Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài

Trong hoàn cảnh đất nước ta còn nghèo nàn, trình độ khoa học kĩ thuật
chưa phát triển thì vấn đề đào tạo và phát triển giáo dục ngày càng được quan
tâm. Nghị quyết trung ương 2 khoá VIII của Đảng cộng Sản Việt Nam đã đưa
ra một số vấn đề cấp bách đối với ngành giáo dục nước ta trong giai đoạn hiện
nay là:
Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo nhằm khắc phục
truyền thụ một chiều, rèn luyện về nếp tư duy sáng tạo của người học, từng
bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và các phương tiện hiện đại vào các
quá trình dạy học.
Trong thực tiễn dạy học vật lý ở trường phổ thông, việc giải bài tập vật
lý (BTVL) là công việc diễn ra thường xuyên không thể thiếu được. Nó tác
động tích cực đến quá trình giáo dục và phát triển của học sinh đồng thời là
mặt trung những phương pháp, biện pháp kiểm tra đánh giá thực chất sự nắm
vững kiến thức của họ. Vì vậy BTVL với tính cách là phương pháp dạy học
giữ vai trò đặc biệt quan trọng, việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý ở
trường phổ thông.
Hiện nay, nội dung trọng tâm các kì thi bộ môn vật lý tốt nghiệp THPT
và tuyển sinh đại học, cao đẳng chủ yếu nằm trong chương trình lớp 12. Do
đó, việc trang bị cho học sinh hệ thống những kiến thức cơ bản của chương
trình lớp 12 là rất cần thiết. Mặt khác, chương Lượng tử ánh sáng là một
trong những chương quan trọng nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cho học sinh
trong chương trình phổ thông.
Trong khi đó, số lượng BTVL trong sách giáo khoa, sách bài tập và
sách tham khảo rất nhiều. Nhưng ở trên lớp, học sinh được giáo viên hướng

1




4. Đối tượng nghiên cứu

4.1. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học bài tập chương VII lớp 12 THPT, Ban KHTN của
giáo viên và học sinh.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Dạy học hệ thống bài tập chương VII Lượng tử ánh sáng lớp 12
THPT, ban KHTN của giáo viên và học sinh THPT Yên Lạc - Vĩnh Phúc.
5. Phương pháp nghiên cứu

Trong luận văn, chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp chủ yếu
đó là: Nghiên cứu lý luận về BTVL, điều tra cơ bản về dạy hoc hệ thống bài
tập chương VII. Lượng tử ánh sáng qua dự giờ,trò chuyện của giáo viên và
học sinh.

3


Nội dung
1. Một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý
1.1. Quan niệm
Theo X.E. Cametxki và V.p.ô.rê khôv. Trong thực tiễn dạy học và tập
vật lý là một vấn đề không lớp trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ
những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật
và phương pháp vật lý (X.E. Cametxki và V.p.ô.rê khôv) - phương pháp giải
bài tập vật lý Tập 2. NXB GD - 1976).
Thông thường trong sách giáo khoa và tài liệu phương pháp giảng dạy
bộ môn, Bài tập vật lý được hiểu là những bài tập được lựa chọn một cách phù
hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các

thức của bài giảng. Khi giải bài tập học sinh không chỉ đơn thuần vận dụng
các kiến thức của bài học mà phải nhớ lại các kiến thức đã học thuộc nhiều
chương, phần của chương trình. Khi đó học sinh sẽ nắm được mối liên hệ các
kiến thức cơ bản với nhau, nhờ đó ghi nhớ sâu sắc hơn những kiến thức học.
- BTVL là một phương tiện để phát triển tư duy vật lý của học sinh có
nhiều bài tập vật lý không dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức
đã học mà còn giúp bồi dường cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là những
bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài thập thiết kế dụng cụ rất
có ích bề mặt này.
- BTVL là một trong những phương tiện để kiểm tran, đánh giá mức độ
nắm vững các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và thói quen của học sinh một cách
chính xác. Khi vận dụng kiến thức để giải bài tập học sinh không những phải
hiểu kiến thức có liên quan mà còn phải biết vận dụng sáng tạo và tình huống
cụ thể để tìm ra lời giải. Vì vậy sẽ giúp phát hiện được trình độ trí tuệ, làm bộc
lộ những khó khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của học sinh trong học
tập, giúo họ vượt qua khó khăn và khắc phục những sai lầm đó.
- BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng đạo đức, kỹ thuật tổng hợp và
hướng nghiệp cho học sinh.

5


1.3. Phân loại bài tập vật lý
Có nhiều cách phân loại bài tập vật lý theo nhiều dấu hiệu khác nhau,
trong số đó có hai cách phổ biến sau:
1.3.1. Theo nội dung BTVL được chia theo các dấu hiệu tài liệu vật lý,
nội dung trừu tượng hay cụ thể, theo nội dung lịch sử, theo tính chất vật lý,
theo nội dung thực tế kỹ thuật và theo tính chất giả tạo của các sự kiện.
1.3.2. Theo phương thức giải, BTVL được chia làm bốn loại:
- Bài tập định tính

sinh trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn mà bài tập, sau phải
đem lại cho học sinh một điều mới lạ nhất và một khăn vừa sức đồng thời việc
giải bài tâp trước là cơ sở cho việc giải bài tập sau.
1.5. Phương pháp giải bài tập vật lý.
Để giải một bài toán vật lý, thông thường ta tiến hành theo các bước
như sau:
Bước 1: Tìm hiểu đề tài
- Đọc, ghi, ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và phải tìm
- Mô tả lại tình huống được nêu trong đầu bài, vẽ hình minh hoạ (nếu
cần).
- Nêu đề tài yêu cầu phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được dữ
liệu.
Bước 2: Xác lập mối liên hệ của các dữ liệu xuất phát với các phải tìm.
- Đối chiếu với các dữ liệu xuất phát và các phải tìm xem xét bản chất
vật lý của tình huống đã cho để nhận ra các định luật, các công thức lý thuyết
có liên quan.
- Xác lập mối liên hệ cụ thể của các dữ kiện xuất phát và của các phải
tìm.
- Lựa chọn các mối liên hệ, cho thấy sự liên hệ của các phải tìm với dữ
kiện hiệu xuất phát và từ đó có thể rút ra các phải tìm.

7


Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm
Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được tiếp tục luận giải, tính toán
rút ra kết quả cần tìm.
Bước 4: Kiểm tra, xác nhận kết quả.
Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được cần kiểm tra lại việc giải và
kếy quả theo một hoặc một số cách sau:

một cách chắc chắn. Sự hướng dẫn của giáo viên phải sao cho không đưa học
sinh đến chỗ còn việc thừa các hành động theo mãi.
1.3.5. Định hướng khái quát chương trình hoá
Đây cũng là kiểu hướng dẫn cho học sinh tìm tòi cách giải quyết những
định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khách quan của việc
giải quyết vấn đề.
- Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn toàn bộ
đến tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, giúp học sinh tực lực giải
bài tập đã cho, dạy cho các em cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập và tự
rút ra phương pháp giải một loại bài tập nào đó.
- ưu điểm: Kiểu hướng dẫn này rèn luyện tư duy cho học sinh trong quá
trình giải bài tập đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.
- Khó khăn: Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi sự hướng dẫn của giáo viên
phải theo sát tiến trình giải bài tập của học sinh là không thể chỉ đưa vào
những lời hướng dẫn đã soạn sẵn mà phải kết hợp với trình độ học sinh để
điều chỉnh sự giúp đỡ cho thích hợp.
Trong đề tài nghiên cứu, chúng ta chỉ sử dụng hai kiểu hướng dẫn đầu
(hướng dẫn Alôgrit và Ơrixtic) trong quá trình trình bày hướng dẫn học sinh
giải các bài tập được đề cập
2. Xác định mục tiêu dạy học chương VII Lượng tử ánh sáng
Trong quá trình dạy học chương VI Lượng tử ánh sáng cần đảm bảo
cho học sinh nắm được những kiến thức cơ bản sau:

9


2.1. Hiện tượng quang điện (hay còn gọi là hiện tượng quang điện ngoài)
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là
hiện tượng quang điện ngoài, thường gọi tắt là hiện tượng quang điện.
2.2. Các định luật quang điện

+ Phân tử, nguyên tử electron...phát xạ hay hấp thụ ánh sáng cũng có
nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
+ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân
không.
Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa
rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thất
chùm sáng liên tục
Phôtôn chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên
Chú ý:
* Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện.
Anhxtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra là do electron trong
kim loại hấp thụ phôtôn của áng sáng kích thích. Phôtôn bị hấp thụ truyền
toàn bộ năng lượng của nó cho electron. Năng lượng này dùng để:
+ Cung cấp cho electron đó một công A gọi là công thoát để electron
thắng được lực liên kết với mang tính thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại.
+ Truyền cho electron đó một động năng ban đầu.
+ Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể.
Nếu electron này nằm ngay tiêu lớp bề mặt kim loại thì nó có thể thoát
ra ngoài ngay mà không mất năng lượng, truyền cho mạng tinh thế. Động
năng ban đầy này có giá trị cực đại:

1 2
mv0 max
2

Theo địng luật bảo toàn năng lượng ta có:
hf

hc


: điện trở suất.

: độ dẫn điện

12


2.5.3. Quang trở là một tấm bán dẫn có điện trở giảm mạnh khi bị ánh
sáng chiếu vào.
Hoạt động: Dựa vào hiện tượng quang điện trong
ứng dụng: Đóng mở mạch điều khiển tự động, mạch đóng ngắt tự động....
thay thế tế bào quang điện trong hiện tượng quang điện ngoài.
2.5.4. Pin quang điện: Gồm tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp
bán dẫn mỏng loại p, trên cũng có 1 lớp kim loại mỏng có thể cho ánh sáng
xuyên qua; dưới cùng là đế kim loại.
Pin quang điện là nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp
thành điện năng. Suất điện động 0,5V 0,8V .
Hoạt động: Dựa trên hiện tượng quang điện trong
ứng dụng: Làm pin mặt trời sử dụng ở các vùng sâu, trên các vệ tinh
nhân tạo, con tàu vũ trụ, máy tính bỏ túi...
2.6. Mẫu nguyên tử B0
+ Tiên đề 1: Tiên đề về trạng thái dứng
Nguyên tử chỉ tồn tại trong một trạng thái có khả năng lượng xác định
gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ.
+ Tiên đề 2: Tiên đề và sự bức xạ hay hấp thụ năng lượng của nguyên tử
khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái
dừng có năng lượng em (với En > Em) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có
năng lượng đúng bằng hiệu En Em hf En Em
Ngược lại khi nguyên tử chuyển động trạng thái dừng có năng lượng
thấp Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn.

H 0,4861 m

lam

vạch

chàm

H 0,434 m , Vạch tím H 0,4102 m

Trong miền hồng ngoại có một dãy gọi là dãy Pasen.
+ Mẫu nguyên tử Bo giải thích được cấu trúc quang phổ vạch của hiđro
cả về định tính lẫn định lượng.
- Dây Laiman được thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía
ngoài về quỹ đạo K

14


- Dãy Banme được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía
ngoài về quỹ đạo L.
- Dãy Pasen được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo ở phía
ngoài về quỹ đạo M.
P
O

N
M

Pasen


15


b. Sự phát quang: là hiện tượng một số chất có khả năng hấp thụ ánh
sáng kích thích đó có bước sáng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.
có 2 loại:
- Huỳnh quang: xảy ra với chất lỏng và chất khí, thời gian phát quang
ngắn (dưới 10 8 s )
- Lân quang: xảy ra với chất rắn, thời gian phát quang dài ( 10 8 s trở
đi).
* Định luật xtốc về sự phát quang ánh sáng phát quang có bước sóng '
dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích .
'
2.11. LaZe: Là nguồn phát ra chùm sáng song song kết hợp, có tính đơn
sắc cao và có cường độ lớn.
- ứng dụng: trong thông tin liên lạc (cáp quang, vô tuyến định vị, điều
khiển tàu vũ trụ...) dùng làm dao mổ trong phẫu thuật dùng trong các đầu đọc
đĩa CD, bút trỏ bảng, trong khoan cắt vật liệu.
2.12. Sơ đồ ôn tập chương.
Hiện tượng quang điện các định luật quang điện

Thuyết lượng tử ánh sáng

Hiện tượng quang điện trong

Mẫu nguyên tử Bo
Sự phát quang

Hiện tượng quang dẫn

cứu các bài kiểm tra 15 phút, một tiết về mức độ khó dễ của bài, kết quả của
học sinh để xác định mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.
Quá trình điều tra dẫn chúng tôi đến một số nhận xét sau:
3.1. Phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập và hệ thống bài tập
của giáo viên:
- Thường áp đặt lối suy nghĩa của mình cho học sinh: Chữa các bài tập
đã cho học sinh mà chưa quan tâm đúng mức đến việc hướng dẫn học sinh
giải bài tập đó.
- Thường chỉ cho học sinh giải bài tập ở sách giáo khoa và sách bài tập.
Chưa lựa chọn các bài tập một cách hệ thống.
- Chưa phân tích phương pháp giải từng loại bài tập cho học sinh biết.
- Chưa quan tâm đúng mức đến sự thay đổi cách hướng dẫn học sinh
giải bài tập để phù hợp với từng loại đối tượng học sinh.
- Không lôi cuốn được tất cả học sinh trong lớp tham gia giải bài tập.
- Đa số học sinh quen với cách học tập đọc chép nên trong các giờ bài
tập chỉ chép các bài chữa của giáo viên hoặc bài giải của bạn được chỉ định

17


lên bảng. Vì vậy không ít học sinh không giải được bài tập tương tự với bài
giải trên lớp.
- Một số học sinh lười làm bài tập về nhà.
- Một số khó khăn chủ yếu của học sinh.
+ Lúng túng khi xác định dấu của U h , e
+ Chưa hiểu rõ bản chất của hiện tượng quang điện.
+ Kỹ năng tính toán còn yếu như giải ước các giá trị vô tỉ, tính gần
đúng, làm trái các kết quả...
4. Phân loại bài tập và phương trình giải từng loại bài tập chương VII
lượng tử ánh sang


hc
A

Hiện tượng quang điện xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim
loại có bước sóng thoả mãn:

0
2. Lưu ý: Khi tính toán bằng số, cần chuyển các đơn vị của các đại
lượng cho trong bài về đơn vị SI.
4.2.2. Loại 2: Xác định các đại lượng đặc trưng cho hiện tượng quang
điện.
Có thể giải loại bài tập này theo các bước sau:
Bước 1: Phân tích hiện tượng vật lý xảy ra từng bài.
Bước 2: Xác định các dữ liệu đã cho, đổi các đơn vị của các đại lượng
cho trong bài về đơn vị SI (nếu cần).
Bước 3: áp dụng công thức để xác định.
+ Lượng tử ánh sáng: hf

hc



f : Tầnsố bức xạ

Với : Bướcsóng của bức xạ trong chân không
h :hằngsố plăng


+ Phương trình Anhxtanh:


Với

n :Số electron tớianot mỗi giây

e :điện tích nguyê n tố

+ Hiệu suất lượng tử: H

n
N

1
+ Hiệu điện thế hàm: Wđmax mv02 e.Uh
2

4.2.3. Loại 3: Khảo sát chuyển động của electron quang điện trong điện
từ trường đều.
Để giải bài tập vật lý loại này có thể tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Phân tích hiện tượng vật lý xảy ra trong bài.
Bước 2: áp dụng công thức chuyển động của electron trong:

+ Trong điện trường đều E
Trọng lực không đáng kể nên lực tác dụng lên electron quang điện là
lực điện trường

20




B ).

+ Dựa vào quan hệ giữa lực và gia tốc hướng tâm
F m.an

mv 2
k

- Xác định độ lệch của electron quang điện trong điện trường đều.
x v0 .t v0cos .t


at 2
at 2
v0 y .t
v0 sin .t
y

2
2

Với

a

F e.E eU
.


m m m.d

Trong ống Rơnghen vẫn có sẵn một số ion dương, các ion này được
tăng tốc trên một điện trường mạnh giữa anot và catot chúng chuyển động
mạnh về catot khi tới catot chúng có một động năng rất lớn khi va chạm vào
catot chúng làm bật ra từ catot các electron.
- Xét trường hợp lý tưởng, không có sự biến thiên nhiệt độ do đó toàn
bộ động năng của điện tử biến thành năng lượng tia Rơnghen lúc này ống
Rơnghen phát ra tia Rơnghen có bước sóng ngắn nhất.
+ Theo định lý biến thiên động năng
e.U KA e .U KA Eđmax

2
mvmax
hc

hfmax
2
min

Với:
+ U AK : Là hiệu điện thế giữa 2 đầu anot và catot cuả ống Rơnghen.

22


+ fmax là tần số lớn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra.
+ min là bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnughen mà ống có thể phát ra.

1
+ Eđ = mv2 l động năng của electron khi tới được đối âm cực.
2

Với

mn

c
fmn

hf

hf

Hấp thụ

Bức xạ

+ Năng lượng của electron trong
En

nguyên tử hiđro có biểu thức

23


En

Rh
13,6
hay En
eV
2


O

P

Bán kính

r0

4r0

9r0

16r0

25r0

36r0

Với r0 0,5.10 10 m là bán kính Bo
- Cần chú ý đến đơn vị đo các đại lượng (E do bằng Jun, f do bằng hec
, đo bằng mét).
5. Hệ thống bài tập chương VII Lượng tử ánh sáng
Bài 1: Khi chiếu vào một tấm kim loại một chùm sáng đơn sắc có bước
sóng 0, 2 m , động năng cực đại của các electron bắn ra là 8.1019 J . Hỏi khi
chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt hai chùm sáng đơn sắc có bước sáng

1 1,40 m và 2 1,0 m thì có xảy ra hiện tượng quang điện không?

24

25