Sáng kiến kinh nghiệm 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

 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