SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT SỐ HUYỆN VĂN BÀN Đề tài sáng kiến : PHÂN DẠNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN Họ tên tác giả : Nguyễn Luân Lưu Chức vụ: Giáo viên Tổ chun mơn: Tốn – Lí – Tin – Thiết bị Đơn vị công tác: Trường THPT số huyện Văn Bàn Văn Bàn, tháng năm 2014 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai MỤC LỤC Trang Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Ngày nay, với việc nghiên cứu ứng dụng tính chất ánh sáng phổ biến thực tế Trong chương trình học vật lí 12 đưa số tượng liên quan đến vấn đề : tượng quang điện ngoài, tượng quang điện trong, tượng quang – phát quang… Tuy nhiên vấn đề chủ yếu HS tìm hiểu sở lí thuyết sách giáo khoa, hướng dẫn GV nên việc vận dụng lí thuyết để giải thích tượng, áp dụng vào phần tập gặp nhiều khó khăn Qua thực tế giảng dạy tơi nhận thấy HS hiểu sai chất tượng, việc áp dụng công thức cịn hay nhầm lẫn, kĩ tính tốn đổi đơn vị vật lí cịn chưa cao điều dễ dẫn đến thái độ khơng tốt, khơng tích cực học tập môn Với thực trạng vậy, để giúp đỡ HS giải khó khăn tơi đưa số phân dạng hướng dẫn HS phương pháp giải tập phần định luật quang điện Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống kiến thức định luật quang điện Phân dạng tập đưa phương pháp giải giúp HS hiểu sâu kiến thức có khả vận dụng tốt Đối tượng nghiên cứu Để đánh giá hiệu sáng kiến tơi tiến hành hai nhóm tương đương hai lớp 12A1, 12A2 trường THPT số Văn bàn Lớp thực nghiệm lớp 12A2 thực giải pháp thay dạy : “ Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng; Hiện tượng quang điện trong” ( Thuộc chương VI vật lí 12 chương trình chuẩn ) Lớp đối chứng lớp 12A1 không áp dụng sáng kiến Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai NỘI DUNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN Trong sách giáo khoa vật lý 12 chương trình ví dụ thực tế tượng quang điện cịn , định luật quang điện tập vận dụng chưa thể rõ dạng Việc phân loại dạng tập phương pháp giải giúp em củng cố sâu kiến thức qua giúp em áp dụng vào thực dễ dàng II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Tại trường THPT số Văn Bàn, HS 12 học đến tượng quang điện thường khơng tập trung khó khăn việc giải thích tượng vật lí vận dụng giải tập dẫn đến kết học tập chưa cao Qua việc thăm lớp, dự khảo sát kinh nghiệm giảng dạy qua năm, thấy GV hướng dẫn HS tìm hiểu kiến thức lí thuyết thơng qua sách giáo khoa số ví dụ thực tế Tuy nhiên chưa có phân hóa nội dung kiến thức tập liên quan HS có hứng thú học tập, tích cực trả lời câu hỏi lấy ví dụ thực tế phải có trợ giúp GV, HS có hiểu chưa có hiểu sâu kiến thức Việc áp dụng kiến thức lí thuyết vào vận dụng chưa cao Nếu đề tốn có dạng tốn tượng quang điện HS có học lực trung bình ngại làm bỏ qua viết công thức, biến đổi, thay số vào để thế, khơng tìm kết quả, kĩ đổi đơn vị đại lượng vật lí đa số HS chưa cao Một số HS giỏi tính tốn , có nhiều HS tính tốn sai lệch với đáp án Một phần HS khơng làm ( khơng dành ưu tiên, đến bắt đầu tính tốn hết ) Cịn nhiều HS chưa tích cực chưa hứng thú gặp phải nội dung trừu tượng Một số nội dung GV dạy yêu cầu HS ghi nhớ kiến thức trọng tâm, thời gian để áp dụng lí thuyết vào giải thực tế ( giải thích tượng, giải tập tượng quang điện ….) cịn ít, chủ yếu giao tập nhà định hướng qua cách giải HS chưa tự định hình chất vấn đề dạng tập phương pháp giải Phương pháp hướng dẫn HS giải tập theo dạng nhiều GV, nhiều môn thực phục vụ cho công tác giảng dạy Phân dạng tập với việc áp dụng phương pháp giải vào đối tượng dạy, HS cịn nhiều khó khăn gặp phải Nhiều chun đề nghiên cứu sâu cụ thể ( VD : Chuyên đề “ Lượng tử ánh sang “ – Vũ Đình Hoàng; Lượng tử ánh sáng – Đoàn Văn Lượng; Bài tập định luật quang điện – Baigiangtructuyen.vn ….) có nhiều giải pháp nhằm nâng cao chất lượng học tập HS nhiên chưa phù hợp với số đối tượng HS III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH GIẢI QUYẾT Thiết kế nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 12A2 làm nhóm thực nghiệm, lớp 12A1 làm nhóm đối chứng Dùng bài kiểm tra 15 phút lần học kì II năm học 2013 – 2014 làm bài kiểm tra trước tác động Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự tương đương Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra 15 phút lần học kì II được thiết kế gờm 12 câu hỏi câu trắc nghiệm khách quan Quy trình nghiên cứu 2.1 Chuẩn bị của giáo viên Lớp thực nghiệm: Xây dựng hệ thống kiến thức Hướng dẫn phân dạng tập phương pháp giải tập Lớp đối chứng: HS tự hệ thống kiến thức Không áp dụng sáng kiến 2.2 Tiến trình dạy thực nghiệm Thời gian tiến hành áp dụng tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa để đảm bảo tính khách quan Cụ thể: Thời gian thực hiện Tiết Thứ Môn/Lớp Tên bài PPCT Thứ tư Vật lí / Hiện tượng quang điện Thuyết 51 5/3/2014 12A2 lượng tử ánh sáng Thứ Vật lí / 52 Bài tập 10/3/2014 12A2 Thứ Vật lí / 53 Hiện tượng quang điện 11/3/2014 12A2 Những phương pháp sưu tầm Sưu tầm dạng tập, phương pháp giải giảng video day học ( thuvienvatly.com; baigiangtructuyen.vn….) Kế hoạch lên lớp 4.1 Kế hoạch bài 30 ( Tiết 51 ) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I MỤC TIÊU Về kiến thức - Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện nêu tượng quang điện - Phát biểu định luật giới hạn quang điện - Nêu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng - Nêu ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt Về kĩ - Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật giới hạn quang điện, áp dụng vào tập vận dụng Về thái độ Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu kiến thức Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai II CHUẨN BỊ - TN mô tả TN Héc Bài tập vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng giải thích định luật giới hạn quang điện tập vận dụng công thức III PHƯƠNG PHÁP Động não + giải vấn đề IV TỔ CHỨC Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập - Thời gian: (4 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp + Thông báo yêu cầu học tập chương Hoạt động 1: Tìm hiểu tượng quang điện - Mục tiêu: Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện nêu tượng quang điện - Thời gian: (7 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Minh hoạ thí nghiệm Héc (1887) Ra câu hỏi : - Góc lệch tĩnh điện kế giảm → chứng tỏ điều gì? I Hiện tượng quang điện Quan sát trả lời Thí nghiệm Héc - Tấm kẽm bớt tượng quang điện: SGK Định nghĩa điện tích âm → êlectron bị bật khỏi - Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim Zn loại gọi tượng quang điện (ngồi) - Nếu làm thí nghiệm - Hiện tượng xảy với Zn tích điện ra, e bị bật bị dương → kim tĩnh điện Zn hút lại → kế khơng bị thay đổi điện tích Zn khơng Nếu chắn chùm sáng hồ bị thay đổi → Tại sao? - HS trao đổi để trả lời quang thuỷ tinh dày tượng khơng - Nếu đường - Thuỷ tinh hấp thụ ánh sáng hồ quang đặt mạnh tia tử ngoại → xảy → xạ tử ngoại có thuỷ tinh dày lại ánh sáng nhìn thấy→ khả gây tượng → tượng khơng tia tử ngoại có khả quang điện kẽm xảy → chứng tỏ điều gây tượng quang điện kẽm Cịn ánh gì? sáng nhìn thấy Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai khơng Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật giới hạn quang điện - Mục tiêu: Phát biểu định luật giới hạn quang điện - Thời gian: (8 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Thơng báo thí nghiệm lọc lấy ánh sáng đơn sắc chiếu vào mặt kim loại Ta thấy với kim loại, ánh sáng chiếu vào (ánh sáng kích thích) phải thoả mãn λ ≤ λ0 tượng xảy - Thơng báo hạn chế thuyết sóng - Dạng : Bài tập điều kiện xảy tượng quang điện - Ghi nhận kết thí nghiệm từ ghi nhận định luật giới hạn quang điện -HS dẫn dắt để tìm hiểu thuyết sóng điện từ ánh sáng khơng giải thích II Định luật giới hạn quang điện - Định luật: SGK - Giới hạn quang điện kim loại đặc trưng riêng cho kim loại - Thuyết sóng điện từ ánh sáng khơng giải thích mà giải thích thuyết lượng tử - Chỉ phương pháp giải nắm điều kiện λ ≤ λ0 Hoạt động 3: Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng - Mục tiêu: Nêu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng - Thời gian: (15 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Khi nghiên cứu thực nghiệm quang phổ nguồn sáng → kết thu khơng thể giải thích lí thuyết cổ điển → Plăng cho vấn đề mấu chốt nằm quan niệm không trao đổi lượng - HS ghi nhận khó khăn giải thích kết nghiên cứu thực nghiệm → đến giả thuyết Plăng III Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết Plăng - ND: SGK Lượng tử lượng ε = hf h gọi số Plăng: h = 6,625.10-34J.s Thuyết lượng tử ánh sáng Nội dung: SGK Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai nguyên tử phân tử - Thông báo giả thuyết : - HS ghi nhận tính Giải thích định luật giới Lượng lượng đắn giả thuyết hạn quang điện thuyết mà lần nguyên lượng tử ánh sáng tử hay phân tử hấp thụ - Mỗi phôtôn bị hấp thụ hay phát xạ gọi truyền tồn lượng lượng tử lượng cho êlectron - HS đọc Sgk nêu - Công để “thắng” lực liên kết (ε) gọi công (A) - Y/c HS đọc Sgk từ nội dung thuyết lượng tử - Để tượng quang điện xảy nêu nội dung ra: thuyết lượng tử c - Dựa giả thuyết h ≥A hf ≥ A hay Plăng để giải thích λ định luật quang hc → λ≤ , điện, Anh-xtah đề A thuyết lượng tử ánh hc λ = Đặt → λ ≤ λ0 A sáng hay thuyết phôtôn - HS ghi nhận giải - Phôtôn tồn trạng thái chuyển thích từ tìm λ động Khơng có phơtơn ≤ λ0 đứng n - Anh-xtanh cho tượng quang điện xảy có hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích êlectron - Phải lớn kim loại cơng - Để êlectron khỏi kim loại -Tính λ0 A Lưu ý : Cần đổi đơn vị cách lượng phải cách áp dụng công biến đổi công thức phù hợp với nào? toán thức : - Dạng : tập tính hc λ = hc A= giới hạn quang điện A λ cơng e Hoạt động 4: Tìm hiểu lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng - Mục tiêu: Nêu ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt - Thời gian: (4 phút) 0 Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai - Cách tiến hành: Sáng kiến kinh nghiệm 10 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Trong tượng giao thoa, phản xạ, khúc xạ … → ánh sáng thể tích chất gì? - Liệu ánh sáng có tính chất sóng? - Lưu ý: Dù tính chất ánh sáng thể ánh sáng có chất sóng điện từ - Ánh sáng thể tính chất sóng IV Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng - Không, tượng quang điện ánh sáng thể chất hạt - Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt Củng cố hướng dẫn học nhà (7 phút) Củng cố : Giới hạn quang điện bạc 0, 26µ m , đồng 0, 3µ m kẽm 0, 35µ m Giới hạn quang điện hợp kim gồm bạc, đồng kẽm là: A 0, 4µ m B 0, 26 µ m C 0, 3µ m D 0, 35µ m Giới hạn quang điện bạc 0, 26µ m tính cơng e khỏi bề mặt BTVN - Làm tất tập SGK trang 158 SBT 4.2 Kế hoạch bài Tiết 52 BÀI TẬP I MỤC TIÊU Về kiến thức - Củng cố kiến thức định luật quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng, tượng quang điện Về kĩ - Vận dụng kiến thức định luật quang điện thuyết lượng tử ánh sáng giải tập liên quan - HS giả tập công suất nguồn phát, động năng, vận tốc electron Về thái độ HS tích cực học tập, tự lập tính tốn II CHUẨN BỊ - Hệ thống kiến thức dạng tập liên quang III PHƯƠNG PHÁP - Động não – giải vấn đề - hoạt động nhóm Sáng kiến kinh nghiệm 11 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai IV TỔ CHỨC Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập + Kiểm tra đánh giá việc học tập cũ HS - Thời gian: (5 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp + Kiểm tra cũ: Câu hỏi: Nêu định nghĩa tượng quang điện ? Phát biểu nội dung định luật giới hạn quang điện ? Hoạt động 1: Hệ thống kiến thức quan trọng - Mục tiêu: Hệ thống kiến thức định luật quang điện từ đưa dạng tập liên quan - Thời gian: ( 12 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung Hệ thống kiến thức quan trọng : - Hệ thứcAnhxtanh Hệ thức Anhxtanh Chỉ đại lượng có mặt hệ thức đơn vị : λ ,f : bước sóng ,tần số ánh sáng kích thích At : cơng kim loại làm catốt ( J ) m = 9,10-31 Kg v o max : vận tốc ban đầu cực đại quang electron ( m/s ) Đưa dạng tập thường gặp định hướng HS tìm phương pháp giải : + Dạng :b ài tập Phương pháp giải : điều kiện xảy Xác định điều kiện xảy tượng quang điện tượng quang điện + Dạng 2: tính giới hạn λ ≤ λo quang điện cơng Áp dụng cơng thức : c λo = h - Hệ thức liên hệ At v0max Uh Hs ghi nhận vấn đề Dạng : tập xác trả lời câu hỏi định vận tốc cực đại Xác định v0max từ công e , điện hãm - ε = hf = h c λ = At + mv o2 max h = 6,625 10-34 J.s : số Plank ; c = 3.108 m/s Hệ thức liên hệ v0max Uh : eU h = mv omx Sáng kiến kinh nghiệm 12 Nguyễn Luân Lưu để tìm vận tốc cực đại e ta áp dụng công thức ? - Dạng :Công suất nguồn sáng ( áp dụng công thức để tính số photon….) Trường THPT sớ Văn Bàn tỉnh Lào Cai thức: ε = hf = h c λ eU h = = At + mv o2 max 2 mvomx Công suất nguồn sáng : P=N ε Nhf Nhc = = t t λt Hs Khá ghi nhớ công thức để áp dụng vào tập cụ N: số phôtôn xạ λ thể đập vào catôt Hoạt động 2: Bài tập giới hạn quang điện - Mục tiêu: Vận dụng kiến thức ôn tập vào giải tập đơn giản giới hạn quang điện - Thời gian: (10 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Thông báo yêu cầu tập Yêu cầu HS xác định dạng công thức liên quan Nội dung Xác định yêu cầu định hướng cách giải : Dạng điều kiện xảy tượng quang điện Công thức λ ≤ λo So sánh bước sóng ánh sáng kích thích với giới hạn quang điện hoàn thiện tập Bài tập : Giới hạn quang điện đồng 0,3µ m , kẽm 0,35µ m , nhơm 0, 36µ m ,của canxi 0.75µ m Ánh sáng kích thích có bước sóng 0,35µ m gây Nhận xét kết luận tượng quang điện với kim loại nào? ĐA : Kẽm, nhôm, canxi Bài 13 trang 158 Yêu cầu HS làm TT −6 λ0 = 0,35.10 (m) ; tập 13/158 Hướng dẫn HS tóm tắt Tìm hiểu tập định 1eV= 1,6.10-19 (J) đổi đơn vị hướng cách giải Tính A = ? Tóm tắt đổi đơn vị Theo đơn vị J eV Áp dụng cơng thức : Giải Tính cơng hc A= λ0 Cơng e khỏi kẽm hc 6,625.10 − 34 3.10 Thay số tính tốn A= = = 5,68.10 −19 ( J ) −6 -Tính từ đơn vị J sang λ0 0,35.10 - Tính từ đơn vị J sang eV: Cho 1eV = 1,6.10-19 J -19 eV Cho 1eV = 1,6.10 J => ? eV < -5,68.10-19 J => ? eV < -5,68.10 5,68.10 −19 19 A= = 3,55(eV ) J 1,6.10 −19 Sáng kiến kinh nghiệm 13 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Sáng kiến kinh nghiệm 14 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Hoạt động 3: Giải tập vận tốc cực đại electron - Mục tiêu: Áp dụng kiến thức ôn tập vào giải tập liên quan đến xác định vận tốc e tượng quang điện - Thời gian: (13 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung Thơng báo u cầu HS tìm hiểu yêu cầu Bài tập 2: Catốt tế bào tập tập làm theo quang điện làm xê có Định hướng bước bước hướng dẫn giới hạn quang điện 0,66µm giải tập GV Chiếu vào catốt ánh sáng tử Yêu cầu HS thực Tóm tắt đổi đơn vị ngoại có bước sóng 0,33µm thành thạo bước Tính động ban đầu cực đại λ0 = 0, 66 µ m = 0, 66.10−6 m quang electron ? sau : Bước : Tât λ = 0,33µ m = 0,33.10−6 m Giải: λ0 = 0, 66 µ m = 0, 66.10−6 m đại lượng vật lý λ = 0,33µ m = 0,33.10−6 m sử dụng đơn vị hợp Áp dụng hệ thức Anhxtanh ta pháp (SI) hc hc có : λ = λ + mv0 max Bước : Viết công Công thức liên quan : hc hc thức liên quan xác − ⇒ mv0 max = hc hc = + mv λ λ0 định công thức phù λ λ 2hc  1  hợp với v0max = X  − ÷ max mv0max = eU h Bước : Biến đổi cơng thức để tìm đại lượng theo yêu cầu Hs biến đổi cơng thức: tốn m λ ⇒ v0 max = λ0  2hc  1   − ÷ m  λ λ0  hc hc = + mv max λ λ0 2 hc hc − ⇒ mv0 max = λ λ0 Bước : Thay số vào biểu thức cuối tính tốn Chú ý: cần đổi 2hc  1  v0max =  − ÷ xác đơn vị biến đổi m  λ λ0  Thay số 2.6,625.10− 34.3.108  1  đến công thức cuối v = − 1  0max hc  − 31 −6 −6 ÷ thay số Sử dụng 9,1.10 ⇒ v0 max =  0,33.10 0,66.10   − ÷ m  λ λ0  máy tính bỏ túi = 8,81.106 m/s - Thay số tính tốn xác để có kết tìm kết Sáng kiến kinh nghiệm 15 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Củng cố hướng dẫn học nhà (5 phút) Củng cố Lưu ý đơn vị cơng thức tính tốn làm tập BTVN Bài 1: Cơng electron kim loại làm catôt tế bào quang điện 4,5eV Chiếu vào catơt xậ có bước sóng λ = 0,16 µ m, λ µ = 0,20 m, λ = 0,25 µ m, λ = 0,30 µ m, λ = 0,36 µ m, λ = 0,40 µ m Các xạ gây tượng quang điện là: A λ 1, λ B λ 1, λ 2, λ C λ 2, λ 3, λ D λ 3, λ 4, λ Bài : Cơng electron khỏi kim loại A = 6,625.10-19J, số Plăng h = 6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Tính giới hạn quang điện kim loại Bài ( HS ) Cơng electron khỏi đồng 4,57eV Chiếu chùm xạ điện từ có bước sóng λ vào cầu đồng đặt xa vật khác cầu đạt điện cực đại 3V Tính bước sóng chùm xạ điện từ ( gợi ý e Uh = e Umax = eVmax = mv0 max ; e =1,6.10-19C) Sáng kiến kinh nghiệm 16 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai 4.3 Kế hoạch bài 31 ( Tiết 53 ) HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I MỤC TIÊU Về kiến thức - Trả lời câu hỏi : Tính quang dẫn gì? - Nêu tượng quang điện - Nêu quang điện trở pin quang điện Về kĩ - Vận dụng định nghĩa tượng quang điện vào giải thích tượng quang dẫn Áp dụng cơng thức giới hạn quang điện vào giải tập Về thái độ - Nêu ưu điểm pin quang điện với nguồn lượng khác, ảnh hưởng đến môi trường II ĐỒ DÙNG - Hình ảnh quang điện trở, pin quang điện tài liệu liên quan III PHƯƠNG PHÁP - Động não + liên hệ thực tế IV TỔ CHỨC Khởi động - Mục tiêu: + Ổn định lớp, tạo khơng khí học tập + Kiểm tra đánh giá việc học tập cũ HS - Thời gian: (6 phút) - Cách tiến hành: + Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp + Kiểm tra cũ: Câu hỏi: Nêu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng ? Viết biểu thức định luật giới hạn quang điện ? Hoạt động 1: Tìm hiểu chất quang dẫn tượng quang điện - Mục tiêu: Nêu tượng quang điện - Thời gian: ( 12 phút) - Cách tiến hành : Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - Y/c HS đọc Sgk cho biết chất quang dẫn gì? - Giới thiệu số chất quang dẫn - Dựa vào chất dòng điện chất bán I Chất quang dẫn - HS đọc Sgk trả lời tượng quang điện - Chưa bị chiếu sáng → Chất quang dẫn - Là chất bán dẫn có tính chất e liên kết với nút mạng → khơng có e tự cách điện khơng bị chiếu sáng trở thành dẫn điện → cách điện Sáng kiến kinh nghiệm 17 Nguyễn Luân Lưu dẫn thuyết lượng tử, - Giải thích giải thích - Dựa vào bảng giới vậy? hạn quang điện giải - So sánh độ lớn giới thích hạn quang dẫn với độ lớn giới hạn quang điện đưa nhận xét Hoạt động 2: Tìm hiểu quang điện trở - Mục tiêu: Nêu quang điện trở - Thời gian: (8 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động 3: Tìm hiểu pin quang điện - Mục tiêu: Nêu pin quang điện - Thời gian: (14 phút) - Cách tiến hành: Hoạt động GV Hoạt động HS - Thông báo pin quang - Trực tiếp từ quang điện (pin Mặt Trời) sang điện thiết bị biến đổi từ dạng lượng sang dạng lượng - HS đọc Sgk dựa nào? vào hình vẽ minh hoạ - Minh hoạ cấu tạo để trình bày cấu tạo pin quang điện pin quang điện - Khi chiếu ánh sáng có λ - Giải thích ≤ λ0 → tượng xảy pin quang điện - Trong máy đo ánh nào? sáng, vệ tinh nhân tạo, - Giới thiệu ứng dụng máy tính bỏ túi… thực tế thiết bị sử dụng pin quang điện - Pin quang điện - Tích hợp bảo vệ môi nguồn lượng trường: Nêu ưu điểm pin quang điện với nguồn lượng khác, ảnh hưởng đến môi trường Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai bị chiếu sáng Hiện tượng quang điện - SGK - Ứng dụng quang điện trở pin quang điện Nội dung III Pin quang điện Là pin chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Hiệu suất 10% Cấu tạo: SGK - Suất điện động pin quang điện từ 0,5V → 0,8V Ứng dụng (Sgk) Sáng kiến kinh nghiệm 18 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Củng cố hướng dẫn học nhà (5 phút) Củng cố 1.Có thể giải thích tượng quang điện thuyết A electron cổ điển B sóng ánh sáng C photon D động học phân tử Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc ? A Hiện tượng nhiệt điện B Hiện tượng quang điện C Hiện tượng quang điện C Sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ BTVN - Làm tất tập SGK trang 162 SBT Kết thu So sánh điểm trung bình bài kiểm tra trước sau tác động Thực nghiệm Đối chứng Điểm trung bình áp dụng sáng kiến 6.7 5.86 Kết quả kiểm tra sau áp dụng của nhóm thực nghiệm là điểm trung bình là: 6.7 kết quả bài kiểm tra tương ứng của nhóm đối chứng điểm trung bình là: 5.86 chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là: 0.84 ; tỉ lệ HS có điểm số từ trung bình trở lên tăng rõ rệt lớp thực nghiệm Điều đó cho thấy điểm của hai nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có kết điểm trung bình điểm trung bình cộng cao lớp đối chứng IV KẾT LUẬN Kết luận: Việc phân dạng tập phương pháp giải nâng cao kết học tập môn vật lý HS 12 trường THPT số Văn Bàn sau học song tượng quang điện Phân dạng tập phương pháp phù hợp làm nâng cao kết học tập môn vật lý HS 12 trường THPT số Văn Bàn học song tượng quang điện có phạm vi nhỏ phụ thuộc vào dạng đối tượng HS tiết dạy Để áp dụng rộng dãi dạy khác môn vật lí địi hỏi GV phải tìm tịi, sưu tầm đầu tư nhiều thời gian, công sức thiết kết học cho phù hợp với nội dung đối tượng HS Đề tài cũng chỉ nên áp dụng với trường, lớp có đối tượng HS trung bình yếu, khả tư áp dụng lí thuyết vào giải vấn đề thực tế hạn chế Khuyến nghị: Đối với GV: tích cực tự học, tự bồi dưỡng , sưu tầm nhiều dạng tập, nhiều phương pháp giải Sáng kiến kinh nghiệm 19 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai Với phạm vi và kết quả nghiên cứu của đề tài mong rằng các đồng nghiệp quan tâm chia sẻ, đặc biệt là với các bộ môn có thể ứng dụng đề tài này vào giảng dạy để nâng cao kết quả học tập của học sinh Trong một thời gian không dài, áp dụng đơn vị kiến thức không lớn chương trình Vật lí TPHT chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí 12 ban bản – Nhà xuất bản giáo dục Sách bài tập Vật lí 12 ban bản – Nhà xuất bản giáo dục Sách GV Vật lí 12 – Nhà xuất giáo dục Câu hỏi trắc nghiệm tập tự luận Vật lí 12 – Nhà xuất giáo dục Phương pháp giải toán Vật lí 12 – Nhà xuất giáo dục Việt nam Chuẩn kiến thức, kĩ môn Vật lí 12 bản Tài liệu dạy học theo đối tượng Chuyên đề : “ Lượng tử ánh sáng” – Vũ Đình Hồng Chun đề : “ Lí thuyết lượng tử ánh sáng” – Đoàn Văn Lượng 10 Các video dạy học : baigiangtructuyen.vn Sáng kiến kinh nghiệm 20 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai PHỤ LỤC I ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG ĐỀ KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG TRƯỜNG THPT SỐ VĂN ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT HỌC KÌ II BÀN Năm học : 2013 -2014 Tổ : Tốn – Lí - Tin Mơn: Vật lí 12 lần (12 câu trắc nghiệm) Họ, tên HS: Lớp Câu 1: Kết luận ánh sáng sau không A Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt B Ánh sáng mang lượng C Ánh sáng có chất với tia X D Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Câu 2: Hiện tượng sau tượng quang điện ? A Êlectron bứt khỏi kim loại có ion đập vào B Êlectron bật khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng C Êlectron bứt khỏi kim loại bị nung nóng D Êlectron bật khỏi nguyên tử va chạm với nguyên tử khác Câu 3: Chiếu ánh sáng đơn sắc vào đồng có giới hạn quang điện 0,3 µ m Hiện tượng quang điện không xảy ánh sang có bước sóng A 0,1 µ m B 0,2 µ m C 0,3 µ m D 0,4 µ m Câu 4: Giới hạn quang điện kim loại: Ca, Na, K… nằm vùng ánh sáng ? A Ánh sáng nhìn thấy B Ánh sáng tử ngoại C Ánh sáng nhìn hồng ngoại D Không xác định Câu 5: Lượng tử lượng ánh sáng có bước sóng 0,75 µ m A 26,5.10-19 J B 26,5.10-19 J C 26,5.10-20 J D 2,65.10-20 J Câu 6: Hiện tượng quang dẫn tượng A tăng nhiệt độ chất bị chiếu sáng B giảm điện trở chất bị chiếu sáng C dẫn sóng ánh sang cáp quang D thay đổi màu chất bị chiếu sáng Câu 7: Theo thuyết lượng tử ánh sáng Anhxtah, lượng A loại phôtôn B phôtôn không phụ thuộc vào bước sóng C giảm dần phơtơn xa dần nguồn sáng Sáng kiến kinh nghiệm 21 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai D phôtôn lượng tử lượng ε = hf Câu 8: Dụng cụ không làm chất bán dẫn? A Điôt chỉnh lưu B Cặp nhiệt điện C Quang điện trở D Pin quang điện Câu 9: Pin quang điện hoạt động dựa vào nguyên tắc ? A Hiện tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn B Sự tạo thành hiệu điện điện hóa hai điện cực C Sự tạo thành hiệu điện hai đầu nóng lạnh khác dây kim loại D Sự tạo thành hiệu điện tiếp xúc hai kim loại Câu 10: Chiếu xạ có bước sóng 0,5 µ m vào tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,66 µ m Vận tốc ban đầu cực đại quang electron : A 2,5.105 m/s B 3,7.105 m/s C 4,8.105 m/s D 5,2.105 m/s Câu 11: Pin quang điện nguồn điện A quang biến đổi trực tiếp thành điện B lượng Mặt Trời biến đổi toàn thành điện C chất quang dẫn chiếu sáng dung làm máy phát điện D quang điện trở, chiếu sáng trở thành máy phát điện Câu 12: Giới hạn quang điện kim loại λ0 = 0,3µ m Cơng kim loại : A 1,16eV B 2,21 eV C 4,14eV D 6,62 eV -ĐÁP ÁN KIỂM TRA SAU TÁC ĐỘNG 10 11 12 A B C D Sáng kiến kinh nghiệm 22 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai ST T 10 11 12 II BẢNG ĐIỂM LỚP ĐỐI CHỨNG 12A1 Trước Sau Họ tên TĐ TĐ Vàng A Chua 5.8 5.0 Triệu Văn Chúy 5.0 4.2 Trần Văn Hoàn 6.6 7.5 Lương Thị Kết 7.4 8.3 Triệu Thị Lai 5.8 5.8 La Thị Liên 6.6 7.5 Hoàng Văn Lực 4.2 6.7 Tạ Mai Ly 7.4 5.8 Bàn Thừa Lý 5.0 5.8 Trần Thị Lý 5.8 6.7 Hoàng Thị Như 8.2 6.7 Chảo A Nu 5.8 5.0 ST T 10 11 12 13 Hoàng Thị Oanh 6.6 5.8 13 14 15 Vàng A Phía Hồng Văn Q Hồng Văn Quyết Sùng A Sinh Sùng A Sử Hoàng Văn Tâm La Văn Thao Dương Văn Thắm Lương Văn Tiến Hoàng Thị Tim Hoàng Thị Tim Hoàng Thị Tỉnh Hoàng Đức Tuân Lưu Thị Tuyết Hoàng Văn Vinh Lục Vương Thị Vui Hoa Thị Hải Yến 6.6 5.8 2.5 5.8 14 15 LỚP THỰC NGHIỆM 12A2 Trước Họ tên TĐ Hoàng Thị Bích 8.3 Giàng A Chía 5.0 Phà A Chía 4.2 Lục Thị Chung 8.3 Hồng Thị Chức 6.6 Phùng Chí Cương 8.3 Lương Văn Dựng 5.0 La Thị Hằng 7.4 Hà Thị Hằng 7.4 Hoàng Thị Hoàn 7.4 Lâm Văn Loan 5.0 Phùng Thị Mấy 5.8 Nguyễn T Hồng 8.3 Nga Triệu Vạn Ngân 6.6 Lương Thanh Ngọc 5.0 6.6 6.7 16 Bàn Văn Pết 4.2 1.7 4.2 4.2 6.6 7.4 4.2 3.3 7.5 5.8 17 18 19 20 La Văn Sơn Ma Đình Tháp Hà Văn Thắm Hà Thị Thêm 6.6 5.0 5.0 5.0 6.7 6.7 7.5 5.8 4.2 5.8 21 Hà Văn Thiếp 4.2 5.8 6.6 7.4 7.4 6.6 5.0 6.6 6.6 4.2 5.0 5.0 5.0 6.7 7.5 4.2 22 23 24 25 26 27 28 Hà Văn Thoại Lương Văn Tiến Hồng Đức Tơn La Thị Trang La Văn Tuyên Hoàng Đức Tuyển Hà Thị Tự 7.4 7.4 4.2 5.8 6.6 6.6 7.4 7.5 9.2 6.7 5.8 6.7 8.3 5.0 6.6 7.5 29 Hoàng Thị Tường 6.6 5.8 9.0 8.3 30 Sầm Văn Xuân 5.2 7.5 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Sáng kiến kinh nghiệm Sau TĐ 8.3 2.5 3.3 6.7 6.7 9.2 7.5 7.5 7.5 8.3 6.7 7.5 8.3 7.5 6.6 23 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai III MỘT SỐ BÀI TẬP RÈN LUYỆN * Dạng : Điều kiện xảy tượng quang điện Câu : Giới hạn quang điện kim loại dung làm catot tế bào quang điện λ0 = 0, 275µ m Nếu chiếu vào tế bào quang điện xạ có bước sóng sau : λ1 = 0,18µ m , λ2 = 0, 21µ m , λ3 = 0, 28µ m , λ4 = 0,32 µ m λ5 = 0, 40µ m Những xạ gây tượng quang điện? Câu : Bạc kim loại có giới hạn quang điện λ0 = 0, 26µ m Bức xạ xạ sau gây tượng quang điện bạc? A Ánh sáng màu đỏ B.Tia X C Ánh sáng màu chàm D.Bức xạ hồng ngoại Câu : Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc vào nhôm Hiện tượng quang điện khơng xảy ánh sáng có bước sóng : A 0,36 µ m B 0,50 µ m C 0,36 µ m D.0,26 µ m Câu : Giới hạn quang điện hợp kim gồm bạc, đồng, nhôm có giá trị sau đây? A 0,26 µ m B 0,30 µ m C 0,35 µ m D 0,36 µ m * Dạng : Tìm giới hạn quang điện cơng e ( cho h=6,625.10-34Js; c = 3.108m/s; e = 1,6.10-19C) Câu 5: Giới hạn quang điện đồng 0,30 µ m Tính cơng electron khỏi đồng theo đơn vị Jun (J) electron-von (eV) Câu : Giới hạn quang điện Ge λ0 = 1,88µ m Tính lượng kích hoạt ( lượng cần thiết để giải phóng e liên kết thành e dẫn) Ge? Câu : Một kim loại có cơng e 2,5eV Tính giới hạn quang điện kim loại đó? Câu : Catot tế bào quang điện có cơng 3,5eV Xác định giới hạn quang điện tần số giới hạn quang điện kim loại dùng làm catot? * Dạng : Xác định vận động cực đại ( vận tốc cực đại ) e, điện hãm Câu : Công thoát e với natri 2,48 eV Tế bào quang điện làm natri chiếu sáng xạ có bước sóng λ = 0,36µ m Tính vận tốc ban đầu cực đại e quang điện? Câu 10 : Catot tế bào quang điện làm xeedi (Cs) có giới hạn quang điện 0,657 µ m a, Tìm cơng e theo đơn vị J eV b, Tìm vận tốc ban đầu cực đại e chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0, 444µ m Câu 11 : Chiếu xạ có bước sóng λ = 0, 40µ m vào catot tế bào quang điện Biết cơng e kim loại dùng làm catot A = eV, điện áp Sáng kiến kinh nghiệm 24 Nguyễn Luân Lưu Trường THPT số Văn Bàn tỉnh Lào Cai anot catot UAK =5 V Tính động cực đại quang e tới anot? Câu 12 : Chiếu xạ có bước sóng λ = 0, 438µ m vào catot tế bào quang điện Biết kim loại làm catot tế bào quang điện có giới hạn quang điện λ0 = 0, 62µ m Tìm điện áp hãm làm triệt tiêu dòng quang điện * Dạng : Tính cơng suất nguồn sáng Câu 13 : Một nguồn sáng có cơng suất 25W, phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 µ m Tính số photon mà nguồn phát giây? Câu 14 : Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có λ0 = 0, 6µ m Trong 10s phát 3.1020 photon Xác định công suất đèn? Câu 15 : Khi chiếu xạ điện từ có bước sóng λ0 = 0,5µ m vào bề mặt tế bào quang điện tạo dòng điện bão hịa cường độ 0,32 A Cơng suất xạ đập vào catot 1,5W Tính hiệu suất tế bào quang điện? Câu 16 : Chiếu xạ có bước sóng 0,36 µ m vào bề mặt tế bào quang điện trì tạo dịng điện bão hịa cường độ 50mA Biết hiệu suất quang điện 60% Tính công suất nguồn xạ chiếu vào tế bào quang điện? Sáng kiến kinh nghiệm 25 ... thuyết vào giải thực tế ( giải thích tượng, giải tập tượng quang điện ….) cịn ít, chủ yếu giao tập nhà định hướng qua cách giải HS chưa tự định hình chất vấn đề dạng tập phương pháp giải Phương pháp. .. đại quang electron ( m/s ) Đưa dạng tập thường gặp định hướng HS tìm phương pháp giải : + Dạng :b ài tập Phương pháp giải : điều kiện xảy Xác định điều kiện xảy tượng quang điện tượng quang điện. .. luận: Việc phân dạng tập phương pháp giải nâng cao kết học tập môn vật lý HS 12 trường THPT số Văn Bàn sau học song tượng quang điện Phân dạng tập phương pháp phù hợp làm nâng cao kết học tập môn