›
›
›

Giáo án Vật lí Lớp 12 theo CV5512 - Chương trình học kì 2

docx 182 trang nhungbui22 09/08/2022 2772
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án Vật lí Lớp 12 theo CV5512 - Chương trình học kì 2", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxgiao_an_vat_li_lop_12_theo_cv5512_chuong_trinh_hoc_ki_2.docx

Nội dung text: Giáo án Vật lí Lớp 12 theo CV5512 - Chương trình học kì 2

  1. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 33: Chương IV. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Bài 20: MẠCH DAO ĐỘNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động. - Nắm được thế nào là dao động điện từ tự do. - Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của năng lượng điện trường và từ trường 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Giải thích được sự biến thiên điều hoà của điện tích trong mạch dao động, sự biến thiên qua lại giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint có kèm Mô hình mạch dao động, máy dao động kí. - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1: Câu 1: Mạch dao động là gì? Thế nào là mạch dao động lí tưởng? Câu 2: Muốn mạch dao động hoạt động, ta cần làm gì? Câu 3: Quan sát sơ đồ mạch điện của mạch dao động điện từ như hình vẽ a. Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi đóng k vào chốt 1? b. Hiện tượng gì xảy ra khi đóng K vào chốt 2? Phiếu học tập số 2 Đọc mục II.1 SGK trang 105 và trả lời các câu hỏi Câu 1: Nêu quy luật biến thiên điện tích của một bản tụ nhất định? Câu 2: Nêu công thức tính tần sô góc? Câu 3: Nêu định nghĩa cường độ dòng điện? Từ đó, xây dựng phương trình cường độ dòng điện và nhận xét sự biến thiên của điện tích và cường độ dòng điện theo thời gian?
  2. Câu 4: Xác định biểu thức tính cường độ đong điện cực đại? Nhận xét mối liên hệ về pha giữa điện tích và cường động dòng điện? Xây dựng CT độc lập thời gian liên hệ giữa q và i Câu 5: Hãy vẽ đồ thị biểu diễn các hàm số q(t) và i(t) ở các công thức (20.1 SGK) và (20.3 SGK) ứng với φ = 0 trên cùng một hệ trục tọa độ. Phiếu học tập số 3: Câu 1. Định nghĩa dao động điện từ tự do. Câu 2: Từ biểu thức tần số góc, hãy xây dựng biểu thức tính tần số và chu kì của mạch dao động? Phiếu học tập số 4: Câu 1: Khi một tụ điện được tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng, gọi là năng lượng gì? Năng lượng này có biến thiên không? Câu 2: Khi có một dòng điện chạy qua một cuộn cảm thì từ trường trong cuộn cảm sẽ dự trữ một năng lượng, gọi là năng lượng gì? Năng lượng này có biến thiên không? Câu 3: Năng lượng trong toàn mạch dao động gọi là năng lượng điện từ, và trong mạch dao động có cả tụ điện và cuộn dây. Vậy, năng lượng điện từ là gì? Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ sẽ như thế nào? 2. Học sinh - Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun. - Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin). - Sách giáo khoa, vở, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về mạch dao động. a. Mục tiêu: - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên nêu vấn đề: - Chúng ta đã xét sự biến đổi của dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch RLC mở. Chương IV sẽ xét sự biến đổi dòng điện trong một mạch cô lập, mạch dao động. - Các electron dao động trong mạch dao động của ăng ten sẽ làm cho ăng ten phát ra sóng điện từ. Đó là một trong những nguyên tắc cơ bản của việc liên lạc vô tuyến. - Vậy thì, mạch dao động được cấu tạo như thế nào? Nó hoạt động ra sao? Ta sẽ tìm hiểu qua bài hôm nay. Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
  3. Hoạt động 2.1: Tìm hiểu các khái niệm về mạch dao động và định luật biến thiên của điện tích và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng. a. Mục tiêu: - Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Giải thích được sự biến thiên điều hoà của điện tích, cường độ dòng điện trong mạch dao động. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm:Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và ghi chép của học sinh. A. Mạch dao động: Là một mạch kín gồm một tụ điện điện dung C ghép nối tiếp với 1 cuộn cảm có độ tự cảm L B. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động: 1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong 1 mạch dao động lí tưởng: 1 - Điện tích q biến thiên điều hòa: q = Q0cos(t + ) với tần số góc  LC q Q - Hiệu điện thế tức thời giữa 2 bản: u = 0 cos(t ) C C - Dòng điện tức thời chạy trong cuộn cảm: i = q’ = -Q0sin(t + ) i = I0cos(t + + ) Với I0 = Q0. 2 Định luật: Điện tích q của một tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian, i sớm pha hơn so với q. 2 i2 - Công thức độc lập thời gian: Q q2 0 2 d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu câu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. C1: Mạch dao động là một mạch kín gồm một tụ điện điện dung C ghép nối tiếp với 1 cuộn cảm có độ tự cảm L - Mạch dao động lí tưởng là mạch dao động có điện trở trong mạch bằng 0. C2: Muốn cho mạch dao động hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. C3: a. Đầu tiên đóng khóa K vào chốt 1: tụ được tích điện.
  4. b. Sau khi tụ đã tích đủ điện tích đóng khóa K vào chốt 2 để cho tụ điện phóng điện. Tụ điện sẽ phóng điện qua lại trong mạch nhiều lần, tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung và nêu vấn đề mới: - Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài. Mạch ngoài ở đây ví dụ như các mạch vô tuyến. - Muốn xem đồ thị biến thiên của điện áp, người ta nối hai bản này với lối vào của một dao động kí điện tử. Ta sẽ thấy trên màn hình của dao động kí xuất hiện một hình sin. .GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2: Tìm hiểu về định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng. Bước 5 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 6 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. C1: Điện tích q biến thiên điều hòa: q = Q0cos(t + ) 1 C2: Tần số góc  LC C3: Nếu có một đại lượng điện tích ∆q dịch chuyển qua tiết diện S của q dây dẫn trong thời gian ∆t thì cường độ dòng điện là: I t Khi xét khoảng thời gian rất nhỏ: i = q’= -Q0sin(t + ) (*) Điện tích q của một tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian. C4: Từ (*): I0 = Q0 và i = I0cos(t + + ) i sớm pha hơn so với 2 2 q. i2 - Công thức độc lập thời gian: Q q2 0 2 C5: q = q0cosωt và i = I0cos(ωt + π/2) Đồ thị:
  5. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 7 .Giáo viên chính xác hóa nội dung, lưu ý thêm biểu thức hiệu điện thế hai đầu bản tụ. .GV tổng kết hoạt động 2.1 Hoạt động 2.2: Tìm hiểu định nghĩa dao động điện từ tự do, chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động a. Mục tiêu: - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động. - Nắm được thế nào là dao động điện từ tự do. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: 2. Định nghĩa mạch dao động điện từ tự do: Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E và cảm ứng từ B ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do. 3.Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động 1  1 1 - Tần số góc:  Tần số: f Chu kì: T 2 LC LC 2 2 LC f *Nhận xét: Nếu L vào cỡ milihenri, C vào cỡ picofara thì tần số dao động là rất lớn, vào cỡ megahec. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV nêu vấn đề mới: Ta dễ dàng chứng mính cường độ điện trường E trong tụ điện tỉ lệ thuận với điện tích q của tụ điện; cảm ứng từ B trong ống dây tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện i qua ống dây. Và ta có định nghĩa về dao động điện từ tự do. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 3. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
  6. Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. C1: Định nghĩa mạch dao động điện từ tự do: Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường E và cảm ứng từ B ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do. 1  1 C2: Tần số góc:  Tần số: f LC 2 2 LC 1 Chu kì: T 2 LC f - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung và lưu ý thêm cho HS:Nếu L vào cỡ milihenri, C vào cỡ picofara thì tần số dao động là rất lớn, vào cỡ megahec. .Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2. Hoạt động 2.3: Tìm hiểu về năng lượng điện từ của mạch dao động a. Mục tiêu: b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: - Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện. - Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. - Năng lượng điện từ của mạch dao động là tổng năng lượng điện trường và từ trường. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 4. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. + Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện. + Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. + Năng lượng điện từ của mạch dao động là tổng năng lượng điện trường và từ trường. + Trong mạch dao động tự do, tổng năng lượng điện từ là không đổi. + Năng lượng điện, năng lượng từ biến thiên tuần hoàn với tần số 2f và chu kì T/2. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung và tổng kết hoạt động 2.3 Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu:
  7. - Nắm được định nghĩa mạch dao động, dao động điện từ tự do và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động. - Nắm và giải thích được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên tuần hoàn của năng lượng điện trường và từ trường b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS lập bảng so sánh sự tương đồng giữa các đại lượng trong dao động cơ học với dao động điện từ. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Dao động cơ Dao động điện Đại lượng cơ Đại lượng điện x = Acos(t + ) q = q0cos(t + ) x A Q q0. v = x’ i = q’ v vmax = A I I0 = .q0. = -Asin(t + ) = -q0sin(t + ) k 1 m L   m LC k 1/C v2 i2 A2 x2 q2 q2 2 0  2 Wđ Wt (WL) W = Wđ + Wt. W = Wđ + Wt. Wt Wđ (WC) - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 3 Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà học bài và làm các bài tập trong sgk, sách bài tập. Ôn tập Nội dung 2: Xem trước bài 21 chuẩn bị cho tiết học tới. Chuẩn bị bài mới V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  8. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 34 Bài 21: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Giải thích được sự xuất hiện điện trường xoáy khi từ trường biến thiên. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèm: thí nghiệm Faraday, nhà bác học Mắc-xoen. - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1: Câu 1: Nhắc lại định luật về cảm ứng điện từ? Câu 2: Chứng tỏ tại mỗi điểm trong cuộn dây ở thí nghiệm Faraday có điện trường. Xác định chiều của véc tơ cường độ điện trường tại các điểm đó? Nêu khái niệm điện trường xoáy? Câu 3: Nêu các đặc điểm của đường sức của một điện trường tĩnh điện và so sánh với đường sức của điện trường xoáy? Câu 4: Tại những điểm ngoài vòng dây có điện trường nói trên hay không? Làm thế nào để biết được? Câu 5: Vòng dây dẫn kín có vai trò gì hay không trong việc tạo ra điện trường xoáy? Câu 6: Từ các câu trả lời trên và dựa vào kết luận ở mục I.1.b. hãy nêu luận điểm quan trọng của thuyết điện từ Mắc-xoen? Phiếu học tập số 2 Câu 1: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy? Câu 2: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường. Câu 3: Điện từ trường là gì?
  9. Câu 4: Điện trường xoáy là điện trường A. có các đường sức bao quanh các đường sức từ.B. có các đường sức không khép kín. C. giữa hai bản tụ điện có điện tích không đổi.D. của các điện tích đứng yên. Câu 5: Khi một điện trường biến thiên theo thời gian sẽ sinh ra A. điện trường xoáy.B. từ trường xoáy. C. một dòng điện.D. từ trường và điện trường biến thiên. Câu 6: Tìm phát biểu sai về điện từ trường. A. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy ở các điểm lân cận. B. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy ở các điểm lân cận. C. Điện trường và từ trường không đổi theo thời gian cũng có các đường sức là những đường cong khép kín. D. Đường sức của điện trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức của từ trường biến thiên. Câu 7: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường? A. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín. B. Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy. C. Từ trường xoáy là từ trường có đường sức là những đường cong không kín. D. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy. Câu 8: Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây là sai? A. Điện tích điểm dao động theo thời gian sinh ra điện từ trường trong không gian xung quanh nó. B. Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường biến thiên. C. Điện từ trường lan truyền trong chân không với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng trong chân không. D. Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường biến thiên. Câu 9: Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây là sai? A. Đường sức của điện trường xoáy giống như đường sức điện trường do một điện tích không đổi, đứng yên gây ra. B. Đường sức từ trường của từ trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức điện trường. C. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy. D. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy. Câu 10: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường? A. Khi từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy. B. Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường. C. Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là những đường cong có điểm đầu và điểm cuối. D. Từ trường có các đường sức từ bao quanh các đường sức của điện trường biến thiên. 2. Học sinh - Xem lại kiến thức về điện trường và từ trường đã học ở lớp 11 - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về điện từ trường a. Mục tiêu:
  10. - Hệ thống lại kiến thức cũ đã học về mạch dao động. - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức cũ được hệ thống lại, sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên kiểm tra bài cũ: - Viết biểu thức của q và i, nêu mối quan hệ giữa hai đại lượng này. - Viết biểu thức tần số góc và năng lượng điện từ, nhận xét .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Trong mạch dao động, khi điện tích trên tụ biến thiên – tức điện trường giữa hai bản tụ biến thiên thì xuất hiện dòng điện qua cuộn dây – tức từ trường biến thiên. Liệu giữa điện trường và từ trường có mối liên hệ gì mật thiết với nhau không? Ta sẽ tìm hiểu qua bài hôm nay. Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức: Tìm hiểu về mối quan hệ giữa điện trường và từ trường, khái niệm điện từ trường a. Mục tiêu: - Hiểu sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường - Giải thích được sự xuất hiện điện trường xoáy khi từ trường biến thiên. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: A. Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường. 1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy. - Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy. - Kết luận: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. (một luận điểm quan trọng của thuyết điện từ Mắc-xoen) 2. Điện trường biến thiên và từ trường. - Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín. B. Điện từ trường - Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường xoáy. - Điện trường và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện
  11. Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiệu suất điện động cảm ứng. - Định luật Lenz (Len-xơ): Dòng điện cảm ứng có chiều cao sao cho từ trường có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó. - Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ thông qua mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian của sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông) Câu 2: Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng chứng tỏ tại mỗi điểm trong cuộn dây có điện trường, mà véc tơ cường độ điện trường cùng chiều với dòng điện. - Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy Câu 3: Đường sức của điện trường Đường sức của điện trường tĩnh xoáy Giống: + Các đường sức là những đường có hướng. + Các đường sức không cắt nhau. + Nơi nào cường độ điện trở lớn hơn thì các đường sức điện ở đó vẽ dày hơn, nơi nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì đường sức điện ở đó vẽ thưa hơn. Khác: + Đường sức là các đường cong + Đường sức là các đường cong không khép kín, đi ra từ điện tích khép kín, không có điểm dầu và dương và kết thúc ở điện tích âm. điểm cuối. + Điện trường tĩnh do điện tích + Điện trường xoáy do từ trường đứng yên sinh ra. biến thiên sinh ra. Câu 4: Ta thay đổi vị trí của vòng dây, hoặc làm các vòng dây kín nhỏ hơn, hay to hơn một chút, rồi lặp lại thí nghiệm, ta thấy vẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng. Chứng tỏ xung quanh vòng dây đều có điện trường. Câu 5: Vòng dây kín chỉ có tác dụng nhận biết điện trường tồn tại xung quanh vòng dây, chứ không có vai trò gì trong việc tạo ra điện trường xoáy. Điện trường xoáy là do từ trường biến thiên sinh ra. Câu 6: Kết luận: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. (một luận điểm quan trọng của thuyết điện từ Mắc-xoen) - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .GV chính xác hóa nội dung.
  12. .GV lưu ý thêm cho hs: Ta cũng có thể chứng minh tương tự, khi điện trường biến thiên. - Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín. .GV yêu cầu HS, từ những kết luận trên, hãy nêu mối liên hệ mật thiết giữa điện trường và từ trường. Từ đó nêu khái niệm điện từ trường? Bước 5 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 2 nhóm trình bày. - Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường xoáy. - Điện trường và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 6 Giáo viên tổng kết hoạt động 2. Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: - Hiểu sâu hơn về sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường - Giải thích được sự xuất hiện điện trường xoáy khi từ trường biến thiên. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập sô 2. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 3 Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà học bài và làm các bài tập trong sgk, sách bài tập.
  13. Ôn tập Nội dung 2: Đọc thêm mục I.2.a và mục II.2. Mở rộng Nội dung 3: Soạn trước bài 22, 23 chuẩn bị cho tiết học tới. Chuẩn bị bài mới V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  14. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 35, 36: Chủ đề 6: SÓNG ĐIỆN TỪ. NGUYÊN TẮC THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - Nắm được khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến - Hiểu nguyên tắc hoạt động của máy phát dao động điều hoà - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - So sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ - Vẽ và giải thích được sơ đồ nguyên tắc phát và thu sóng điện từ 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèm:Các hình ảnh về sóng điện từ, nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1: Câu 1: Hiện tượng gì xảy ra nếu trong không gian có 1 điện tích điểm dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, với tần số f? Câu 2: Nghĩa là khi điện tích dao động, nó hình thành một điện từ trường. Điện từ trường này lan truyền đi trong không gian dưới dạng một sóng gọi là sóng điện từ. Vậy sóng điện từ là gì? Câu 3: Sóng điện từ và điện từ trường có gì khác nhau? Câu 4: Nêu những đặc điểm của sóng điện từ dựa vào các câu hỏi gợi ý sau: a. Sóng điện từ truyền được trong chân không. Vận tốc của sóng điện từ có đặc điểm gì? Viết công thức liên hệ giữa bước sóng điện từ () với tần số sóng (f)? b. Sóng điện từ là sóng dọc hay ngang gồm những thành phần nào? c. Mối liên hệ về pha dao động giữa điện trường và từ trường khi sóng truyền đi? d. Sóng điện từ có những tính chất gì giống sóng cơ? e. Sóng điện từ có mang năng lượng không? Vì sao?
  15. f. Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilomet được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là sóng vô tuyến. Hãy phân loại sóng vô tuyến? Câu 5: Lập bảng so sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ? Phiếu học tập số 2: Câu 1: Nêu đặc điểm của tầng điện li? Câu 2: Không khí hấp thụ mạnh loại sóng nào? Ít hấp thụ sóng nào? Câu 3: Sóng nào dùng nhiều trong thông tin liên lạc trên mặt đất? Sóng nào có thể bắt tín hiệu với vệ tinh nhân tạo? Phiếu học tập số 3 Câu 1: Để tải được thông tin đi xa người ta phải dùng sóng gì? Câu 2: Hãy nêu tên các sóng mang này và cho biết khoảng tần số của chúng? Từ đó, hãy giải thích tại sao phải dùng các sóng điện từ cao tần? Câu 3: Để sóng mang truyền tải được thông tin có tần số âm, ta cần phải làm gì? Câu 4: Ở nơi thu, để nghe được âm thanh, ta cần phải làm gì? Câu 5: Khi tín hiệu âm thanh thu được có cường độ nhỏ, ta phải làm gì để nghe được rõ hơn? Phiếu học tập số 4 Câu 1: Sóng điện từ là gì? Nêu những đặc điểm của sóng điện từ? Câu 2: Nêu 4 nguyên tắc cơ bản trong việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến? Câu 3: Điều nào sau đây là sai khi nói về sự phát và thu sóng điện từ? A. Để thu sóng điện từ phải mắc phối hợp một ăng ten với một mạch dao động LC. B. ăng ten của máy thu chỉ thu được một sóng có tần số xác định. C. Để phát sóng điện từ, phải mắc phối hợp một máy phát dao động điều hoà với một ăngten. D. Nếu tần số của mạch dao động trong máy thu được điều chỉnh sao cho có giá trị bằng f, thì máy thu sẽ bắt được sóng có tần số đúng bằng f. Câu 4: Điều nào sau đây sai : A. Để phát sóng điện từ người ta phối hợp máy phát dao động cao tần với một anten phát B. Để thu sóng điện từ thì phối hợp một mạch dao động cao tần với anten thu sóng C.Dao động điện từ thu được từ mạch chọn sóng là dao động tự do với tần số riêng của mạch D. Dao động điện từ thu được từ mạch chọn sóng là dao động cưỡng bức với tần số riêng của sóng. Câu 5: Trong dụng cụ nào dưới đây có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến? A. Chiếc điện thoại di độngC. Máy thu thanh. B. Máy thu hình (TV - Ti vi).D.Cái điều khiển ti vi. Câu 6: Công thức tính bước sóng của mạch chọn sóng vô tuyến điện : c c.2 2 A. = B. = C. = 2 .c. LC D. = 2 LC LC c. LC 2. Học sinh - Xem lại kiến thức về điện trường và từ trường đã học ở lớp 11 - SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
  16. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về sóng điện từ và nguyên tắc thông tin liên lạc a. Mục tiêu: - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV kiểm tra bài cũ: - Nêu mối quan hệ giữ điện trường và từ trường. Khái niệm điện từ trường. .Giáo viên nêu vấn đề: - Khi trong không gian có 1 điện trường biến thiên không tắt dần thì nó hình thành 1 điện từ trường lan truyền đi trong không gian. Vậy điện từ trường đó lan truyền đi như thế nào? Và có những tính chất gì? Người ta ứng dụng nó như thế nào trong đời sống và trong kỹ thuật? - Trong bài hôm nay, ta sẽ cùng nhau đi trả lời những câu hỏi đó. Bước 2 Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu khái niệm sóng điện từ và các đặc điểm của sóng điện từ. a. Mục tiêu: - Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - So sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Sóng điện từ: 1. Sóng điện từ: Sóng điện từ là quá trình truyền đi trong không gian của điện từ trường biến thiên điều hòa theo thời gian. 2.Các đặc điểm của sóng điện từ: a. Sóng điện từ truyền được trong các môi trường vật chất và cả trong chân không. Vận tốc truyền sóng điện từ phụ thuộc vào hằng số điện môi của các điện môi. + Trong chân không: v = c = 3.10 8 m/s b. Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình truyền sóng, tại một điểm bất kỳ trên phương truyền, vectơ E , vectơ B luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng c c. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường tại một điểm: luôn đồng pha với nhau. d. Sóng điện từ có tính chất: phản xạ được trên các mặt kim loại, có thể khúc xạ và chúng giao thoa được với nhau. e. Sóng điện từ mang năng lượng. f. Sóng điện từ được sử dụng rộng rãi trong thông tin vô tuyến, truyền thanh, truyền hình
  17. - Sóng điện từ được đặc trưng bằng tần số hoặc bước sóng. Giữa tần số và bước sóng của c sóng điện từ liên hệ với nhau bởi hệ thức:  cT f - Người ta chia sóng vô tuyến thành: sóng cực ngắn ( 10m); sóng ngắn (10m  100m); sóng trung (100m  1000m); sóng dài ( 1000m) d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV nêu vấn đề: Không có loại sóng nào ứng dụng rộng rãi như sóng điện từ: Từ việc nghiên cứu các thiên hà xa xôi, điều khiển con tàu vũ trụ, truyền thanh, truyền hình, đến việc chữa bệnh, đun nấu bằng lò vi sóng Tất cả đều có sử dụng sóng điện từ. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS làm phiếu học tập số 1 theo nhóm. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Nó sinh ra một điện trường biến thiên và điện trường biến thiên này sinh ra từ trường biến thiên, quá trình đó được lặp lại trong không gian. Câu 2: Điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng gọi là sóng điện từ. Câu 3: Điện từ trường chỉ là môi trường vật chất tồn tại trong không gian. Còn sóng điện từ mang đầy đủ tính chất của sóng. Câu 4: - Vận tốc truyền của sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng. + Trong chân không: v = c = 3.108m/s. Bước sóng:  = v/f v + Trong môi trường điện môi, tốc độ truyền sóng giảm đi n lần (n: chiết suất môi trường) B - Sóng điện từ là sóng E ngang: E  B  v - Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường dao động cùng pha với nhau. - Sóng điện từ có tính chất giống sóng cơ học: chúng phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạnhư ánh sáng và sóng cơ. - Sóng điện từ mang năng lượng. Vì khi nó truyền đi đến một ăng-ten, nó sẽ làm cho các electron tự do trong ăng-ten dao động. - Người ta chia sóng vô tuyến thành: sóng cực ngắn ( 10m); sóng ngắn (10m  100m); sóng trung (100m  1000m); sóng dài ( 1000m) Câu 5: Sóng điện từ Sóng cơ
  18. Giống nhau: - Khi sóng truyền đi, tần số chúng không đổi. - Chúng đều có hiện tượng phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa. - Đều mang năng lượng khi truyền đi Khác: - là sự lan truyền điện từ trường - là sự truyền dao động của các theo thời gian phần tử vật chất theo thời gian - Lan truyền trong chân không rất - Không lan truyền được trong mạnh. chân không. - là sóng ngang - Có thể là sóng ngang hoặc sóng dọc - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên chính xác hóa nội dung và tổng kết hoạt động 2.1 Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển. a. Mục tiêu: - Nắm được khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển. - Tầng điện li: là một lớp khí quyển, trong đó các phân tử khí đã bị ion hóa rất mạnh dưới tác dụng của các tia tử ngoại trong anh sáng mặt trời. + Tầng điện li kéo dài từ độ cao 80km đến độ cao khoảng 800km. - Sóng dài và sóng trung bị không khí trong khí quyển hấp thụ mạnh. + Sóng dài ít bị nước hấp thụ nên được dùng để thông tin dưới nước, ít được dùng để thông tin trên mặt đất, vì năng lượng thấp không truyền đi xa. + Sóng trung truyền được theo bề mặt của trái đất, ban ngày bị tần điện li hấp thụ mạnh, ban đêm tần điện li phản xạ nên chúng truyền được xa. - Sóng ngắn và cực ngắn ít bị không khí hấp thụ. + Sóng ngắn được tầng điện li phản xạ về mặt đất nhiều lần nên đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng đi mọi địa điểm trên mặt đất. + Sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất, không bị tần điện li hấp thụ hoặc phản xạ, có khả năng truyền đi rất xa theo đường thẳng nên được dùng trong thông tin vũ trụ. + Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được xa trên mặt đất. Muốn truyền đi xa phải làm các đài tiếp sóng trung gian hoặc dùng vệ tinh nhân tạo để thu sóng đài phát rồi phát về trái đất theo phương nhất định. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV đặt vấn đề: Muốn thực hiện được thông tin vô tuyến phải phát ra sóng điện từ tại máy phát, thu sóng điện từ tại máy thu. Máy phát và máy thu sóng điện từ cấu tạo như thế nào và hoạt động ra sao? Ta sẽ tiếp tục tìm hiểu qua nội dung tiếp theo.
  19. - Để đơn giản ta chỉ xét chủ yếu sự truyền thanh vô tuyến. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc mục I. SGK trang 117 và hoàn thành phiếu học tập số 3 theo nhóm. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1. Phải dùng các sóng điện từ cao tần: Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là sóng mang. Câu 2: Sóng vô tuyến được phân loại gồm: sóng dài, sóng trung, sóng ngắn và sóng cực ngắn. - Sóng dài: có bước sóng khoảng 103m, tần số khoảng 3.105 Hz - Sóng trung: có bước sóng khoảng 102 m, tần số khoảng 3.106 Hz - Sóng ngắn: có bước sóng khoảng 10m, tần số khoảng 3.107 Hz - Sóng cực ngắn: có bước sóng khoảng vài mét, tần số khoảng 3.108 Hz. * Sóng điện từ cao tần thường được gọi là sóng ngắn. Trong thông tin liên lạc vô tuyến thường dùng sóng ngắn vì: Sóng ngắn ít bị không khí hấp thụ. Sóng ngắn có thể truyền đi rất xa nhờ sự phản xạ tốt ở tầng điện li và mặt đất. Câu 3. Để sóng mang truyền tải được thông tin có tần số âm, ta phải biến điệu sóng mang: - Âm nghe thấy 16Hz – 20kHz - Sóng mang 500kHz – 900MHz Vấn đề là làm sao cho sóng mang truyền tải được những thông tin có tần số âm: + Dùng micro để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số. + Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang. Việc làm này gọi là biến điệu sóng điện từ. Sóng mang đã được biến điệu sẽ truyền từ đài phát đến máy thu. Câu 4. Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần và đưa ra loa. Loa sẽ biến dao động điện thành dao động âm cùng tần số. Câu 5. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung, tổng kết hoạt động 4 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh. + Ưu điểm: + Nhược điểm cần khắc phục: Hoạt động 2.3: Tìm hiểu nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến a. Mục tiêu: - Hiểu nguyên tắc hoạt động của máy phát dao động điều hoà - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ.
  20. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. - Để đơn giản ta chỉ xét sự truyền thanh vô tuyến. 1. Phải dùng các sóng điện từ cao tần: Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là sóng mang. 2. Phải biến điệu sóng mang: - Âm nghe thấy 16Hz – 20kHz - Sóng mang 500kHz – 900MHz Vấn đề là làm sao cho sóng mang truyền tải được những thông tin có tần số âm: + Dùng micro để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số. + Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang. Việc làm này gọi là biến điệu sóng điện từ. Sóng mang đã được biến điệu sẽ truyền từ đài phát đến máy thu. 3. Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần và đưa ra loa. Loa sẽ biến dao động điện thành dao động âm cùng tần số. 4. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV đặt vấn đề: Muốn thực hiện được thông tin vô tuyến phải phát ra sóng điện từ tại máy phát, thu sóng điện từ tại máy thu. Máy phát và máy thu sóng điện từ cấu tạo như thế nào và hoạt động ra sao? Ta sẽ tiếp tục tìm hiểu qua nội dung tiếp theo. - Để đơn giản ta chỉ xét chủ yếu sự truyền thanh vô tuyến. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc mục I. SGK trang 117 và hoàn thành phiếu học tập số 3 theo nhóm. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1. Phải dùng các sóng điện từ cao tần: Những sóng vô tuyến dùng để tải các thông tin gọi là sóng mang. Câu 2: Sóng vô tuyến được phân loại gồm: sóng dài, sóng trung, sóng ngắn và sóng cực ngắn. - Sóng dài: có bước sóng khoảng 103m, tần số khoảng 3.105 Hz - Sóng trung: có bước sóng khoảng 102 m, tần số khoảng 3.106 Hz - Sóng ngắn: có bước sóng khoảng 10m, tần số khoảng 3.107 Hz - Sóng cực ngắn: có bước sóng khoảng vài mét, tần số khoảng 3.108 Hz. * Sóng điện từ cao tần thường được gọi là sóng ngắn. Trong thông tin liên lạc vô tuyến thường dùng sóng ngắn vì: Sóng ngắn ít bị không khí hấp thụ. Sóng ngắn có thể truyền đi rất xa nhờ sự phản xạ tốt ở tầng điện li và mặt đất.
  21. Câu 3. Để sóng mang truyền tải được thông tin có tần số âm, ta phải biến điệu sóng mang: - Âm nghe thấy 16Hz – 20kHz - Sóng mang 500kHz – 900MHz Vấn đề là làm sao cho sóng mang truyền tải được những thông tin có tần số âm: + Dùng micro để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số. + Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang. Việc làm này gọi là biến điệu sóng điện từ. Sóng mang đã được biến điệu sẽ truyền từ đài phát đến máy thu. Câu 4. Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần và đưa ra loa. Loa sẽ biến dao động điện thành dao động âm cùng tần số. Câu 5. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung, tổng kết hoạt động 2.2 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh. + Ưu điểm: + Nhược điểm cần khắc phục: Hoạt động 2.4 Xây dựng sơ đồ khối của 1 máy phát thanh và máy thu thanh đơn giản. a. Mục tiêu: - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ, từ đó, vẽ và giải thích được sơ đồ nguyên tắc phát và thu sóng điện từ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Sơ đồ khối của một máy phát thanh và thu thanh vô tuyến đơn giản. Micro Mạch Mạch Anten biến khuếch phát điệu đại Mạch phát sóng điện từ cao tần
  22. Mạch Mạch khuếch khuếch Mạch Anten đại dao đại dao tách Loa thu động động sóng điện từ điện từ cao tần âm tần d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Từ nguyên tắc trên hãy xây dựng sơ đồ của một máy phát và một máy thu. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhómxây dựng sơ đồ của máy thu và máy phát Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Micro Mạch Mạch Anten biến khuếch phát điệu đại Mạch phát sóng điện từ cao tần Mạch Mạch khuếch khuếch Mạch Anten đại dao đại dao tách Loa thu động điện động điện sóng từ cao tần từ âm tần - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viênchuẩn xác hóa sơ đồ và tổng kết hoạt động 2.4 Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: - Nắm được khái niệm sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện:
  23. Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 4. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên tổng kết hoạt động 3 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh. + Ưu điểm: + Nhược điểm cần khắc phục: Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà học bài và làm các bài tập trong SGK và sách bài tập. Ôn tập Nội dung 2: Đọc bài đọc thêm trang 116, tìm hiểu những nghiên cứu thực nghiệm đầu Mở rộng tiên về sóng điện từ. Nội dung 3: Ôn lại các kiến thức của chương và xem lại các dạng BT trong chương Chuẩn bị bài chuẩn bị cho tiết bài tập. mới V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  24. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 37: BÀI TẬP SÓNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động. - Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của năng lượng điện trường và từ trường - Ôn lại sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường - Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - Ôn lại khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ. - Nắm nguyên tắc phát và thu sóng điện từ 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Giải thích được sự biến thiên điều hoà của điện tích trong mạch dao động, sự biến thiên qua lại giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường. - Giải thích được sự xuất hiện điện từ trường. - So sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ - Giải các bài tập về mạch dao động, chu kì, tần số, bước sóng. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Các bài tập vận dụng các công thức về mạch dao động. - Phiếu học tập: Phiếu học tập số 1 Câu 1: Tần số góc của dao động điện từ tự do trong mạch LC có điện trở thuần không đáng kể được xác định bởi biểu thức A. ω = 1/ LC B. ω= 1/ 2 LC C. ω= 1/(π LC ) D. ω = 2π/ LC Câu 2: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai?
  25. A. Năng lượng điện từ bằng năng lượng từ trường cực đại. B. Năng lượng điện từ biến thiên tuần hoàn với tần số f . C. Năng lượng điện từ bằng năng lượng điện trường cực đại. D. Năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2 f . Câu 3: Mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 1 mH và tụ điện có điện dung 0,1µF. Dao động điện từ riêng của mạch có tần số góc là A. 2.105 rad/s. B. 105 rad/s. C. 3.105 rad/s. D. 4.105 rad/s. Câu 4: Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 μF và một cuộn cảm có độ tự cảm 50 H. Điện trở thuần của mạch không đáng kể. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 3 V. Cường độ dòng điện cực đại trong mạch là A. 7,5 2 mA. B. 15 mA. C. 7,5 2 A. D. 0,15 A. Câu 5: Trong mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do, điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện qua cuộn cảm biến thiên điều hòa theo thời gian A. luôn ngược pha nhau. B. với cùng biên độ. C. luôn cùng pha nhau. D. với cùng tần số. Câu 6: Trong các loại sóng điện từ sau, sóng nào ít phản xạ ở tầng điện li. I. Sóng dài II.Sóng ngắn III. Sóng trung bình IV. Sóng cực ngắn A. I và II B. IVC. III và I D.I, II và III Câu 7: Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ. A. Sóng điện từ là sự lan truyền của một điện từ trường B. Sóng điện từ là một sóng ngang C. Sóng điện từ có đầy đủ tính chất như một sóng cơ học như phản xạ, giao thoa. D. Sóng điện từ cũng như sóng cơ học không thể truyền trong chân không. Câu 8: Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về sóng vô tuyến. A. Sóng dài ít bị nước hấp thụ, dùng để thông tin dưới nước. B. Ban đêm nghe đài bằng sóng trung không tốt C. Sóng ngắn được tầng điện li và mặt đất phản xạ nhiều lần nên có thể truyền đi mọi điểm trên mặt đất. D. Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hoặc phản xạ được dùng trong thông tin vũ trụ. Câu 9: Kết luận sau đây là đúng khi nói về vận tốc lan truyền của sóng điện từ. A. Không phụ thuộc vào môi trường truyền sóng, nhưng phụ thuộc vào tần số của nó B. Phụ thuộc vào môi trường truyền sóng, nhưng không phụ thuộc vào tần số của nó C. Không phụ thuộc vào môi trường và không phụ thuộc vào tần số của nó D. Phụ thuộc vào môi trường và tần số. Câu 10: Sóng điện từ và sóng cơ học không có cùng tính chất nào sau đây. A. Truyền được trong chân khôngB. Là sóng ngang C. Mang năng lượng D. Phản xạ, khúc xạ, nhiểu xạ Câu 11: Nhận xét nào dưới đây là đúng. A. Sóng điện từ là sóng cơ học B. Sóng điện từ, cũng như sóng âm, là sóng dọc nhưng có thể lan truyền trong chân không C. Sóng điện từ là sóng ngang có thể lan truyền trong mọi môi trường, kể cả chân không. D. Sóng điện từ chỉ lan truyền trong chất khí và bị phản xạ từ các mặt phẳng kim loại. Câu 12: Điện trường xoáy là điện trường A. có các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ
  26. B. có các đường sức không khép kín C. của các điện tích đứng yên D. giữa hai bản tụ điện có điện tích không đổi Câu 13: Đối với sự lan truyền sóng điện từ thì A. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với phương truyền sóng. B. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn cùng phương với phương truyền sóng. C. vectơ cảm ứng từ B cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ điện trường E vuông góc với vectơ cảm ứng từ B D. vectơ cường độ điện trường E cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cảm ứng từ B vuông góc với vectơ cường độ điện trường E. Câu 14: Một mạch dao động điện từ có tần số f = 0,5.10 6Hz, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s. Sóng điện từ do mạch đó phát ra có bước sóng là A. 0,6m B. 6m C. 60m D. 600m Câu 15: Phát biểu nào sau đâu là sai khi nói về sóng điện từ? A. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường, thì nó có thể bị phản xạ hoặc khúc xạ. B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường chân không. C. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn D. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại 1 điểm luôn đồng pha với nhau. Phiếu học tập số 2: Bài 1: Tính tần số góc, tần số, chu kì dao động của một mạch điện có C = 60pF ; L = 1,5mH. Từ đó nhận xét tần số của mạch dao động. Bài 2: Một mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện gồm cuộn cảm L = 5H và một tụ xoay, điện dung biến đổi từ C1 = 10pF đến C2 = 250pF. Xác định dải sóng máy thu được? Bài 3: Một mach dao động có C = 240pF ; L = 6mH. Tích điện cho tụ dưới hiệu điện thế 200V sau đó để mạch tự dao động. Viết biểu thức của điện tích q và cường độ dòng điện i qua mạch. Hướng dẫn: Các bước viết biểu thức trong phần này tương tự như phần dao động cơ. Hãy nhắc lại các bước giải bài toán viết phương trình? Bài 4: Cho mạch dao động có: C = 500pF, L = 0,2mH, tại thời điểm t = 0, i = I max = 10mA, lấy 2 = 10. Viết biểu thức điện tích và cường độ dòng điện. 2. Học sinh - Ôn lại nội dung bài mạch dao động - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn lại kiến thức cũ thông qua các câu hỏi (hoặc game) kiểm tra bài a. Mục tiêu: - Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động.
  27. - Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của năng lượng điện trường và từ trường - Ôn lại sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường - Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - Ôn lại khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ. - Nắm nguyên tắc phát và thu sóng điện từ b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Các kiến thức trọng tâm được hệ thống lại. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: (Có thể hoạt động cá nhân hoặc tổ chức game thi đua giữa các nhóm) - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau: Câu 1:Nêu cấu tạo của mạch dao động và định luật biến thiên về điện tích và cường độ dòng điện. Câu 2:Viết các công thức tần số góc, tần số và chu kì. Câu 3: Nêu khái niệm điện từ trường. Câu 4: Định nghĩa sóng điện từ - Các đặc điểm của sóng điện từ - Các loại sóng điện từ? Câu 5: So sánh đặc điểm của sóng điện từ và sóng cơ học Câu 6: Nêu 4 nguyên tắc cơ bản của việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lập game) Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trả lời. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 1. .GV nêu vấn đề: Trong tiết học hôm nay chúng ta sẽ vận dụng những kiến thức đã học về mạch dao động để làm các bài tập. Hoạt động 2: Luyện tập Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm a. Mục tiêu: - Nắm được định nghĩa mạch dao động và quá trình biến thiên của điện tích và dòng điện trong mạch dao động. - Nắm được công thức tính tần số góc, tần số, chu kì dao động riêng của mạch dao động. - Nắm được sự bảo toàn năng lượng trong mạch dao động, thể hiện ở sự biến thiên điều hoà của năng lượng điện trường và từ trường - Ôn lại sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ - Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường
  28. - Hiểu sơ lược sự hình thành sóng điện từ và những đặc điểm của sóng điện từ - Ôn lại khái niệm tầng điện li, những đặc điểm và ứng dụng của sóng vô tuyến - Hiểu nguyên tắc phát và thu sóng điện từ. - Nắm nguyên tắc phát và thu sóng điện từ - Giải thích được sự biến thiên điều hoà của điện tích trong mạch dao động, sự biến thiên qua lại giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường. - Giải thích được sự xuất hiện điện từ trường. - So sánh được những tính chất giống nhau và khác nhau giữa sóng cơ học và sóng điện từ - Rèn kĩ năng giải nhanh các bài tập trắc nghiệm cũng như dựa vào các dạng BT này hiểu thêm về các hiện tượng liên quan. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Câu 6: (Trang 107 SGK) Đáp án C Câu 7: (Trang 107 SGK) Đáp án A Câu 4: (Trang 111 SGK) Đáp án D Câu 5: (Trang 111 SGK) Đáp án D Câu 6: (Trang 111 SGK) Đáp án A Câu 3: (Trang 115 SGK) Đáp án D Câu 4: (Trang 115 SGK) Đáp án C Bước sóng:  = v/f = 25m sóng ngắn Câu 5: (Trang 115 SGK) Đáp án C Câu 5: (Trang 119 SGK) Đáp án C Câu 6: (Trang 119 SGK) Đáp án C Câu 7: (Trang 119 SGK) Đáp án B *BT trong phiếu học tập số 1: 1. A 2. B 3. B 4. D 5. D 6. B 7. D 8. B 9. B 10. A 11. C 12. A 13. A. 14. D 15. C d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: .Yêu cầu hs giải các bài tập 6, 7 trang 107, BT 4, 5, 6 trang 111, BT 3, 4, 5 trang 115 SGK vàBT 5, 6, 7 trang 119 SGK và BT trắc nghiệm trong phiếu học tập số 1. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lâp mini game) Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1. Hoạt động 2.2: Giải một số bài tập tự luận a. Mục tiêu: - Giải các bài tập về mạch dao động, chu kì, tần số, bước sóng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Câu 8: (Trang 107 SGK) Chu kì dao động: T 2 LC 1,2 .10 6 s Tần số: f = 1/T = 2,65.105Hz 7 6 Câu 6: (Trang 115 SGK) Tần số:f 1 = v/1 = 1,2.10 Hz; f2 = v/2 = 9,7.10 Hz;
  29. 6 f3 = v/3 = 7,3.10 Hz. *BT trong phiếu học tập số 2: Bài 1: C = 60pF ; L = 1,5mH  ; f ; T ? 1 107  5 5 1 3  (rad / s); f 106 Hz MHz; T 10 6 s LC 3 2 3 3 f 5 Bài 2: L = 0,5H ; C1 = 10pF ; C2 = 250pF Xác định dãi sóng Giải: Khi tụ có giá trị C1: 1 c.2 . LC1 = 13,3m Khi tụ có giá trị C1: 2 c.2 . LC2 = 66,6m Vậy dải sóng mà máy thu được nằm trong khoảng từ 13,3m đến 66,6m. Bài 3: C = 240pF ; L = 6mH ; U0 = 200V q ; i ? 1 1 5 Giải: + Tần số góc:  106 rad / s LC 240.10 12.6.10 3 6 -8 Q0 = CU0 = 4,8.10 C + Khi t = 0 : q = Q0 Q0cos = Q0 = 0 5 Biểu thức điện tích trên tụ : q = 4,8.10-8.cos( 106 t) (C) 6 5 6 + I0 = Q0. = 0,04 A Dòng điện qua mạch: i = 0,04.cos( 10 t + ) (A) 6 2 2 Bài 4: C = 500pF ; L = 0,2mH ; t = 0: i = Imax = 10mA ; = 10 q ; i ? 1 1 Giải: + Tần số góc:  .106 rad/ s LC 500.10 12.0,2.10 3 -10 Q0 = CU0 = C.e = 7,5.10 C + Khi t = 0: i = I0 I0cos = I0 = 0 Biểu thức dòng điện chạy qua cuộn dây: i = 10.cos .106 t (mA) I0 9 -9 6 + I0 = Q0. Q .10 C Điện tích trên tụ: q = .10 .cos( .10 t - ) (C) 0  2 d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: .Yêu cầu HS làm các BT 8 trang 107; BT 6 trang 115 và BT trong phiếu học tập số 2. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm có sự hướng dẫn của gv Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2 Hoạt động 3: Vận dụng: Giao nhiệm vụ về nhà a. Mục tiêu: - Tự mình có thể dựng một bài tập đơn giản để đố các bạn và tự mình đưa ra hướng giải cho các bạn. - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau.
  30. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà làm thêm các bài tập trong SBT Ôn tập Nội dung 2: Từ nội dung bài tập và phương pháp giải bài tập ở phần tự luận, hãy tự Rèn khả năng ra đề 3 bài tập tương ứng cùng dạng với các bài tập đó (kèm hướng giải) ra đề Nội dung 3: - Ôn lại phần lăng kính đã học năm lớp 11. Chuẩn bị cho - Xem trước bài 24 trong SGK. tiêt sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 38: Bài 24: TÁN SẮC ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng, nắm được quang phổ ánh sáng trắng - Nắm vững khái niệm ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc. - Nắm được các ứng dụng cơ bản của hiện tượng tán sắc ánh sáng. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Giải thích được nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng. - Vận dụng giải thích các hiện tượng trong thực tế liên quan đến tán sắc ánh sáng. - Làm các bài tập liên quan đến sự tán sắc ánh sáng. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
  31. 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint có kèm hình vẽ hoặc thí nghiệm mô phỏng hình 24.1 và 24.2. - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1 Câu 1: Nhận xét phương của chùm tia sáng đi trong lăng kính và phương của chùm tia sáng ló ra lăng kính ? Câu 2: Nhận xét số lượng chùm tia sáng ló ra lăng kính và hãy liệt kê màu những chùm sáng quan sát được? Câu 3: Dải màu thu được gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay qung phổ ánh sáng trắng. Và hiện tượng quan sát được, gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng. Nêu định nghĩa hiện tượng tán sắc ánh sáng? Phiếu học tập số 2 Câu 1: Nhận xét phương của chùm tia sáng đi qua lăng kính? Nhận xét màu của chùm tia sáng đi qua lăng kính? Câu 2: Nhận xét góc lệch của các chùm tia sáng có màu khác nhau? Câu 3: Bảy chùm sáng có 7 màu cầu vồng tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, đều là các chùm sáng đơn sắc. Nêu định nghĩa ánh sáng đơn sắc? Phiếu học tập số 3 Câu 1: Nêu định nghĩa ánh sáng trắng. Câu 2: Chiết suất của thủy tinh có đặc điểm gì đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau? Câu 3: Các chùm ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính có đặc điểm gì? Câu 4: Đọc SGK mục IV và nêu các ứng dụng của hiện tượng tán sắc Phiếu học tập số 4 Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về ánh sáng đơn sắc? A.Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu xác định gọi là màu đơn sắc. B.Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau. C.Đối với một môi trường trong suốt nhất định, mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định. D.Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. Câu 2: Chọn câu đúng. A.Màu ứng với mỗi ánh sáng gọi là màu đơn sắc. B. Bước sóng ánh sáng rất lớn so với bước sóng cơ. C.Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số hoàn toàn xác định. D. Ánh sáng không đơn sắc là ánh sáng trắng. Câu 3: Chọn câu sai. A.Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. B.Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. C.Đối với ánh sáng trắng: Chiết suất của môi trường trong suốt đối với ánh sáng đơn sắc đỏ thì nhỏ nhất.
  32. D.Đối với ánh sáng trắng: chiết suất của môi trường trong suốt đối với ánh sáng đơn sắc tím thì nhỏ nhất. Câu 4: Chọn câu phát biểu sai. A.Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự thay đổi chiết suất của môi trường đối với các ánh sáng có màu sắc khác nhau B. Dải màu cầu vồng là quang phổ của ánh sáng trắng C.Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính D.Ánh sáng trắng là tập hợp gồm 7 ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Câu 5: Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là sai? A. Ánh sáng trắng là tổng hợp (hỗn hợp) của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. B. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. C. Hiện tượng chùm sáng trắng, khi đi qua một lăng kính, bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau là hiện tượng tán sắc ánh sáng. D. Ánh sáng do Mặt Trời phát ra là ánh sáng đơn sắc vì nó có màu trắng. Câu 6: Chiếu xiên một chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A.so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng. B.chùm sáng bị phản xạ toàn phần. C.so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam. D.tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần. Câu 7: Khi một chùm sáng đi từ môi trường này sang một môi trường khác, đại lượng không bao giờ thay đổi là: A. chiều của nó.B. vận tốc.C. tần sốD. bước sóng. Câu 8: Trong chân không, ánh sáng có bước sóng lớn nhất trong số các ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lam, tím là A. ánh sáng tímB. ánh sáng đỏC. ánh sáng vàng.D. ánh sáng lam. Câu 9: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: A. tím, lam, đỏ.B. đỏ, vàng, lam.C. đỏ, vàng.D. lam, tím. Câu 10: Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng A. của sóng âm tăng còn bước sóng của sóng ánh sáng giảm. B. của sóng âm giảm còn bước sóng của sóng ánh sáng tăng. C. của sóng âm và sóng ánh sáng đều giảm. D. của sóng âm và sóng ánh sáng đều tăng. 2. Học sinh - Ôn lại các kiến thức về lăng kính (sự truyền của tia sáng qua lăng kính, công thức lăng kính). - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về hiện tượng tán sắc ánh sáng a. Mục tiêu:
  33. - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV nêu vấn đề: Khi đi vào vườn hoa chúng ta thấy rất nhiều màu sắc của hoa rực rỡ dưới ánh sáng Mặt Trời. Chìa khóa để mở “bí mật về màu sắc’’ nằm ở đâu? Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn a. Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng, nắm được quang phổ ánh sáng trắng b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672) Chiếu vào khe F chùm ánh sáng trắng. Chùm ánh sáng trắng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm ánh sáng có màu khác nhau: đỏ, da cam, vàng, xanh (lục), lam, chàm, tím. Chùm ánh sáng màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm màu tím bị lệch nhiều nhất. Hiện tượng này gọi là sự tán sắc ánh sáng. Dải màu thu được g.là quang phổ của ánh sáng trắng d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 . Giáo viên mô tả thí nghiệm ở hình 24.1. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu câu HS quan sát thí nghiệm ở hình 24.1. và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 1. Bước 2 Học sinh quan sát thí nghiệm 24.1 và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Đều bị lệch về phía đáy lăng kính.
  34. Câu 2: Bị tách ra thành nhiều chùm tia: Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Câu 3: Chùm ánh sáng trắng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm ánh sáng có màu khác nhau: đỏ, da cam, vàng, xanh (lục), lam, chàm, tím. Chùm ánh sáng màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm màu tím bị lệch nhiều nhất. Hiện tượng này gọi là sự tán sắc ánh sáng. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1. Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về ánh sáng đơn sắc qua thí nghiệm Niu-tơn a. Mục tiêu: - Nắm vững khái niệm ánh sáng đơn sắc. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Mô tả thí nghiệm ở hình 24.2 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Quan sát thí nghiệm ở hình 24.2 và hoàn thành phiếu học tập số 2. Bước 2 HS quan sát thí nghiệm 24.2 và hoàn thành yêu cầu của gv theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Bị lệch về phía đáy lăng kính. Giữ nguyên màu, không bị tán sắc. Câu 2: Khác nhau. Câu 3: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2. - Thực tế ở các máy phát điện người ta để cuộn dây đứng yên và cho nam châm (nam châm điện) quay trước cuộn dây đó. Ở nước ta f = 50Hz.
  35. Hoạt động 2.3: Giải thích sự tán sắc và tìm hiểu ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng a. Mục tiêu: - Giải thích được nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng. - Nắm được các ứng dụng cơ bản của hiện tượng tán sắc ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: . Giải thích hiện tượng tán sắc - Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ màu đỏ đến màu tím. - Chiết suất của thủy tinh có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau; chiết suất đối với ánh sáng tím có giá trị lớn nhất. Vì vậy, các chùm sáng đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh sáng trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính, bị lệch các góc khác nhau, sẽ trở thành tách rời nhau ra. Kết qua là, chùm sáng ló ra khỏi lăng kính bị xòe rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng. Ứng dụng sự tán sắc ánh sáng. Máy quang phổ, cầu vồng. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 3. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ màu đỏ đến màu tím. Câu 2: Chiết suất của thủy tinh có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau; chiết suất đối với ánh sáng tím có giá trị lớn nhất. Câu 3: Các chùm sáng đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh sáng trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính, bị lệch các góc khác nhau, sẽ trở thành tách rời nhau ra. Câu 4: Các ứng dụng của hiện tượng tán sắc: máy quang phổ và hiện tượng cầu vồng. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 - GV lưu ý thêm cho HS: Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính bị xòe rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng trắng. - GV đưa thêm các hình ảnh về máy quang phổ và cầu vồng. .Giáo viên tổng kết hoạt động 2.3. Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: - Vận dụng giải thích các hiện tượng trong thực tế liên quan đến tán sắc ánh sáng.
  36. - Làm các bài tập liên quan đến sự tán sắc ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 4. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 3 Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: : Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà học bài và làm các bài tập trong sgk, sách bài tập. Ôn tập Nội dung 2: Đọc bài đọc thêm trang 126, 127. Mở rộng Nội dung 3: Xem trước bài 25: “Giao thoa ánh sáng” SGK trang 128, ôn lại sự giao Chuẩn bị bài thoa của sóng cơ học chuẩn bị cho tiết học tới mới V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  37. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 39 Bài 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Mô tả được hiện tượng nhiễu xạ - giao thoa ánh sáng. - Nắm được điều kiện giao thoa ánh sáng và xác định được vị trí vân sáng - vân tối. - Nắm được khái niệm khoảng vân, công thức tính khoảng vân. - Biết được ứng dụng của thí nghiệm Young trong thực tiễn. - Biết được khoảng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, mối liên quan giữa bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Nắm chắc và vận dụng được công thức xác định vị trí vân sáng, vị trí vân tối, khoảng vân. - Vận dụng lý thuyết để giải thích một số hiện tượng thức tế. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèm: Hình vẽ hoặc thí nghiệm mô phỏng hình vẽ thí nghiệm 25.1 và 25.2 - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1 Câu 1: Quan sát hình ảnh của lỗ tròn nhỏ lúc đầu và lúc sau. Có nhận xét gì về đường kính? Câu 2: Hiện tượng này gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Hiện tượng nhiễu xạ là gì ? Phiếu học tập số 2 Câu 1: Quan sát hình ảnh trên màn M, thấy được hiện tượng gì? Câu 2: Hiện tượng quan sát được, gọi là hiện tượng giao thoa. Hiện tượng giao thoa là gì? Cái gì được gọi là vân giao thoa? Từ đó cho biết ánh sáng có tính chất gì? Câu 3: Quan sát TN và cho biết cái gì trở thành nguồn phát sóng AS? Phần ánh sáng chồng lên nhau xuất phát từ đâu? Câu 4: Tần số và độ lệch pha của 2 sóng ánh sáng phát ra từ F1 và F2 có đặc điểm gì? Câu 5: Hai nguồn có đặc điểm như trên gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng kết hợp là gì?
  38. Phiếu học tập số 3 Bài toán: Ta đặt: - a = F1F2; I là trung điểm của F1F2; A là một điểm trên màn M; - d1 = F1A và d2 = F2A; O là giao điểm của đường trung trực của đường trung trực của F 1F2 với màn M; - x = OA; D = OI là khoảng cách từ hai nguồn đó tới màn M;  là bước sóng ánh sáng Câu 1: Xây dựng công thức tính hiệu đường đi d2 – d2? Gợi ý: Dựa vào định lý Pitago? Câu 2: Thực tế D rất lớn so với a và x nên d 2 + d1 2D. Viết lại công thức tính hiệu đường đi? Câu 3: Tương tự như sóng cơ, nêu điều kiện để có vân giao thoa với biên độ cực đại? Kết hợp với kết quả câu 2, hãy suy ra công thức xác định vị trí vân sáng? Nêu ý nghĩa vật lý của k? Câu 4: Tương tự câu 3, nêu điều kiện để có vân giao thoa với biên độ cực tiểu và từ đó, tìm công thức xác định vị trí vân tối?Nêu ý nghĩa vật lý của k ? Câu 5: Hãy cho biết các vân sáng cũng như các vân tối nằm cách nhau một khoảng như thế nào? Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối cạnh nhau được gọi là khoảng vân. Hãy xác định công thức tính khoảng vân? Câu 6: Từ công thức khoảng vân, bằng cách nào có thể xác định bước sóng ánh sáng? Phiếu học tập số 4 Câu 1: Hãy cho biết mỗi ánh sáng đơn sắc có màu xác định thì  như thế nào? Câu 2: Nêu mqh giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng? Mắt con người có thể nhìn thấy ánh sáng có bước sóng trong khoảng nào? Câu 3: Hãy cho biết thứ tự 7 màu đơn sắc cơ bản trong vùng ánh sáng nhìn thấy? Ngoài 7 màu cơ bản đó còn có các màu khác không? Phiếu học tập số 5 Câu 1: Hiện tượng giao thao ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng A. là sóng siêu âm.B. có tính chất sóng.C. là sóng dọc.D. có tính chất hạt. Câu 2: Chọn câu phát biểu sai: Khi nói về thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young A.Khoảng cách a giữa 2 nguồn phải rất nhỏ so với khoảng cách D từ 2 nguồn đến màn B. Hai nguồn sáng đơn sắc phải là 2 nguồn kết hợp C. Vân trung tâm quan sát được là vân sáng D. Nếu 1 nguồn phát ra bức xạ  1 và 1 nguồn phát ra bức xạ  2 thì ta được hai hệ thống vân giao thoa trên màn Câu 3: Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng khi đi qua mép một vật cản hoặcqua các khe hẹp được gọi là hiện tượng A. giao thoa ánh sáng B. Khúc xạ ánh sáng C. nhiễu xạ ánh sáng D. tắn sắc ánh sáng. Câu 4: Hiện tượng giao thoa ánh sáng chỉ quan sát được khi hai nguồn ánh sáng là hai nguồn A. đơn sắc B. cùng màu sắc C. kết hợp D. cùng cường độ sang. Câu 5: Phát biểu nào sau đây sai? Sóng ánh sáng và sóng âm A. có tần số không đổi khi lan truyền từ môi trường này sang môi trường khác.
  39. B. đều có thể gây ra các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ. C. đều mang năng lượng vì chúng đều cùng bản chất là sóng điện từ. D. đều có tốc độ thay đổi khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng của Y-âng, khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp bằng A. một khoảng vân B. một nửa khoảng vân. C. một phần tư khoảng vân D. hai lần khoảng vân. Câu 7: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng người ta dùng ánh sáng lục thay ánh sáng đơn sắc chàm và đồng thời giữ nguyên các điều kiện khác thì A. vân chính giữa có màu chàm B. hệ vân vẫn không đổi C. khoảng vân tăng lên. D. khoảng vân giảm xuống. Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 7ở cùng một bên vân trung tâm là A. x = 3i. B. x = 4i. C. x = 5i. D. x =10i. Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 bên này vân trungtâm đến vân sáng bậc 3 bên kia vân trung tâm là A. 6i. B. i. C. 7i. D. 12i. Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, biết D = 1 m, a = 1 mm. Khoảng cách từ vân sáng thứ4 đến vân sáng thứ10 ở cùng bên với vân trung tâm là 3,6 mm. Tính bước sóng ánh sáng. A. 0,44 μm B. 0,52 μm C. 0,60 μm D. 0,58 μm. 2. Học sinh - Ôn lại sự giao thoa của sóng cơ học - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về giao thoa ánh sáng a. Mục tiêu: - Hệ thống kiến thức cũ. - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức cũ được hệ thống lại, sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên kiểm tra bài cũ: - Thế nào là sự tán sắc ánh sáng? Giải thích sự hình thành quang phổ ánh sáng trắng? - Định nghĩa ánh sáng đơn sắc? Thí nghiệm I, và II của Niu-tơn đưa đến kết luân gì? .Giáo viên nêu vấn đề: Giữa âm và ánh sáng có nhiều điểm tương đồng: Chúng cùng truyền theo đường thẳng, cùng tuân theo định luật phản xạ Âm lại có tính chất sóng. Liệu ánh sáng cũng có tính chất ấy không? Bài này sẽ cho ta câu trả lời. Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề
  40. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng - thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. a. Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng nhiễu xạ - giao thoa ánh sáng. - Nắm được điều kiện giao thoa ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: A. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. B. Hiện tượng giao thoa ánh sáng 1. Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng a. Thí nghiệm b. Kết quả thí nghiệm Trên màn M ta thấy một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng màu đỏ và các vạch tối, xen kẽ nhau một cách đều đặn, song song với khe S. Như vậy, hiện tượng giao thoa là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định AS có tính chất sóng. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .GV mô tả thí nghiệm hình 25.1. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. Bước 2 Học sinh chú ý quan sát thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Đường kính khi chiếu AS thực tế rộng hơn đường kính lúc đầu. Tia sáng đã bị lệch khỏi phương truyền thẳng. Chứng tỏ AS bị bẻ cong khi truyền qua lỗ. Câu 2: Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .GV lưu ý thêm cho HS: Nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận AS có tính chất sóng. Hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của sóng trên mặt nước khi gặp vật cản. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định. .GV nêu ứng dụng của hiện tượng nhiễu xạ: Dùng để khảo sát hiện tượng giao thoa ánh sáng. .GV mô tả TN hình 25.2. .GV chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 2.
  41. Bước 5 Quan sát TN hình 25.2. Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 2 nhóm trình bày. Câu 1: Thấy được các vạch sáng màu đỏ và các vạch tối. Câu 2: Trên màn M ta thấy một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng màu đỏ và các vạch tối, xen kẽ nhau một cách đều đặn, song song với khe F. Hiện tượng này gọi là hiện tượng giao thoa. - Các vạch sáng và các vạch tối. - AS có tính chất sóng. Câu 3: Khe F là nguồn phát sóng ánh sáng. Phần ánh sáng chồng lên nhau xuất phát từ đâu hai khe F1 và F2 Câu 4: Cùng tần số và có độ lệch pha không đổi. Câu 5: Hai nguồn kết hợp trong giao thoa AS là 2 nguồn phải phát ra hai sóng ánh sáng: + có cùng bước sóng (tần số) + Hiệu số pha dao động của hai nguồn không đổi theo thời gian. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 6 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1. Và lưu ý thêm cho HS: - Tụ điện lại không cho dòng điện không đổi đi qua: Vì dòng điện không đổi (f = 0): ZC = I = 0 - Cơ chế tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều của R và L khác hẳn nhau. Trong khi R làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun thì cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ về cảm ứng từ. Hoạt động 2.2: Xác định vị trí các vân sáng và vân tối giao thoa, công thức tính khoảng vân và ứng dụng của hiện tượng giao thoa a. Mục tiêu: - Xác định được vị trí vân sáng - vân tối. - Nắm được khái niệm khoảng vân, công thức tính khoảng vân. - Biết được ứng dụng của thí nghiệm Young trong thực tiễn. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: 2. Vị trí các vân giao thoa ax * Hiệu quang trình: d2 d1 = D D * Vị trí các vân sáng: x k S a Với k = 0, vân sáng trung tâm, vân sáng bậc 1, ứng với k = ±1; vân sáng bậc 2, ứng với k = ±2 1 D * Vị trí các vân tối: xt k 2 a Vân tối thứ nhất ứng với k = 0, vân tối thứ hai ứng với k = 1 3. Khoảng vân
  42. Xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là một vân tối, các vân sáng cũng như các vân tối nằm cách đều nhau. Khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối cạnh nhau được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i.  D i = a 4. Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên lưu ý cho HS: Hình 25.3 là sơ đồ rút ngọn của thí nghiệm Young. .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 3. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. 2ax Câu 1: d2 d1 d2 d1 ax Câu 2: d d 2 1 D D Câu 3: Vị trí vân sáng: d2 d1 = k. x k S a k = 0; 1; 2; : là bậc giao thoa  1 D Câu 4: Vị trí vân tối: d2 d1 = ( 2k + 1) xt k 2 2 a (k = 0; 1; 2; ) Câu 5: Các vân sáng cũng như các vân tối cách đều nhau. Khoảng vân: i  D = a i.a Câu 6: Từ công thức khoảng vân, suy ra:  Đo i, D, a D - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên chính xác hóa nội dung và tổng kết hoạt động 2.2. Hoạt động 2.3: Tìm hiểu về mối liên hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng a. Mục tiêu: - Biết được khoảng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, mối liên quan giữa bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: C. Bước sóng ánh sáng và màu sắc - Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định. - Ánh sáng nhìn thấy (khả kiến) có bước sóng trong khoảng: 0,38m – 0,76m
  43. - AS trắng của Mặt trời là hỗn hợp của vô số AS đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến . Nhưng chỉ có 380nm  760nm là mắt người có thể nhìn thấy và phân biệt màu sắc. - Điều kiện về 2 nguồn kết hợp trong giao thoa AS là 2 nguồn phải phát ra hai sóng ánh sáng: + có cùng bước sóng (tần số) + Hiệu số pha dao động của hai nguồn không đổi theo thời gian. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc SGK mục III. vàhoàn thành phiếu học tập số 3. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định Câu 2: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng xác định. Màu ứng với ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc. - Ánh sáng nhìn thấy (khả kiến) có bước sóng trong khoảng: 0,38m (tím) – 0,76m (đỏ). Câu 3: 7 màu đơn sắc cơ bản trong vùng ánh sáng nhìn thấy: Đỏ - cam – vàng – lục – lam – chàm – tím. - AS trắng của Mặt trời là hỗn hợp của vô số AS đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến . Nhưng chỉ có 380nm  760nm là mắt người có thể nhìn thấy và phân biệt màu sắc. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .GV lưu ý thêm cho HS: Ngoài AS đơn sắc còn có các màu không đơn sắc. .GV chính xác hóa nội dung vàtổng kết hoạt động 2.3. Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: - Nắm được hiện tượng nhiễu xạ và ứng dụng của hiện tượng giao thoa: đo bước sóng. - Nắm được sự tương quan giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng. - Nắm chắc và vận dụng được công thức xác định vị trí vân sáng, vị trí vân tối, khoảng vân. - Vận dụng lý thuyết về giao thoa để giải thích một số hiện tượng thức tế. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập sô 4 dưới sự hướng dẫn của GV.
  44. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .Giáo viên tổng kết hoạt động 3 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh. + Ưu điểm: + Nhược điểm cần khắc phục: Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Học bài và làm các bài tập SGK. V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  45. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 40: BÀI TẬP TÁN SẮC VÀ GIAO THOA ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Ôn lại các công thức về tán sắc và giao thoa ánh sáng. - Hiểu được bản chất của hiện tượng giao thoa và tán sắc ánh sáng. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Hiểu được bản chất và giải thích được hiện tượng giao thoa và tán sắc ánh sáng. - Luyện kĩ năng giải bài toán về tán sắc và giao thoa ánh sáng. - Biết cách xác định khoảng vân và số vân quan sát được trong 1 số trường hợp cụ thể. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Chuẩn bị hệ thống các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan, cũng như bài tập tự luận có trong SGK và SBT thuộc bàitán sắc ánh sáng và giao thoa ánh sáng. - Hình vẽ hoặc thí nghiệm mô phỏng hình vẽ thí nghiệm 25.1 và 25.2 2. Học sinh - Phải nắm chắc phương pháp xác định vị trí vân giao thoa và khoảng vân. - Ôn lại các kiến thức đã học ở lớp 11 về lăng kính, thấu kính. - Ôn lại sự giao thoa của sóng cơ học - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn lại kiến thức cũ thông qua các câu hỏi (hoặc game) kiểm tra bài a. Mục tiêu: - Ôn lại các công thức về tán sắc và giao thoa ánh sáng. - Hiểu được bản chất của hiện tượng giao thoa và tán sắc ánh sáng. - Hiểu được bản chất và giải thích được hiện tượng giao thoa và tán sắc ánh sáng. - Biết cách xác định vị trí vân sáng, vân tối. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Các kiến thức trọng tâm được hệ thống lại. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện
  46. Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: (Có thể hoạt động cá nhân hoặc tổ chức game thi đua giữa các nhóm) - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau: Câu 1: Nêu định nghĩa hiện tượng tán sắc ánh sáng? Thế nào là ánh sáng đơn sắc? Câu 2: Nêu CT xác định vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân. Câu 3:Mối liên hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lập game) Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trả lời. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 1 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập tán sắc ánh sáng a. Mục tiêu: - Hiểu được bản chất và giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng. - Luyện kĩ năng giải bài toán về tán sắc ánh sáng. - Rèn kĩ năng giải nhanh các bài tập liên quan đến tán sắc ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Bài tập tán sắc ánh sáng: BT4: B o BT5: A = 5 ; nđỏ = 1,643 ; ntím = 1,685 Dtím/đỏ = ? Giải: Góc lệch của tia đỏ so với tia tới: o Dđỏ = (nđỏ – 1)A = 3,215 Góc lệch của tia tím so với tia tới: o Dtím = (ntím – 1)A = 3,425 Góc lệch giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính: o Dtím/đỏ = Dtím – Dđỏ = 0,21 BT6: h = 1,2m ; tani = 4/3 ; nđ = 1,328 ;nt = 1,343 Độ dài vệt sáng tạo ở đáy bể? Giải: Ta có: tani = 4/3 i = 53o Góc khúc xạ của tia đỏ và tia tím : o siniđ = nsinrđ sinrđ = 0,602 rđ = 37,04 o sinit = nsinrt sinrt = 0,596 rt = 36,56 Ta có : tanrđ = DH/IH DH = IH.tanrđ = 0,906m tanrt = TH/IH TH = IH.tanrt = 0,890m Độ dài vệt sáng tạo ở đáy bể : L = DH – TH = 0,016m = 16mm d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện
  47. Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: GV: Yêu cầu hs làm BT 4, 5, 6 sgk trang 125 Hướng dẫn: BT5: Tính góc lệch của tia đỏ và tia tím so với tia tới khi A, i nhỏ? Từ đó tính góc lêch giữa tia tím và tia đỏ. BT6: -Khi chiếu xiên góc AS trắng vào mặt nước, ta thấy hiện tượng gì? - Vẽ đường đi của tia sáng đỏ và tím? Và tính góc khúc xạ của hai tia này? - Dựa vào hình học xác định bề rộng quang phổ. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lâp mini game) Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1. Hoạt động 2.2: Giải một số bài tập giao thoa ánh sáng a. Mục tiêu: - Hiểu được bản chất và giải thích được hiện tượng giao thoa ánh sáng. - Luyện kĩ năng giải bài toán về giao thoa ánh sáng. - Rèn kĩ năng giải nhanh các bài tập liên quan đến giao thoa ánh sáng. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Bài tập giao thoa ánh sáng: BT6 : A BT7 : C BT8 : a = 2mm ; D = 1,2m ; i = 0,36 mm , f ? D ia 0,36.2 Giải: Bước sóng: i  6.10 4 mm 0,6m a D 1200 c c Tần số:  f 5.1014 Hz f  BT9 : = 600nm ; a = 1,2mm ; D = 0,5m a. i = ? ; b. x s4 = ? D 6.10 4.500 Giải: a. Khoảng vân: i 0,25mm a 1,2 b. Vị trí vân sáng bậc 4: xs4 = 4.i = 4.0,25 = 1mm d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: GV: Yêu cầu hs làm BT 6, 7, 8, 9 sgk trang 133 Hướng dẫn: Dựa vào công thức khoảng vân và CT xác định vị trí vân sáng vân tối. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm có sự hướng dẫn của gv Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận
  48. - Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trình bày. - Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2. Hoạt động 3: Vận dụng a. Mục tiêu: - Tự mình có thể dựng một bài tập đơn giản để đố các bạn và tự mình đưa ra hướng giải cho các bạn. - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Về nhà học bài, làm các bài tập trong sách bài tập Ôn tập Nội dung 2: Từ nội dung bài tập và phương pháp giải bài tập ở phần tự luận, hãy tự Rèn khả năng ra đề 3 bài tập tương ứng cùng dạng với các bài tập đó (kèm hướng giải) ra đề Nội dung 3: - Xem trước bài 66 và ôn lại kiến thức về lăng kính, thấu kính, quang phổ Chuẩn bị cho của Mặt Trời tiêt sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
  49. Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 41: Bài 26: CÁC LOẠI QUANG PHỔ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu được cấu tạo của máy quang phổ và tác dụng của từng bộ phận. - Hiểu được khái niệm về quang phổ liên tục, quang phổ phát xạ, nguồn phát quang phổ liên tục, những đặc điểm và công dụng của quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ. - Hiểu được khái niệm về quang phổ vạch hấp thụ; cách thu và điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ; mối liên hệ giữa quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố. - Nắm được nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Phân biệt được định nghĩa, nguồn phát, tính chất, ứng dụng của ba loại quang phổ. - Vận dụng lý thuyết về máy quang phổ và các loại quang phổ để giải thích các hiện tượng liên quan trong thực tế 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Bài giảng powerpoint có: + Vẽ trên giấy khổ lớn sơ đồ cấu tạo của máy quang phổ (Hình 26.1 SGK) + Chuẩn bị một số ảnh chụp và quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ. - Phiếu học tập. Phiếu học tập số 1: Câu 1: Máy quang phổ là gì? Có mấy bộ phận chính và hãy kể tên các bộ phận đó? Câu 2: Hãy cho biết tác dụng của ống chuẩn trực? Khe hẹp F được đặt nằm ở đâu? Câu 3: Hãy cho biết tác dụng của lăng kính? Nêu tính chất của chùm tia ló? Câu 4: Mô tả hình ảnh thu được trên tấm kính mờ hoặc trên kính ảnh của buồng tối? Phiếu học tập số 2: Câu 1: Quang phổ liên tục là gì? Câu 2: Những chất nào có khả năng phát ra quang phổ liên tục? Từ đó, nêu điều kiện đểphát ra quang phổ liên tục ? Câu 3: Quang phổ liên tục có tính chất gì quang trọng? Tính chất đó được ứng dụng gì?
  50. Phiếu học tập số 3: Câu 1: Quang phổ vạch phát xạ là gì? Câu 2: Quang phổ vạch phát xạ do nguồn nào phát ra? Từ đó, cho biết quang phổ vạch phát xạ phát ra trong điều kiện nào? Câu 3: Hãy quan sát về ảnh chụp quang phổ vạch của một số nguyên tố? Hidro: Natri: - Nêu nhận xét về nét giống nhau, khác nhau giữa các quang phổ đó? Câu 4: So sánh và ướm hai quang phổ Hidro, Natri với nhóm khảo sát quang phổ vạch hấp thụ, có điều gì đặt biệt giữa hai loại quang phổ? Từ đó nêu ứng dụng của quang phổ vạch? Phiếu học tập số 4 Câu 1: Quan sát thí nghiệm gv trình chiếu. Hãy cho biết nếu trên đường đi của chùm sáng đó ta đặt một ống thủy tinh đựng hơi Natri thì thấy hiện tượng gì? Câu 2: Quang phổ vạch hấp thụ là gì? Câu 3: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ có giá trị như thế nào so với nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục ? Câu 4: Hãy quan sát về ảnh chụp quang phổ vạch hấp thụ của một số nguyên tố? Hidro: Natri: - Nêu nhận xét về nét giống nhau, khác nhau giữa các quang phổ đó? Câu 5: So sánh và ướm hai quang phổ Hidro, Natri với nhóm khảo sát quang phổ vạch phát xạ, có điều gì đặt biệt giữa hai loại quang phổ? Từ đó nêu ứng dụng của quang phổ vạch? Phiếu học tập số 5 Câu 1: Cấu tạo của máy quang phổ lăng kính gồm các bộ phận chính là: A. Ống chuẩn trực, lăng kính và buồng ảnh. B. Thấu kính hội tụ, lăng kính và buồng ảnh. C. Ống chuẩn trực, lăng kính và thấu kính hội tụ. D. Ống chuẩn trực, thấu kính hội tụ và buồng ảnh Câu 2: Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính là dựa trên hiện tượng quang học: A. Tán sắc ánh sáng.B. Giao thoa ánh sáng.C. Phản xạ ánh sáng.D. Nhiễu xạ ánh sáng. Câu 3: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quang phổ vạch phát xạ: A. Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát ra. B.Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau phát ra thì khác nhau về số lượng vạch, vị trí, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch.
  51. C.Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối. D. Quang phổ vạch phát xạ bao gồm một hệ thống những dãi màu biến thiên liên tục nằm trên một nền tối. Câu 4: Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính của một máy quang phổ, trước khi đi qua thấu kính buồng tối là A.Tập hợp nhiều chùm song song, mỗi chùm có một màu. B.Chùm tia hội tụ gồm nhiều màu đơn sắc khác nhau. C.Tập hợp nhiều chùm tia song song màu trắng D.Chùm phân kì gồm nhiều màu đơn sắc khác nhau. Câu 5: Quang phổ liên tục phát ra bởi hai vật khác nhau thì: A.Hoàn toàn giống nhau ở mọi nhiệt độ.B.Giống nhau, nếu mỗi vật ở một nhiệt độ phù hợp. C.Hoàn toàn khác nhau ở mọi nhiệt độ.D.Giống nhau, nếu chúng có cùng nhiệt độ. Câu 6: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về phép phân tích bằng quang phổ ? A. Phép phân tích quang phổ là phân tích ánh sáng trắng. B. Phép phân tích quang phổ là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của chúng. C. Phép phân tích quang phổ là nguyên tắc dùng để xác định nhiệt độ của các chất. D. A, B và C đều đúng. Câu 7: Quang phổ vạch phát xạ là một quang phổ gồm A. Một số vạch màu riêng biệt cách nhau bằng những khoảng tối( thứ tự các vạch được xếp theo chiều từ đỏ đến tím). B. Một vạch màu nằm trên nền tối. C. Các vạch từ đỏ tới tím cách nhau những khoảng tối. D. Các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục. Câu 8: Quang phổ vạch hấp thụ là quang phổ gồm những vạch: A. Màu biến đổi liên tục . B. Tối trên nền sáng . C. Màu riêng biệt trên một nền tối . D. Tối trên nền quang phổ liên tục Câu 9: Hiện tượng một vạch quang phổ phát xạ sáng trở thành vạch tối trong quang phổ hấp thụ được gọi là: A. Sự tán sắc ánh sáng B. Sự nhiễu xạ ánh sáng C. Sự đảo vạch quang phổ D. Sự giao thoa ánh sáng đơn sắc Câu 10: Phát biểu nào sau đây là đúng ? A. Chất khí hay hơi ở áp suất thấp được kích thích bằng nhiệt hay bằng điện cho quang phổ liên tục B. Chất khí hay hơi được kích thích bằng nhiệt hay bằng điện luôn cho quang phổ vạch. C. Quang phổ liên tục của nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố ấy. D. Quang phổ vạch của nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố ấy. 2. Học sinh - Ôn lại §24 cũng như các kiến thức về lăng kính, thấu kính, quang phổ của Mặt Trời - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về các loại quang phổ a. Mục tiêu: - Kiến thức cũ được hệ thống lại.
  52. - Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức cũ được hệ thống lại, sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 .Giáo viên kiểm tra bài cũ: - Nêu điều kiện để có giao thoa ánh sáng? Xác định vị trí các vân sáng và vân tối trên màn quan sát? .Giáo viên nêu vấn đề: - Nhờ nghiên cứu quang phổ mà người ta biết được thành phần cấu tạo của Mặt Trời, của các vì sao xa xôi, của một mẻ thép đang nấu trong lò, của dầu khí Vậy, quang phổ là gì? Dụng cụ để khảo sát quang phổ có cấu tạo và hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? Ta sẽ tìm hiểu qua bài hôm nay. Bước 2 Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu cấu tạo - nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính a. Mục tiêu: - Hiểu được cấu tạo của máy quang phổ và tác dụng của từng bộ phận. - Nắm được nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Máy quang phổ lăng kính Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra. 1. Cấu tạo: Có ba bộ phận chính: • Ống chuẩn trực là bộ phận tạo ra chùm tia sáng song song. Chùm tia sáng ló ra khỏi thấu kính L1 là một chùm tia song song. • Lăng kính là bộ phận có tác dụng phân tích chùm tia song song từ L 1 chiếu tới, tạo ra thành nhiều chùm tia đơn sắc song song. • Buồng ảnh là bộ phận dùng để chụp ảnh quang phổ, hoặc để quan sát quang phổ.
  53. 2. Nguyên tắc hoạt động Sau khi ló ra khỏi ống chuẩn trực, chùm ánh sáng phát ra từ nguồn S là một chùm song song. Chùm này qua lăng kính sẽ bị phân tán thành nhiều chùm đơn sắc song song. Mỗi chùm sáng đơn sắc ấy được thấu kính L2 của buồng ảnh hội tụ thành một vạch trên tiêu diện của L2 và cho ta một ảnh thật của khe F, đó là một vạch màu. Các vạch màu này được chụp trên kính ảnh hoặc hiện lên tấm kính mờ. Mỗi vạch màu ứng với một bước sóng xác định, là thành phần ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra. Tập hợp các vạch màu đó tạo thành quang phổ của nguồn S. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Giáo viên cho HS xem hình vẽ 26.1 và chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS làm phiếu học tập số 1 theo nhóm. Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày. Câu 1: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra. Câu 2: Ống chuẩn trực là bộ phận tạo ra chùm tia song song Khe hẹp F được đặt nằm ở tiêu diện của thấu kính hội tụ L1 Câu 3: Lăng kính là bộ phận có tác dụng phân tích chùm tia sáng song song chiếu tới. Chùm tia ló là chùm tia đơn sắc Câu 4: Hình ảnh thu được trên kính ảnh của buồng tối là các vạch màu đơn sắc - Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 .GV lưu ý thêm về nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ cho học sinh: - Sau khi ló ra khỏi ống chuẩn trực, chùm ánh sáng phát ra từ nguồn S là một chùm song song. Chùm này qua lăng kính sẽ bị phân tán thành nhiều chùm đơn sắc song song. Mỗi chùm sáng đơn sắc ấy được thấu kính L 2 của buồng ảnh hội tụ thành một vạch trên tiêu diện của L 2 và cho ta một ảnh thật của khe F, đó là một vạch màu. Các vạch màu này được chụp trên kính ảnh hoặc hiện lên tấm kính mờ. Mỗi vạch màu ứng với một bước sóng xác định, là thành phần ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra. - Tập hợp các vạch màu đó tạo thành quang phổ của nguồn S. .Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1. Hoạt động 2.2: Tìm hiểu quang phổ liên tục và quang phổ phát xạ - quang phổ vạch hấp thụ a. Mục tiêu: - Hiểu được khái niệm về quang phổ liên tục, quang phổ phát xạ, nguồn phát quang phổ liên tục, những đặc điểm và công dụng của quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ.