Đơn công nhận Sáng kiến Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm sóng cơ và sự truyền sóng cơ để dạy học Chương II Sóng cơ và sóng âm - Vật lý Lớp 12
Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo
- Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên sự truyền sóng cơ trên một vật đàn hồi là lò
xo.
- Cấu tạo:
+ Sợi lò xo dài 1,2m.
+ Các thanh nhôm (ống nhôm) đường kính 0,8cm, một loại dài 50cm và một loại dài 30cm được gắn cố định vuông góc với lò xo và cách đều nhau.
+ Lò xo đặt cân bằng trên giá đỡ bằng gỗ.
- Yêu cầu kỹ thuật:
+ Độ cứng của lò xo phải đảm bảo đủ lớn để nằm cân bằng trên giá đỡ.
+ Độ cứng của lò xo và kích thước, khối lượng các thanh nhôm phù hợp với nhau để sóng hình thành trên các thanh và truyền được dọc theo trục lò xo.
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Sở GD&ĐT Ninh Bình Tôi (chúng tôi): Ngày Trình độ Tỷ lệ % đóng Họ và Nơi công Chức STT tháng chuyên góp vào việc tạo tên tác danh năm sinh môn ra sáng kiến Trường Đinh Thứ THPT 1 15/8/1984 Giáo viên Cử nhân 100% Cơ Kim Sơn A Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm sóng cơ và sự truyền sóng cơ để dạy học chương II: "Sóng cơ và sóng âm" - Vật lý lớp 12. - Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Đinh Thứ Cơ. I. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN 1. Giải pháp cũ a. Thí nghiệm đang sử dụng - Hiện nay trong phòng thí nghiệm của các trường phổ thông phục vụ cho dạy học nội dung Chương 2 - Vật lý 12 chỉ có hai thiết bị đó là: + Thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng nước. + Thiết bị thí nghiệm sóng dừng trên dây có hai đầu cố định. b. Hạn chế - Chỉ cho thấy được kết quả của hiện tượng mà không thấy được quá trình diễn ra của hiện tượng do xảy ra rất nhanh. - Không quan sát được chuyển động của chi tiết từng phần tử. 1 là 3cm. - Điều chỉnh để vị trí gắn với lò xo là trọng tâm của thanh nhôm, giúp hệ thống thanh nhôm nằm cân bằng. - Dùng sợi chỉ mềm, liên kết các thanh nhôm với nhau để hệ thống nằm cân bằng tốt hơn. - Dùng bu-lông liên kết các trụ và chi tiếp đỡ với nhau, gắn với giá bằng gỗ. - Đặt lò xo lên giá đỡ. Hình ảnh bộ thí nghiệm 2.2. Ứng dụng của bộ thí nghiệm Với thiết bị dạy học này tôi có thể sử dụng để dạy học gần như tất cả các nội dung kiến thức phần sóng cơ theo sách giáo khoa Vật lý lớp 12 hiện hành như: - Quá trình truyền sóng cơ (quá trình lan truyền dao động cơ giữa các phần tử vật chất) - Các khái niệm về sóng dọc và sóng ngang. - Hình ảnh của một sóng hình sin - Quá trình phản xạ sóng cơ trên vật cản cố định. - Quá trình phản xạ sóng cơ trên vật cản tự do. - Hiện tượng sóng dừng có hai đầu cố định. - Hiện tượng sóng dừng có một đầu cố định, một đầu tự do. Ngoài ra bộ thí nghiệm có thể biểu diễn các hiện tượng khác liên quan tới sóng cơ như: Sự truyền sóng cơ qua hai môi trường khác nhau .... Xem thêm phần phụ lục. 3 2011 2012 2013 2014 Xếp loại nhà Toàn quốc: 164 Toàn quốc: 145 Toàn quốc: 65 Toàn quốc: 84 trường Tỉnh NB: 04 Tỉnh NB: 04 Tỉnh NB: 02 Tỉnh NB: 02 2. Lợi ích xã hội a. Đối học sinh: Dễ tiếp thu bài và hiểu bài nhanh hơn, gây hứng thú học tập cho học sinh. Qua đó học sinh thêm yêu thích môn học, thích tìm hiểu, khám phá kiến thức khoa học một cách tự nhiên và tự giác. Khi học sinh được học với thiết bị thí nghiệm, được quan sát hiện tượng thực tế của sóng thì kiến thức nhớ lâu hơn. b. Đối giáo viên: Qua quá trình theo dõi, tôi nhận thấy các thầy cô giáo trong trường ai cũng sử dụng bộ thí nghiệm để phục phục bài giảng của mình một cách chủ động. Điều đó chứng tỏ sự cần thiết cũng như hiệu quả của bộ thí nghiệm mang lại. Giúp tiết kiệm công sức mô tả, thời gian trình bày, tránh hiện tượng dạy chay, góp phần đổi mới phương pháp dạy học. c. Đối với phụ huynh và xã hội: Tạo được tâm lí tự tin cho phụ huynh và học sinh trước mỗi kì thi quan trọng. Gây dựng được dư luận tốt đẹp trong lòng nhân dân trong công cuộc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay. Góp phần đưa nhà trường là địa chỉ giáo dục tin cậy nhất của địa phương. d. Đối với nhà trường THPT Kim Sơn A: Góp phần tạo được sự tin tưởng của các cơ quan lãnh đạo với chuyên môn của nhà trường, với chuyên môn của nhóm lý trường THPT Kim Sơn A. 3. Lợi ích kinh tế - Bộ thí nghiệm được thiết kế dựa trên những nguyên vật liệu dễ kiếm, dễ mua. Giáo viên và học sinh cũng có thể tự chế tạo được thí nghiệm này hoặc những thí nghiệm tương tự (có cùng nguyên tắc hoạt động) bằng nguyên vật liệu sẵn có khác. - Giá thành của mỗi bộ thí nghiệm khoảng 350.000đ bao gồm: + Nguyên vật liệu: 150.000đ + Một ngày công chế tạo: 200.000đ 5 PHỤ LỤC: ỨNG DỤNG CỦA BỘ THÍ NGHIỆM 1. Sử dụng trong dạy học đơn vị kiến thức quá trình truyền sóng cơ - Mục đích của thí nghiệm: Biểu diễn bản chất của quá trình truyền sóng: Là quá trình lan truyền dao động trong một môi trường. - Tiến hành thí nghiệm: Đặt bộ thí nghiệm trên mặt bàn nằm ngang. Dùng tay tác động lên thanh nhôm theo phương thẳng đứng để tạo một đầu sóng ở một phía của bộ thí nghiệm. Quan sát quá trình lan truyền dao động (sự truyền sóng ngang) trên các thanh nhôm dọc theo trục của lò xo. - Kết quả của thí nghiệm: + Học sinh quan sát được rõ sự lan truyền dao động giữa các thanh nhôm dọc theo trục của lò xo. Chỉ có dao động được truyền đi, còn bản thân các thanh nhôm (đóng vai trò phần tử môi trường) chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó. + Giáo viên dễ dàng tạo một, hai hay nhiều đỉnh sóng, học sinh cũng hình thành các khái niệm đỉnh sóng, hõm sóng. 2. Sử dụng trong dạy học đơn vị kiến thức sóng dọc và sóng ngang - Mục đích thí nghiệm: Giúp học sinh hình thành khái niệm sóng dọc và sóng ngang. - Tiến thành thí nghiệm: + Giáo viên phân tích: Quan sát quá trình truyền sóng trong thí nghiệm trước, học sinh đã nhận biết được phương dao động của các phần tử môi trường (chính là phương dao động lên – xuống của các thanh nhôm) và phương truyền sóng (sóng được truyền dọc theo trục của lò xo). Kết quả là ta có sóng ngang được hình thành và truyền đi. Học sinh nhìn thấy quá trình truyền sóng ngang. 7 phản xạ. 5. Sử dụng trong dạy học đơn vị kiến thức sóng dừng có một đầu cố định, một đầu tự do - Mục đích thí nghiệm: Biểu diễn sóng dừng có một đầu cố định, một đầu tự do. - Tiến hành thí nghiệm: Dùng tay tác động lên thanh nhôm theo phương thẳng đứng để tạo sóng ở một phía của bộ thí nghiệm. Khi đó có sự lan truyền sóng ngang trên các thanh nhôm dọc theo trục của lò xo. Điều chỉnh tần số dao động 9 thanh nhôm dao động với biên độ cực đại (bụng sóng), có những thanh nhôm dao động với biên độ rất nhỏ coi như đứng yên (nút sóng). Đầu gắn với nguồn sóng coi như một nút, đầu cố định là một nút sóng. - Học sinh có thể tham gia làm thí nghiệm này để trải nghiệm cảm giác tìm được tần số phù hợp để xảy ra sóng dừng. 7. Biểu diễn sự truyền sóng qua hai môi trường khác nhau - Mục đích thí nghiệm: Biểu diễn sự truyền sóng qua hai môi trường khác nhau. - Tiến hành thí nghiệm: + Nối hai đầu của hai bộ thí nghiệm, mỗi bộ thí nghiệm có tốc độ truyền sóng khác nhau. + Tạo một đầu sóng ở một đầu bộ thí nghiệm - Kết quả thí nghiệm: Sóng truyền qua chỗ nối của hai bộ thí nghiệm (nơi giao nhau của hai môi trường truyền sóng khác nhau) sẽ thấy một phần sóng truyền qua, một phần sóng phản xạ lại môi trường cũ. Do tần số sóng không đổi, nhưng tốc độ truyền sóng của hai môi trường khác nhau nên ta quan sát được bước sóng trong hai môi trường khác nhau (hiện tượng khúc xạ sóng, sau này học sinh có thêm cơ sở để khẳng định bản chất sóng của ánh sáng). 11
File đính kèm:
- don_cong_nhan_sang_kien_thiet_ke_che_tao_bo_thi_nghiem_song.doc