CHƯƠNG 1 Qua nghiên cứu cơ sở lí luận, chúng tôi đã làm rõ hơn nội hàm của khái niệm TNTT và phân TNTT ra làm 3 loại, đó là: TNTT đơn giản, TNTT phức tạp và TNTT hiện đại. Để việc sử dụng TNTT trong tổ chức HĐDH cho HS trong DHVL đạt hiệu quả, phát huy được TTC nhận thức của HS thì đòi hỏi việc tự tạo TN và sử dụng TN trong QTDH phải tuân theo một số yêu cầu nhất định. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về TNTT, chúng tôi đã đề xuất được một số quy trình tự tạo TN và quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐDH cho HS trong DHVL. Việc sử dụng TNTT trong tổ chức HĐDH cho HS trong DHVL tùy thuộc vào nội dung bài học mà TNTT có thể sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của QTDH như: sử dụng trong đề xuất vấn đề nghiên cứu, sử dụng trong giải quyết vấn đề và sử dụng trong củng cố, vận dụng kiến thức.
Các nghiên cứu này sẽ được vận dụng vào việc tự tạo TN và sử dụng vào tổ chức HĐDH cho HS trong DH và được trình bày trong chương 2. Những nghiên cứu về TNTT cùng với kết quả điều tra tình hình DHVL ở trường THPT Lê Quý Đôn là một căn cứ quan trọng để chúng tôi thiết kế, chế tạo và sử dụng TNTT trong tổ chức HĐDH chương “Sóng cơ” vật lý 12 THPT. 12 Chương 2: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC BÀI “SÓNG DỪNG” CHƯƠNG SÓNG CƠ VẬT LÍ 12 THPT. Cấu trúc nội dung kiến thức chương “Sóng cơ” Sóng cơ Sóng Phản Giao Sóng Hiệu ứng cơ.
xạ thoa âm. Đốp‐le sóng Nguồn Phươg sóng. nhạc trình Sóng âm sóng Sự giao thoa Thí Sự của hai Nguồn nghiệm Hiện phản ó gốc của tượng xạ sóng âm và sóng cảm Điều giác về kiện để âm Giải thích Những Sóng có hiên hiện đại dừng tượng tượng lượng cộng đặc hưởng Phươg trưng giao pháp của thoa khảo sát chuyển thực động nghiệm sóng Ứng những tính chất dụng của âm Phươg trình Sự Nhạc sóng nhiễu âm và xạ của tạp âm Những Hộp cộng Nguồn đặc hưởng nhạc âm trưng của âm Sơ đồ 2: Cấu trúc logic chương “sóng cơ” 13 2. Nội dung, kiến thức về “Sóng dừng” 2.
Sơ đồ logic về sóng dừng Sơ đồ 3: Sơ đồ logic về “Sóng dừng” 2. Đặc điểm của sóng dừng - Sóng dừng không truyền trong không gian - Khoảng cách giữa 2 bụng sóng hay 2 nút sóng liên tiếp là /2. - Khoảng cách giữa bụng sóng và nút sóng liên tiếp là λ/4. - Tại vị trí vật cản cố định, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau - Biên độ dao động tại mỗi điểm không đổi theo thời gian.
14 Sóng dừng đối với sợi dây có hai đầu cố định Hình 2.1: Sóng dừng đối với dây có hai đầu cố định 2. Điều kiện có sóng dừng - Điều kiện có sóng dừng đối với sợi dây có hai đầu cố định Điều kiện để có sóng dừng đối với sợi dây có hai đầu cố định thì chiều dài của dây phải bằng số nguyên lần nửa bước sóng.) => = 2ℓ Trong đó: L: chiều dài dây λ: bước sóng k = số bụng sóng = số nút sóng – 1 - Vị trí các điểm bụng cách đầu P của sợi dây là: d = (k + ) - Vị trí các điểm nút cách đầu P của sợi dây là: d=k (k = 1, 2, 3.) - số bụng sóng: ụ = k; số bó sóng: ó = k ; số nút sóng: ú =k+1 Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp = khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp = Khoảng cách giữa nút sóng và bụng sóng liên tiếp = - Vị trí các điểm bụng cách đầu Q của sợi dây là: d=k (k = 1, 2, 3.) - Vị trí các điểm nút cách đầu Q của sợi dây là: d = (k + ) 15 số bụng sóng: ụ = k + 1; số bó sóng: ó = k ; số nút sóng: ú =k+1 2. Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm tự tạo về “Sóng dừng” trên dây đàn hồi Bộ thí nghiệm tự tạo về sóng dừng trên dây đàn hồi gồm 2 bộ phận chính: bộ dao động và bộ thay đổi tần số. Bộ dao động a.
Chức năng Tạo dao động để hình thành sóng dừng b. Chuẩn bị 1m dây cao su đen; 2 bìa cứng, 1 bìa tròn đường kính 1,8cm và 1 bìa cứng dài 4cm, rộng 3cm; bộ nguồn 1 chiều 12V, 2 cây đinh 2, 2 miếng gỗ dài 8cm, rộng 5cm, c. Chế tạo Ta chuẩn bị một miếng gỗ dài 70cm, rộng 25cm làm giá đỡ có 2 trụ cố định. +Với bìa cứng thứ nhất ta dùng đinh 2 đóng chặt vào cách tâm 0,5cm, và tâm của bìa cứng gắn vào trục của động cơ 1 chiều 12V, bìa cứng thứ 2 ta khoét một đường dài 2cm,rộng 0,3cm sau đó dùng đinh 2 đóng chặt vào bìa cứng dưới chỗ khoét, cách lỗ khoét 0,5cm.
+ Ta dùng dây đàn hồi, một đầu cố định gắn vào trụ của giá đỡ, một đầu gắn vào đầu đinh của bìa cứng thứ 2.2: Bộ dao động 16 d. Nguyên tắc hoạt động Đầu rung ở đây là bộ nguồn 12V, ta chuyển động tròn đều của bộ nguồn thành chuyển động tịnh tiến. Khi nguồn dao động rung lên, nhờ dây là đàn hồi trên dây xuất hiện sóng tới được lan truyền. Đến phần giới hạn sóng truyền trở về, trên dây tồn tại 2 sóng tới và sóng phản xạ.
+ Khi đã ổn định, ta quan sát thấy có những điểm cố định luôn đứng yên (nút dao động), có những điểm chuyển động luôn luôn dao động với biên độ cực đại (bụng dao động). Hiện tượng quan sát được là hiện tượng sóng dừng. Bộ thay đổi tần số a. Chức năng Thay đổi tần số dao động b.
Chuẩn bị Máy biến áp 1A, tụ điện 1000μF và tụ điện 470μF, transistor C1815 và H1061, điện trở 1KΩ và 1,5KΩ, biến trở 50KΩ, dây điện, băng keo cách điện, chì hàn.3: Bộ thay đổi tần số 17 2. Kết quả Bộ thí nghiệm về sóng dừng trên dây mang đến cho chúng ta hình ảnh thực về các bụng sóng và nút sóng, các điểm dao động và các điểm đứng yên sẽ được hiển thị rõ trên thí nghiệm giúp chúng ta dễ phân biệt và không nhầm lẫn giữa các bụng và nút. Khi sợi dây có chiều dài l = 60cm thì có 2 bụng sóng, khi rút ngắn l = 30 cm thì có 1 bụng sóng. Khi thay đổi tần số tăng thì số bụng sóng tăng lên và ngược lại giảm tần số thiof số bụng giảm.
Thiết kế giáo án có sử dụng thí nghiệm tự tạo Vận dụng quy trình tổ chức HĐDH có sử dụng TNTT đã xây dựng, chúng tôi soạn thảo tiến trình DH một số nội dung kiến thức bài “Sóng dừng” chương “Sóng cơ” vật lí 12 THPT. Gián án bài 9 “Sóng dừng” Bước 1. Xác định mục tiêu dạy học a. Mục tiêu về kiến thức - Giải thích được hiện tượng sóng dừng.
- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi. - Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do. - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong hai trường hợp trên. Mục tiêu về kỹ năng - Bố trí được thí nghiệm để tạo ra sóng dừng trên dây.
- Quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm, từ đó rút ra kết luận về bụng sóng, nút sóng. - Nhận biết được hiện tượng sóng dừng. - Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng. Mục tiêu thái độ - Trung thực, khách quan, tính kiên trì.
- Tinh thần hợp tác, tương trợ trong nhóm. 18 - Hứng thú học môn Vật lí, yêu quý môn học. Xác định những kiến thức phù hợp để tổ chức HĐDH và sử dụng TNTT - Định nghĩa sóng dừng, công thức xác định bước sóng. Xác định mức độ hỗ trợ của TNTT vào tổ chức HĐDH Việc sử dụng TNTT về hiện tượng cảm ứng điện từ sẽ giúp HS phát huy TTC trong việc chỉ ra mối liên hệ giữa tần số và bước sóng, giữa chiều dài dây và bước sóng và cách xác định bụng sóng thông qua nút sóng đối vói 2 đầu cố định.
Thiết kế, chế tạo TN Thiết kế, chế tạo TN về sóng dừng như mục 2. Soạn thảo tiến trình DH (giáo án) Bài 23: SÓNG DỪNG I. MỤC TIÊU (Như bước 1) II. Giáo viên - Chuẩn bị TNTT về sóng dừng và bộ thí nghiệm về sự phản xạ của sóng đã có sẵn ở phòng thí nghiệm.
- Phiếu học tập 2. Học sinh Ôn lại kiến thức về phương trình sóng. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu cán bộ lớp báo cáo tình - Cán bộ lớp báo cáo tình hình lớp.
- Nêu câu hỏi: Hãy nêu các định - Lắng nghe câu hỏi của giáo viên, suy nghĩa về hai nguồn kết hợp, hai nghĩ. sóng kết hợp, hiện tượng giao thoa, - Trình bày câu trả lời: cực đại và cực tiểu giao thoa. Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao 19 động cùng phương cùng chu kỳ (hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ.
Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: d2 d1 k ; k 0, 1, 2,. Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng: 1 d2 d1 k ; k 0, 1, 2,.
Đặt vấn đề vào bài mới (3 phút) Vào một đêm tĩnh mịch, ta đi vào một con hẻm có nhà bao quanh thì ta sẽ nghe có có tiếng bước chân mình vọng lại hoặc khi ta nói to về phía tòa nhà cao tầng cách ta vài chục mét hay nói to về phía vách núi thì ta sẽ nghe được tiếng của ta vọng lại, người ta nói đó là do hiện tượng sóng âm bị phản xạ khi gặp vật cản và ta gọi đó là hiện tượng phản xạ của sóng.