn.
- Ưu điểm: Đảm bảo cho học sinh giải bài tập một cách chắc chắn và rèn
luyện kỹ năng giải bài tập có hiệu quả.
- Hạn chế: Ít có khả năng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng
tạo, sự phát triển tư duy của học sinh bị hạn chế.


1.6.2.2. Hướng dẫn tìm tòi (hoạt động Ơrixtic)
- Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh
suy nghĩ tìm tòi cách giải quyết vấn đề và tự xác định các hoạt động cần
thực hiện để thu được kết quả.
- Ưu điểm: Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh
vượt qua khó khăn để giải quyết bài tập, đồng thời đảm bảo phát triển tư
duy và rèn luyện kỹ năng học tự lực, tìm tòi cách giải quyết vấn đề, tránh
tình trạng giáo viên giải bài tập thay cho học sinh.
- Hạn chế: không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải bài tập
một cách chắc chắn.
1.6.2.3. Định hướng khái quát chương trình hóa.
- Đây cũng là kiểu hướng dẫn cho học sinh tìm tòi cách giải quyết nhưng
định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khách quan của
việc giải quyết vấn đề.
- Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn toàn bộ
tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, giúp học sinh tự lực giải bài
tập đã cho, dạy cho các em suy nghĩ trong quá trình giải bài tập và rút ra
phương pháp giải một loại bài tập nào đó.
- Ưu điểm: Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập,

đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.
- Hạn chế: Đòi hỏi sự hướng dẫn của giáo viên phải theo sát tiến trình
giải bài tập của học sinh nghĩa là không thể chỉ dựa vào những lời hướng
dẫn đã soạn mà phải kết hợp với trình độ học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ
cho thích hợp.


2. Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản của chương VI.Sóng
ánh sáng
2.1. Sơ đồ cấu trúc
Tán sắc ánh sáng

Ánh sáng trắng Ánh sáng đơn sắc

Ứng dụng

Cầu vồng

Máy quang phổ lăng kính

Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng
Quang phổ
Bản chất sóng của ánh sáng
Phát xạ

Hấp thụ

Tia hồng ngoại

Các tia không nhìn thấy

Tia tử ngoại

§o bíc sãng  b»ng ph¬ng ph¸p giao thoa

2.2. Nội dung của chương
2.2.1. Hiện tượng sắc tán ánh sáng
2.2.1.1. Khái niệm hiện tượng tán sắc ánh sáng
Hiện tượng sắc tán ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng trắng
truyền qua lăng kính bị phân tách các thành phần đơn sắc khác nhau: tia
tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch ít nhất
2.2.1.2. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng

SV: Bïi ThÞ

10

K31A

Tia X


- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ
đến tím
- Chiết suất của mọi môi trường trong suốt có giá trị khác nhau, giá trị
nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ và giá trị lớn nhất đối với ánh sáng tím
2.2.1.3. Khái niệm về ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc mà chỉ bị lệch khi đi
qua lăng kính.
- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ

đến tím. Ánh sáng trắng là một trường hợp của ánh sáng phức tạp hay ánh
sáng đa sắc.
2.2.1.4. Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng
- Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong máy quang phổ để
phân tích một chùm sáng phức tạp hay một chùm sáng đa sắc do các nguồn
phát ra thành các thành phần đơn sắc.
- Giải thích hiện tượng cầu vồng, đó là vì trước khi tới mắt ta các tia
sáng mặt trời đã bị khúc xạ và bị phản xạ trong các giọt nước.
2.2.2. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
2.2.2.1.

Khái niệm

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.
2.2.2.2.

Giải thích

Để giải thích hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng người ta thừa nhận ánh sáng
có tính chất sóng, lỗ nhỏ hoặc khe nhỏ được chiếu sáng có vai trò như một


nguồn phát sóng ánh sáng. Mỗi chùm sáng đơn sắc có bước sóng và tần số
xác định.
2.2.3.Hiện tượng giao thoa ánh sáng
2.2.3.1.

Thí nghiệm Iâng: Nguồn sáng Đ, kính lọc sắc F để tách ra

chùm sáng đơn sắc chiếu vào khe hẹp S rạch trên màn chắn M1; S1, S2 là
hai khe hẹp gần nhau song song với S được rạch trên màn chắn M2, E là
màn quan s¸t
M2
M1
§

2.2.3.2.

S

E
V©n s¸ng

S1
S2

O

V©n tèi

Kết quả thí nghiệm

Ta sẽ quan sát thấy trên màn E một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện
những vạch sáng và các vạch tối xen kẽ song song với khe S. Hiện tượng
này chính là hiện tượng giao thoa ánh sáng.
2.2.3.3.

Giải thích.

Ánh sáng từ đèn Đ qua kính lọc sắc F chiếu vào khe sáng S làm cho khe
S trở thành nguồn ánh sáng, truyền đến hai khe S1, S2. Hai khe S1, S2 khi đó
là 2 nguồn kết hợp có cùng tần số. Hai sóng do S1, S2 phát ra là hai sóng
kết hợp có cùng bước sóng và có độ lệch pha không đổi. Tại vùng không
gian hai sóng đó chồng lên nhau gọi là vùng giao thoa, chúng giao thoa với
nhau và tạo nên các vân sáng, vân tối.
Hiện tượng giao thoa áng sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.


2.2.3.4.

Xác định vị trí các vân giao thoa và khoảng vân.
d1

- Vị trí các vân sáng trên màn.
xs = k

D
a

A

x
S1

d2

với k= 0,  1;  2;…
S2

D

E

- Vị trí các vân tối trên màn.
xt = (k+

1

với k= 0;  1;  2;…

D
2) a

- Khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng cạnh nhau gọi là
khoảng vân.

i=

D
a

2.2.4. Máy quang phổ
2.2.4.1. Cấu tạo
Máy quang phổ lăng kính có ba bộ phận chính :
- Ống chuẩn mực là 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 thấu kính hội tụ L1
chùm ánh sáng phát ra từ nguồn S mà ta cần nghiên cứu được rọi vào khe
F. Chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính L1 là một chùm song song.

- Hệ tán sắc gồm một vài một lăng kính P có tác dụng phân tích chùm
tia song song từ L1 chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
- Buồng tối hay buồng ảnh là một hộp kín trong đó có một thấu kính hội
tụ L2 và một tấm kính ảnh hoặc một tấm kính mờ đặt tại tiêu diện của L2.
2.2.4.2. Nguyên tắc hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính dựa trên hiện tượng
tán sắc ánh sáng.


2.2.5. Các loại quang phổ
2.2.5.1. Quang phổ liên tục
- Khái niệm
Quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên
tục được gọi là quang phổ liên tục.
- Nguồn phát
Các chất rắn, chất lỏng và những chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng,
phát ra quang phổ liên tục.
- Tính chất
Quang phổ liên tục không phụ thuộc liên tục vào bản chất của vật phát
sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.
Ở mọi nhiệt độ vật đều bức xạ. 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.
2.2.6. Quang phổ vạch phát xạ
- Khái niệm
Quang phổ gồm nhiều màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng
tối được gọi là quang phổ vạch phát xạ.
- Nguồn phát
Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra
khi bị kích thích.

- Tính chất


Một nguyên tố hóa học khi bị kích thích, phát ra các bức xạ có bước
sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ đặc trưng riêng cho
nguyên tố ấy.
2.2.7. Quang phổ vạch hấp thụ
- Khái niệm
Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí ( hay hơi kim
loại) hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi ) đó.
Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí
hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ
liên tục.
- Sự đảo vạch quang phổ
Khi khảo sát quang phổ vạch hấp thụ của nhiều chất khác nhau người ta
thấy chúng cũng là quang phổ vạch, nhưng vạch phổ sáng khi phát xạ đã
trở thành vạch tối trong quang phổ hấp thụ. Hiện tượng đó gọi là sự đảo
vạch quang phổ.
- Tính chất
Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho
nguyên tố đó.
2.2.8. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
2.2.8.1. Tia hồng ngoại
- Khái niệm
Bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn 0,76μm đến khoảng vài
millimet được gọi là tia hồng ngoại.
- Nguồn phát


Mọi vật, dù ở nhiệt độ thấp đều phát ra tia hồng ngoại. Nguồn phát ra tia

hồng ngoại thông dụng là lò than, lò điện, đèn điện dây tóc.
- Tính chất
+ Tác dụng nhiệt: Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên.
+ Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học có thể tác
dụng lên một số loại phim ảnh.
+ Tia hồng ngoại có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần.
+ Tia hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số
chất bán dẫn.
- Ứng dụng
+ Dùng để sấy khô thực phẩm…
+ Sử dụng trong các bộ điều khiển từ xa để điều khiển hoạt động của
tivi, thiết bị nghe nhìn…
+ Để chụp ảnh trái đất từ vệ tinh.
+ Có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực quân sự…
2.2.8.2. Tia tử ngoại
- Khái niệm
-9

Bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38μm đến cỡ 10 m
được gọi là tia tử ngoại.
- Nguồn phát
0

Những vật được nung nóng đến nhiệt độ cao (trên 2000 C) đều phát ra
tia tử ngoại. Các nguồn phát chính đèn hơi thủy ngân , hồ quang điện.
- Tính chất


+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí và nhiều chất
khác.

+ Kích thích sự phát quang của nhiều chất có thể gây ra một số phản ứng
quang hóa và phản ứng hóa học.
+ Bị thủy tinh, nước… hấp thụ rất mạnh. Tia tử ngoại có bước sóng từ
0,18μm đến 0,4μm truyền qua được thạch anh.
+ Có một số tác dụng sinh lý: hủy diệt tế bào, làm da rám nắng…
+ Có thể gây ra hiện tượng quang điện.
- Ứng dụng
Được dùng để khử trùng nước, thực phẩm và dụng cụ y tế, dùng chữa
bệnh, để tìm vết nứt trên bề mặt kim loại…
2.2.9. Tia X. Thuyết điện từ ánh sáng. Thang sóng điện từ
2.2.9.1 Tia X
- Khái niệm
-8

-11

Bức xạ có bước sóng từ 10 m đến 10 m được gọi là tia X. Có hai loại
tia X là tia X cứng (có bước sóng rất ngắn) và tia X mềm (có bước sóng dài
hơn)
- Cách tạo ra tia X
Nhà bác học Ronghen là người đầu tiên đã tạo ra tia X. Khi cho chùm tia
catot trong ống tia catot đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng
lớn, ông đã phát hiện thấy rằng, từ đó có phát ra một bức xạ không nhìn
thấy được. Bức xạ này có tác dụng làm phát quang một số chất và làm đen
phim ảnh.
- Tính chất


+ Tia X có khả năng đâm xuyên.
+ Tia X có tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí.

+ Tia X có tác dụng làm phát quang nhiều chất.
+ Tia X có thể gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết kim loại.
+ Tia X có tác dụng sinh lý mạnh.
- Công dụng
Được sử dụng nhiều trong y học, trong công nghiệp, nghiên cứu cấu trúc
vật rắn…
2.2.9.2. Thuyết điện từ về ánh sáng
Năm 1860, Macxoen đã đưa ra giả thuyết mới về bản chất ánh sáng: ánh
sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn lan truyền trong không gian.
Mối quan hệ giữa tính chất quang và tính chất từ

c
v

= 

c : tốc độ ánh sáng
v: tốc độ ánh sáng trong môi trường.
ε: hằng số điện môi
μ: độ từ thẩm
-Hệ thức về chiết suất của môi trường: n = 
-Sự phụ thuộc của ε vào tần số f của ánh sáng:

ε = F(f)

2.2.9.3. Thang sóng điện từ.(theo thứ tự bước sóng giảm dần đơn vị m)
Sóng vô tuyến Tia hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia tử ngoại Tia X
Tia Gamma

4

-4

-3

-7

-7

-7

-7

-9

-8

-11

(3.10  10 ) (10  7,6.10 ) (7,6.10  3,8.10 ) (3,8.10 10 ) (10  10 )
-11

(<10 )
3. Điều tra thực trạng dạy học giải BTVL chương VI. Sóng ánh sáng của
giáo viên, học sinh trường THPT Giao Thuỷ B (Nam Định)
Trong thời gian thực tập sư phạm, chúng tôi đã tiến hành điều tra tình hình
dạy học bài tập chương VI. Sóng ánh sáng tại 2 lớp 12A3 và 12A4 (đều thuộc
Ban KHTN) của trường THPT Giao Thuỷ B (Nam Định) nhằm phát hiện
những khó khăn, hạn chế mà giáo viên và học sinh mắc phải, để từ đó đề tài

chúng tôi đưa ra có thể khắc phục những khó khăn hạn chế đó và góp phần
nâng cao chất lượng dạy học giải BTVL của chương cũng như bộ môn vật lý
Chúng tôi đã thực hiện điều tra thông qua các biện pháp chủ yếu sau:
- Dự giờ, trao đổi với giáo viên, học sinh
- Xem xét vở bài tập của học sinh và chất lượng giải bài tập chương VI. Sóng
ánh sáng của học sinh qua bài kiểm tra dưới đây( trong một tiết)
Bài 1: Trong thí nghiệm Iâng, hai khe S1, S2 cách nhau 2m và cách màn quan
sát E là 2m
1. Dùng nguồn sáng phát ra 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1=0,5m và
2=0,6m. Xác định những vị trí trên màn mà tại đó các vân sáng của hai
ánh sáng đơn sắc đó trùng nhau
2. Nếu người ta dùng nguồn phát ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong
khoảng từ 0,4m ≤≤ 0,75m. Hãy xác định bước sóng của những ánh
sáng đơn sắc bị tắt tại vị trí cách vân trung tâm 3,3mm
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng, người ta dùng ánh sáng đơn
sắc có bước sóng =0,5m, khoảng cách giữa hai khe S1, S2 bằng 0,5mm.
Khoảng cách từ màn quan sát E đến các khe bằng 2m.
1. Cho bề rộng của miền giao thoa quan sát được rõ là L=3cm. Tính số vân
sáng và vân tối quan sát được


2. Ở các điểm cách vân sáng trung tâm 7mm, 10mm có vân sáng hay vân tối
- Kết quả làm bài của học sinh được thống kê qua bảng sau
Số học sinh đạt điểm

Tổng số
Lớp

học sinh

1-2

3-4

5-6

7-8

9-10

12A3

43

0

6

20

15

5

12A4

45

2

9

21

10

3

Céng

88

3

15

41

25

8

Nhờ các biện pháp trên chúng tôi rút ra một vài nhận xét sau:
- Về cách dạy và sử dụng bài tập của giáo viên
+ Thường áp đặt lối suy nghĩ của mình cho học sinh cụ thể là thường chữa các
bài tập đã ra cho học sinh chứ chưa quan tâm đúng mức đến việc hướng dẫn
cho học sinh giải các bài tập đó
+ Chưa lựa chọn được các bài tập một cách có hệ thống. Ví dụ khi ra các bài
tập về hiện tượng tán sắc ánh sáng giáo viên cho học sinh làm các bài tập như
xác định góc lệnh cực tiểu, xác định điều kiện phản xạ toàn phần… trước các

bài tập về vẽ dạng đường đi của chùm sáng, tính góc ló khi biết góc tới trong
khi dạng bài tập này đơn giản hơn dạng bài tập trên
+ Chưa có những lưu ý đối với học sinh khi giải từng loại bài tập. Ví dụ khi ra
bài tập tính các đại lượng trong công thức khoảng vân giáo viên chưa lưu ý
cho học sinh phải đưa tất cả các đại lượng về cùng một đơn vị.
- Về việc giải bài tập của học sinh
+ Học sinh chưa có phương pháp, kỹ năng trong việc giải bài tập. Đa số học
sinh quen với cách học tập “đọc-chép” nên trong các giờ bài tập chỉ chép các
bài chữa của giáo viên hoặc bài giải của bạn được chỉ định lên bảng
+ Khi giải bài tập học sinh dễ nhầm trong cách đổi giữa các đơn vị m, mm,
cm, dm, m với nhau. Học sinh cũng dễ nhầm trong khi tính số vân sáng, vân
tối. Ví dụ bài cho độ rộng của trường giao thoa MN=4,5mm, khoảng vân tính
được là i=0,3mm. Sau khi tính số vân trong nửa trường giao thoa n=

SV: Bïi ThÞ

20

4,5
2.0,3

K31A


. Thỡ
hc sinh tớnh c s võn sỏng l 2.7=14 m khụng cng thờm 1.
4.Phân loi, ra cách gii, la chn v hng dn gii hệ
thống bài tập chơng VI. Sóng ánh sáng trong dạy học Vật
lý 12 THPT, Ban KHTN
4.1. Phân loại bài tập chơng VI. Sóng ánh sáng và đề ra cách

giải
Căn cứ vào một số cơ sở lý luận và thực tế dạy học ở trờng
THPT có thể chia bài tập làm 2 loại, trong mỗi loại gồm một
vài dạng và xác định cách giải, lu ý cách giải từng loại, dạng
*Loại 1:Bài tập về hiện tợng tán sắc
ánh sáng Lu ý giải :
- p dng cỏc cụng thc v lng kớnh thc hin cỏc yờu cu ca
bi nh tớnh gúc lch, tớnh b rng quang ph, tớnh gúc ti ca tia
sỏngtho món iu kin no ú
- Các công thức lăng kính trong các trờng hợp:

+ Tổng quát:

sin i1 nsin r1
sin i2 nsin r2

A r1 r2
D i1 i2 A

i1 =nr1

i1 =nr2

+ Góc(A,i) nhỏ: A=r

1
+r2
D=(n-1)A

+Góc lệch cực tiểu

(r1=r2=r;i1=i2=i):

SV: Bùi Thị





r

A

2
Dmin 2i A


DA
A
sin
n sin
2
2


21

K31A


- Tu theo đề bài mà giá trị chiết suất n có thể cho sẵn

hoặc đợc tìm từ công thức về sự phụ thuộc của chiết
suất một chất trong suốt vào bớc sóng
ánh sáng:
n=A+

B



trong ú A, B l hng s.

2

*Loại 2: Bài tập về hiện tợng giao thoa ánh sáng
-Dạng 1: Xác ịnh các đại lợng trong công thức
khoảng vân Lu ý giải:
+ Cụng thc tớnh khong võn i=

D
a

+ Khi tính toán bằng số phải chú ý tính các đại lợng theo
cùng một đơn vị và cách đổi giữa các đơn vị m, mm,
cm , dm, m
1m =10-3mm=10-4cm=10-5dm=10-6m
+ Nếu biết khoảng cách l giữa n vân sáng(hoặc n vân tối)
ở cùng một phía
l

thì

i=
n 1
+ Ngoài sơ đồ thí nghiệm khe Iâng còn có thể tạo ra 2
nguồn kết hợp bằng cách khác nh dùng lng thấu kính Biờ,
lỡng lăng kính Frexnen, lỡng gơng phẳng Frexnen. ể
tính khoảng vân ta sẽ vẽ sơ đồ thí nghiệm và dùng
công thức tam giác đồng dạng để tìm các đại lợng cha
biết (a,D)
-Dạng 2: Xác định vị trí của vân, loại vân tại một im
và khoảng cách giữa 2 vân
Lu ý giải:
D

trí vân tối x =(k+
+ Công thức xác định vị trí vân sáng: , vị
D
)
xs=k
a

1


t

2

a

+ Đối với chùm ánh sáng trắng thì mỗi ánh sáng đơn sắc

trong ánh sáng trắng cho trên màn E một hệ vân, bớc sóng
ánh sáng càng dài thì khoảng vân càng rộng. Do đó các hệ
vân màu khác nhau chồng lên nhau một phần, kết quả là
ngoài vân sáng trung tâm O có màu trắng, còn có vân
sáng bậc 1 có một phần trùng lên nhau, kết quả l cú vân
sáng viền tím ở phía O, viền đỏ ở


phía ngoài và khoảng cách giữa 2 bờ đó cho ta quang phổ
bậc 1. Với quang phổ bậc 2 cũng tơng tự. Ngoài ra các
quang phổ bậc càng cao thì càng rộng, các vân sáng ứng
với các giá trị của k khác nhau chồng lên nhau và cho ta
những vân màu nhợt nhạt, ranh giới không rõ rệt.
+ Với nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc 1,2n trên màn
quan sát ta có
các hệ vân giao thoa ứng với các ánh sáng đơn sắc đó. Vị
trí các vân sáng ứng
với các bức xạ trên l x =k , x =k 2 ,x =k n
n
n
1D
D
D
1

1

a

2

2

Khi các vân
sáng

a

a
của hệ vân đó trùng nhau tức là x1=x2=...xn suy ra
k11=k22=knn . Biết
1,2n ta tìm đợc cặp số nguyên k1,k2kn tơng ứng thoả
mãn điều kiện
đó
+ Để tìm bớc sóng của ánh sáng đơn sắc có vân bị tắt tại
một điểm xác định
trên màn ta sử dụng công thức xác định vị trí vân tối x (1). Biết
1 D xt ,
=(k+
)
t
2

a

( có trị số nằm trong một khoảng xác định) ta tìm đợc số
nguyên k sao
axt

cho phơng trình (1) đợc thoả mãn tức là 1 2. Với mỗi giá trị

k





k 1 D

2

ta tìm đợc một giá trị cụ thể của
- Dạng 3: Xác định số vân quan sát đợc trên màn Cách giải:


+ Bớc 1: Xác định 2 nguồn kết hợp S1, S2. Vẽ toàn bộ chùm
sáng
+ Bớc 2: Tính khoảng vân
+ Bớc 3: Xác định bề rộng trờng giao thoa
+ Bớc 4: Xác định số vân sáng, vân tối bằng cách tính tỉ
L
số n=
i

Lu ý gii: Khi tính n xảy ra các trờng hợp sau:
+ Nếu n là số tự nhiên lẻ thì số vân tối là n+1, số vân sáng
là n
+ Nếu n là số tự nhiên chẵn thì số vân tối là n, số vân
sáng là n+1