SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT TĨNH GIA 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI
PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN
TÌM VÂN SÁNG TRÙNG VÀ VÂN TỐI TRÙNG
TRONG THÍ NGHIỆM GIAO THOA NHIỀU BỨC XẠ
HIỆU QUẢ VỚI MỌI ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH

Người thực hiện: Nguyễn Thị Minh
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Vật lí

THANH HOÁ NĂM 2017


Mục lục
1. Mở đầu
1.1. Lí do chọn đề tài
1.2. Mục đích nghiên cứu
1.3. Đối tượng nghiên cứu
1.4. Phương pháp nghiên cứu
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
2.3. Các giải pháp để giải quyết vấn đề
Dạng 1: Giao thoa một bức xạ đơn sắc.
Dạng 2: Giao thoa hai bức xạ đơn sắc.


1. MỞ ĐẦU.
1.1. Lí do chọn đề tài.
- Từ năm 2007 khi Bộ giáo dục và đào tạo( BGD&ĐT) quyết định hình thức
thi trắc nghiệm khách quan trong kỳ thi tốt nghiệp và đại học cho một số
môn trong đó có bộ môn vật lí. Với thời gian hạn hẹp học sinh phải làm một
số lượng câu hỏi tương đối nhiều, cụ thể từ năm 2007-2016 đề thi gồm 50
câu thời gian làm bài 90 phút ( như vậy 1câu/1,8 phút). Đến năm nay 2017
BGD&ĐT lại có sự điều chỉnh về mặt thời gian và số câu, cụ thể đề thi gồm
40 câu thời gian làm bài 50 phút ( như vậy 1câu/1,25 phút). So với các năm
học trước thì năm nay đã giảm thời gian làm bài/1câu xuống.
- Từ hiện trạng trên, mâu thuẫn đang tồn tại trong quá trình dạy- học là làm
thế nào trong thời gian rất ngắn các em có thể giải quyết các câu hỏi của đề
thi. Từ đó đạt được kết quả cao như mong muốn.
- Nên vấn đề cấp bách cần đặt ra cho mỗi giáo viên chúng tôi khi trực tiếp
tham gia giảng dạy ôn luyện cho các em là tìm ra phương pháp giải nhanh
các dạng bài toán vật lí để cho phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm khách
quan. Mà Phương pháp đó lại phải đảm bảo tiếp cận được với mọi đối tượng
học sinh.
- Trong nội dung kiến thức Vật lí thi Trung học phổ thông quốc gia thì bài
tập chương sóng ánh sáng thuộc sách giáo khoa Vật lí 12 là một phần trọng
tâm. Mà ở đó dạng bài tập tìm vị trí vân sáng trùng, vận tối trùng trong giao
thoa nhiều bức xạ luôn có mặt trong đề thi các năm.
- Do đó trong quá trình giảng dạy nhiều năm ôn thi, tham khảo tài liệu, cộng
với vận dụng kiến thức toán học, và ứng dụng các tính năng máy tính bỏ túi
tôi đã nghiên cứu, đúc rút ra một kinh nghiệm giải nhanh bài toán tìm vân
sáng trùng và vân tối trùng trong thí nghiệm giao thoa nhiều bức xạ. Với
phương pháp này dù bài toán khó, phức tạp như giao thoa nhiều bức xạ cũng
trở nên cực kì đơn giản, dễ làm, dễ nhớ vì có cách hướng dẫn học sinh nhớ
công thức rất thú vị, dựa trên sự tương đồng về mặt dạng biểu thức của bài

thức vân sáng( tối) trong giao thoa 1 bức xạ và vân sáng (tối) trùng trong
giao thoa nhiều bức xạ. Đây chính là điểm mấu chốt của đề tài.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài “Phương pháp giải nhanh bài toán tìm vân sáng trùng và vân tối
trùng trong thí nghiệm giao thoa nhiều bức xạ hiệu quả với mọi đối tượng
học sinh” nghiên cứu về bài toán giao thoa nhiều bức xạ trong chương trình
vật lí 12 thuộc chương sóng ánh sáng. Cụ thể nghiên cứu đưa ra dạng công
thức chung nhất của câu hỏi xác định vị trí vân sáng, vân sáng trùng, vân tối,
vân tối trùng trong bài toán giao thoa một hay nhiều bức xạ.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
- Xây dựng cơ sở lý thuyết theo phương pháp diễn dịch, nhằm nghiên cứu cơ
sở lí luận cho đề tài
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: nhằm nắm bắt
được thực trạng dạy và học của bộ môn Vật lí ở trường THPT Tĩnh Gia 3, từ
đó thực hiện các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học.
- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: việc thống kê và xử lí số liệu để có
những thông số cần thiết đánh giá hiệu quả trước và sau khi thực hiện đề tài.

4


2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
1/ Giao thoa một bức xạ đơn sắc.
a/ Công thức xác định vị trí vân sáng: xs = k.i (1)
1
2

b/ Công thức xác định vị trí vân tối: xt = (k + ).i (2)
Với k = 0, ±1, ±2, ±3...; i =

+ Để vị trí vân sáng bức xạ λ1 trùng với vân sáng bức xạ λ2 thì:
xs 1 = xs 2 = k1.i1 = k2.i2 (I)
Với k, k1, k2 = 0, ±1, ±2, ±3...
+ Từ (I) suy luận toán học ta có công thức (3)
xs ≡ =k.(BSCNN i1, i2 ) = k. i12 (3)
- Chứng minh công thức (4):
+ Công thức xác định vị trí vân tối của bức xạ λ1 , λ2 :
1

1

xt 1 = (k1 + 2 ).i1

xt 2 =( k2 + 2 ).i2

+ Để vị trí vân tối bức xạ λ1 trùng với vân tối bức xạ λ2 thì:
1

1

xt 1 = xt 2 = (k1 + 2 ).i1 =( k2 + 2 ).i2 (II)
+ Từ (II) suy luận toán học ta có công thức (4)
1
2

1
2

xt ≡ = (k + ).(BSCNN i1,i2 ) = (k + ).i12 (4)


xs 1 = k1.i1
xs 2 = k2.i2
xs 3 = k3.i3
+ Để vị trí vân sáng bức xạ λ1 trùng vân sáng bức xạ λ2 trùng vân
sáng bức xạ λ3 thì:
xs 1 = xs 2 = xs 3 = k1.i1 = k2.i2 = k3.i3 (III)
Với k, k1, k2 , k3 = 0, ±1, ±2, ±3...;
+ Từ (III) suy luận toán học ta có công thức (5)
xs ≡ = k.(BSCNN i1,i2,i3) = k.i123 (5)
- Chứng minh công thức (6):
+ Công thức xác định vị trí vân tối của bức xạ λ1 , λ2 , λ3 :
1

xt 1 = (k1 + 2 ).i1

1

1

xt 2 =( k2 + 2 ).i2

xt 3 =( k3 + 2 ).i3

+ Để vị trí vân tối bức xạ λ1 trùng với vân tối bức xạ λ2 trùng với vân
tối bức xạ λ3 thì:
1

1

1

λ D
; i 2 = 2 ; i3 = 3 ; i 4 = 4
a
a
a
a

=> i1234 = (BSCNN i1,i2,i3,i4 )
Để có công thức(8) thì phải có điều kiện. λ1 / λ2 = số lẻ/số lẻ
λ3 / λ 2 = số lẻ/số lẻ
λ 4 / λ 2 = số lẻ/số lẻ
c/ - Chứng minh công thức (7).
+ Công thức xác định vị trí vân sáng của bức xạ λ1 , λ2 , λ3 , λ4 :
xs 1 = k1.i1 ;
xs 2 = k2.i2 ;
xs 3 = k3.i3 ;
xs 4 = k4.i4
+ Để vị trí vân sáng bức xạ λ1 trùng vân sáng bức xạ λ2 trùng vân
sáng bức xạ λ3 trùng vân sáng bức xạ λ4 thì:
xs 1 = xs 2 = xs 3 = xs 4 = k1.i1 = k2.i2 = k3.i3 = k4.i4 (V)
Với k, k1, k2 , k3 , k4 = 0, ±1, ±2, ±3...
+ Từ (V) suy luận toán học ta có công thức (7)
xs ≡ =k.(BSCNN i1,i2,i3,i4 ) = k.i1234(7)
- Chứng minh công thức (8):
+ Công thức xác định vị trí vân tối của bức xạ λ1 λ2 λ3 λ4 :
1

1

1

sáng trùng (3) (5) (7), công thức xác định vị trí vân tối (2) và vân tối trùng
(4) (6) (8).Từ đó giúp học sinh nhớ nhanh, chính xác, không nhầm lẫn.
- Cách xác định bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) được thực hiện nhanh
bằng cách dùng máy tính VINACAL 570ES PLUS II với các bước sau:
Ví dụ tính (BSCNN i1,i2,i3) ( đưa các số liệu i1,i2,i3 về đơn vị thích hợp sao
cho i1,i2,i3 là các số nguyên thì mới sử dụng máy tính để bấm BSCNN được.)
7


+ Bước 1: Bấm phím SHIFT 6 2
Lúc này trên màn hình xuất hiện: LCM(
+ Bước 2: Bấm i1 SHIFT) i2 SHIFT)i3)
Lúc này trên màn hình xuất hiện: LCM( i1 ,i2 ,i3)
+ Bước 3: Bấm phím =
Lúc này trên màn hình xuất hiện kết quả

2.2. Trực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
a/ Tính chính xác và thực tế.
8


- Địa điểm: Khảo sát tại các lớp 12B1; 12B2; 12B3; 12B4 trường THPT
Tĩnh gia 3.
- Thời gian thực hiện: Tháng 3 năm 2017
b/ Kết quả khảo sát thực trạng.
- Trước khí áp dụng phương pháp giải nhanh, thì học sinh làm dạng bài toán
tìm vân sáng trùng và vân tối trùng trong thí nghiệm giao thoa nhiều bức xạ
thu được kết quả thông qua kiểm tra vở bài tập như sau:
TT


2,2
0
0

1 12B1 45
2 12B2 45
3 12B3 45
4 12B4 45
Kết quả
180 113 62,8
48 26,7
18
10,0
trung bình
- Kết quả kiểm tra 40 câu/50 phút của học sinh các lớp:
TT

Tên
lớp

1 12B1
2 12B2
3 12B3
4 12B4
Kết quả
trung bình

Sĩ số
45
45

11,1
0
0
10 22,2
3
6,7
0
0
10 22,2
1
2,2
0
0
45

25,0

17

9,4

0

0

- Qua hai bảng số liệu trên có thể thấy rằng kết quả học tập của học sinh về
dạng bài toán này không cao. Gây tâm lý hoang mang cho thầy và trò, học
sinh hiểu bài ít, dẫn đến sự hứng thú với bài học giảm sút. Đứng trước thực
trạng đó người thầy phải tìm ra một phương pháp giải nhanh dễ hiểu với mọi
đối tượng lực học của học sinh. Vì vậy đề tài này sẽ góp phần khắc phục

=
= 6.10 −4 (m) = 600(µm)
Bước 1: Tính i =
−3
a
2.10

Bước 2: Áp dụng công thức (1) (2)
Công thức xác định vị trí vân sáng: xs = k.i (1)
1
2

Công thức xác định vị trí vân tối: xt= (k + ).i (2)
Bước 3: Thay số ta có:
xs = 600k (µm)
1
2

xt= 600(k + ) (µm) Với k = 0, ±1, ±2, ±3...
DẠNG 2: GIAO THOA HAI BỨC XẠ ĐƠN SẮC.
Phương pháp giải bài toán xác định vị trí vân sáng trùng, vân tối trùng.
Bước 1: Tính
i1 =

λ1 D
a

; i2 =

λ2 D

a
2.10
i1 =

=> i12 = (BSCNN i1,i2 ) = 3500(µm)
Bước 2: Áp dụng công thức (3) (4)
Công thức xác định vị trí vân sáng trùng: xs≡ = k.i12 (3).
1
2

Công thức xác định vị trí vân tối trùng: xt≡ = (k + ).i12(4).
Bước 3: Thay số: xs≡ = 3500k(µm)
1
2

xt≡ = 3500(k+ )(µm) Với k = 0, ±1, ±2, ±3...
DẠNG 3: GIAO THOA BA BỨC XẠ ĐƠN SẮC.
Phương pháp giải bài toán xác định vị trí vân sáng trùng, vân tối trùng.
Bước 1: Tính
i1 =

λ1 D
a

; i2 =

λD
λ2 D
; i3 = 3
a

2.10 −3
λ D 720.10 −9.2
i3 = 3 =
= 7.,2.10 − 4 (m) = 720(µm)
a
2.10 −3
i1 =

i123 = (BSCNN i1,i2,i3) = 25200(µm)
Bước 2: Áp dụng công thức (5) (6)
Công thức xác định vị trí vân sáng trùng: xs≡ = k.i123 (5)
1
2

Công thức xác định vị trí vân tối trùng: xt≡ = (k + ).i123 (6)
Bước 3: Thay số: xs≡ = 25200k(µm)
1
2

xt≡ = 25200(k+ ) (µm), Với k = 0; ± 1; ± 2; ± 3;...
DẠNG 4: GIAO THOA BỐN BỨC XẠ ĐƠN SẮC.
Phương pháp giải bài toán xác định vị trí vân sáng trùng, vân tối trùng.
Bước 1: Tính
i1 =

λD
λ1 D
λ D
λ D
; i 2 = 2 ; i3 = 3 ; i 4 = 4

2.10
λ D 550.10 −9.0,8
i2 = 2 =
= 2,20.10 − 4 (m) = 220(µm)
a
2.10 −3
λ D 650.10 −9.0,8
i3 = 3 =
= 2,60.10 − 4 (m) = 260(µm)
a
2.10 −3
λ D 750.10 −9.0,8
i4 = 4 =
= 3,00.10 − 4 (m) = 300(µm)
−3
a
2.10
i1 =

i1234 = (BSCNN i1,i2,i3,i4 ) = 128700(µm)
Bước 2: Áp dụng công thức (7) (8)
Công thức xác định vị trí vân sáng trùng: xs≡ = k.i1234(7)
1
2

Công thức xác định vị trí vân tối trùng: xt≡ = (k + ).i1234 (8)
Bước 3: Thay số: xs≡ = 128700k(µm)
1
2


Dưới 50%
SL TL%
0
0
2
4.4
4
8.9
4
8.9
10

5.5

Mức độ hoàn thành bài tập(%)
(50->65)%
(65->80)%
SL TL% SL
TL%
2
4.4
3
6.7
3
6.7
5
11.1
4
8.9
6

lớp

1 12B1
2 12B2
3 12B3
4 12B4
Kết quả
trung bình

Sĩ
số
45
45
45
45
18
0

Kết quả bài kiểm tra 15 phút
Dưới 5đ
(5,0->6,5)đ (6,75->8,0)đ (8,25->10)đ
SL TL% SL TL% SL
TL%
SL TL%
0
0
3
6.7
5
11.1

27

15.0

128

71.1

- Qua hai bảng số liệu trên thì tôi nhận thấy kết quả học tập của học sinh rất
tốt. Bản thân tôi cảm thấy tự tin hơn trong dạy học nhờ có “phương pháp
giải nhanh bài toán tìm vân sáng trùng và vân tối trùng trong thí nghiệm
giao thoa nhiều bức xạ” này.
- Sau khi chia sẻ phương pháp này với các đồng nghiệp trong trường mình
và trường bạn tôi đều nhận được sự đồng tình, ủng hộ. Từ đó phương pháp
này đã được áp dụng rộng rãi và đem lại kết quả như mong đợi.
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.
3.1. Kết luận.
- “Phương pháp giải nhanh bài toán tìm vân sáng trùng và vân tối trùng
trong thí nghiệm giao thoa nhiều bức xạ” đã đem lại cho thầy và trò sự hứng
thú trong học tập, tạo cho các em cảm giác tự tin vào bản thân kể cả khi giải
quyết các bài toán khó như giao thoa nhiều bức xạ. Giúp các em nhận thấy
được những ứng dụng của kiến thức toán học, máy tính vào việc giải nhanh
bài toán vật lí. Tôi tin đề tài này sẽ mang lại hiệu quả cao, áp dụng được
rộng rãi vì dễ vận dụng, dễ tiếp cận và phù hợp với mọi đối tượng học sinh.
3.2. Kiến nghị.
- Trong quá trình trực hiện “Phương pháp giải nhanh bài toán tìm vân sáng
trùng và vân tối trùng trong thí nghiệm giao thoa nhiều bức xạ” tôi đã tham
khảo nhiều tài liệu và ý kiến của các đồng nghiệp, kể cả ý kiến phản hồi của
học sinh để từ đó đưa ra một phương pháp giải nhanh phù hợp nhất, tối ưu
nhất.


16


17