SKKN Hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm phần tổng hợp ánh sáng trắng và sự lưu ảnh của mắt bằng những vật liệu đơn giản

MỤC LỤC
	 Trang
1. Mở đầu...................................................................................................................2
1.1. Lý do chọn đề tài.........................................................................................2
1.2.Mục đích nghiên cứu....................................................................................2
1.3. Đối tượng nghiên cứu..2
1.4. Phương pháp nghiên cứu.....2
2. Nội dung nghiên cứu..............................................................................................2
 2.1. Cơ sở lí thuyết liên quan tới các dụng cụ thí nghiệm ...2
	2.1.1. Hiện tượng lưu ảnh của mắt.....................................................................2
	2.1.2. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.....................................................................3
	2.1.3. Tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng....................................3
 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm....3
 2.3. Các giải pháp thực hiện để giải quyết vấn đề.....3
 2.3.1. Bộ thí nghiệm sự lưu ảnh của mắt................................................................3
2.3.1.1. Cấu tạo......4
2.3.1.2. Lắp ráp..4
2.3.1.3. Hoạt động......5
2.3.1.4. Giải thích thí nghiệm.....5
 2.3.2. Bộ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng........................................................5
2.3.2.1. Cấu tạo......5
2.3.2.2. Lắp ráp..5
2.3.2.3. Hoạt động......6
2.3.2.4. Giải thích thí nghiệm.....6
 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm6
3. Kết luận và kiến nghị.............................................................................................9
Tài liệu tham khảo....................................................................................................10
Danh mục các đề tài sáng kiến kinh nghiệm đã được hội đồng đánh giá xếp loại cấp phòng GD&ĐT, cấp sở GD&ĐT và các cấp cao hơn xếp loại từ C trở lên..11
1. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm. Các khái niệm, định luật vật lý đều rút ra từ thực nghiệm, nên việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý không thể thiếu được trong quá trình hình thành kiến thức. Trong chương trình vật lí THPT chỉ có một số thí nghiệm cơ bản là có dụng cụ mô tả nhưng vẫn còn phần lớn các hiện tượng vật lí không có thí nghiệm kiểm chứng, điều này khiến người học thiếu sự tin tưởng vào lý thuyết và khó khắc sâu kiến thức. Mặt khác khi được tự mình làm các thí nghiệm không những giúp học sinh hiểu rõ bản chất kiến thức mà còn khơi dậy và phát huy tính sáng tạo, đam mê trong nghiên cứu khoa học của các em và thực tế đã cho thấy điều đó. Đã có rất nhiều các phát minh đáng nể phục của các em học sinh mang lại những giá trị thiết thực phục vụ cuộc sống như “Máy vớt rác trên hồ bằng điều khiển từ xa” của em Vi Đức Nhật, học sinh lớp 9A trường THCS Phú Thọ, thiết bị lọc nước biển thành nước ngọt của em Nguyễn Hoàng Phi Long (lớp 8/1) và  Hồ Văn Anh Kim (lớp 9/1) Trường THCS Điền Hòa, xã Phong Hòa, H.Phong Điền, Thừa Thiên-Huế Như vậy có thể nói môn vật lí có vai trò to lớn với toàn xã hội chứ không phải là lý thuyết suông nữa.
Ngoài ra, với một trường phổ thông miền núi cao như trường THPT Mường Lát thì cuộc thi “sáng tạo khoa học kĩ thuật ”đối với các em đang còn rất mơ hồ nên qua việc hướng dẫn các em chế tạo thí nghiệm sẽ giúp các em bước đầu tiếp cận với cuộc thi này một cách đơn giản và nhanh nhất. 
Vì những lý do đó tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm phần tổng hợp ánh sáng trắng và sự lưu ảnh của mắt bằng những vật liệu đơn giản ’’
1.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm để các em kiểm nghiệm lại các lý thuyết đã học đồng thời rèn luyện kỹ năng thực hành, làm việc nhóm và kích thích tính sáng tạo, bước đầu đưa các em tiếp cận dần với việc sáng tạo khoa học kĩ thuật trẻ để có những phát minh thiết thực áp dụng xây dựng đất nước ngày một hiện đại.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Các dụng cụ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng và sự lưu ảnh của mắt.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
	 - Thực nghiệm: tiến hành đo, lắp ráp các linh kiện cần thiết cho thí nghiệm.
	 - Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông qua buổi học ngoài giờ lên lớp.
2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở lí thuyết liên quan tới các dụng cụ thí nghiệm
2.1.1. Hiện tượng lưu ảnh của mắt
 Sau khi ánh sáng kích trên màng lưới của mắt bị tắt, ảnh hưởng của nó vẫn còn kéo dài khoảng 0,1 s. Trong khoảng thời gian đó, ta vẫn còn cảm giác nhìn thấy vật. Đó là sự lưu ảnh của mắt. Vì vậy nếu các vật xuất hiện trước mắt trong thời gian nhỏ hơn 0,1 s thì ta vẫn còn cảm giác nhìn thấy các vật đó cùng một lúc. Hiện tượng này đã được ứng dụng trong điện ảnh, người ta chiếu các cảnh quay cách nhau 0,03 s. Do hiện tượng lưu ảnh của mắt nên người xem có cảm giác quá trình diễn ra liên tục.
2.1.2. Hiện tượng tán sắc ánh sáng
 Ánh sáng trắng
Chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính thì tia sáng bị tán sắc thành các màu khác nhau như màu cầu vồng. Trên màn hứng ảnh ta quan sát thấy có các màu: đỏ , da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím trong đó màu đỏ lệch ít nhất màu tím lệch nhiều nhất.
2.1.3. Tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng
 Khi cho các chùm sáng đơn sắc khác nhau có các màu đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím hội tụ tại một điểm thì vết sáng thu được sẽ trở thành màu trắng. Vì vậy ta có thể nói ánh sáng trắng là sự tổng hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
	Học sinh tại trường THPT Mường Lát nói riêng và học sinh ở các trường THPT nói chung các em đã được học về sự tán sắc ánh sáng và đã biết ánh sáng trắng là tổng hợp các ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím nhưng chưa được thực hành một thí nghiệm nào để kiểm chứng. Tương tự với hiện tượng lưu ảnh của mắt cũng vậy các em cũng chỉ mới nghe các thầy cô mô tả lại bằng lí thuyết còn thực tế thì chưa.
 Mặt khác các bộ thí nghiệm của nhà trường cũng chưa hề có thiết bị này chính vì vậy mà tôi đã hướng dẫn các em làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản để kiểm chứng cả hiện tượng lưu ảnh của mắt và hiện tượng tổng hợp ánh sáng trắng.
2.3. Các giải pháp thực hiện
Bằng các vật liệu sẵn có quen thuộc tôi đã hướng dẫn học sinh cách chế tạo, lắp ráp và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị thí nghiệm.
2.3.1. Bộ thí nghiệm sự lưu ảnh của mắt
2.3.1.1. Cấu tạo
Bộ phận gồm có: 
 - Một mô tơ quay nhỏ ( lấy từ các đồ chơi xe ô tô của trẻ)
- Một tấm bìa cứng hình chữ nhật (dài15 cm, rộng 10 cm) có hai mặt dính hai tờ giấy trắng, một mặt vẽ hình một con chim, một mặt vẽ hình chiếc lồng chim.
 - Một nguồn điện một chiều ( bộ 3 pin tiểu nối tiếp nhau).
 - Bộ giá đỡ mô tơ làm từ các ống nhựa loại Φ =21 mm
2.3.1.2. Lắp ráp
 - Dùng một ống nhựa nhỏ dài 5cm( có thể lấy thân bút nến)nối vào trục mô tơ. Đầu của ống này ta xẻ một rãnh đễ gắn tấm bìa.
 - Ta gắn tấm bìa vào khe hở của đầu ống nhựa sao cho trục mô tơ đi qua tâm của tấm bìa.
 - Ta gắn mô tơ vào trong ống nhựa Φ 21 dài 40 cm.
 - Cắt các ống nhựa Φ 21 thành sáu đoạn bằng nhau mỗi đoạn dài 15cm.
- Dùng 4 cúp nhựa chữ L ứng với loại ống Φ 21 làm chân giá đỡ.
- Dùng 3 cúp nhựa chữ T nối các ống với nhau để được giá như hình vẽ.
- Ta nối hai dây điện của mô tơ vào nguồn điện qua công tắc ta được bộ thí nghiệm hoàn chỉnh.
2.3.1.3. Hoạt động
	Bật công tắc điện ta sẽ thấy tấm bìa quay nhanh dần khi nó quay đủ nhanh thì ta thấy con chim đang nằm trong lồng chim.
2.3.1.4. Giải thích thí nghiệm
 Do hiện tượng lưu ảnh của mắt nên khi tấm bìa quay ta thấy cả hình ảnh cái lồng và con chim cùng một lúc và kết quả là thấy con chim đang bị nhốt trong lồng chim.
2.3.2. Bộ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng
2.3.2.1. Cấu tạo: 
- Một đĩa CD 
- Một tờ giấy trắng cắt thành hình tròn bằng bán kính đĩa CD
- Các tờ giấy đủ 7 màu : đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím
- Một mô tơ nhỏ ( Có thể lấy từ trong xe ô tô đồ chơi của trẻ)
- Các ống nhựa PVC và các khớp nối để làm đế.
- Một nguồn điện một chiều 4,5 V ( có thể ghép 3 cục 
2.3.2.2 Lắp ráp
 - Ta chia hình tròn trên tờ giấy trắng thành 7 hình quạt bằng nhau rồi cắt 7 màu là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím dán lên hình tròn bằng giấy này sau đó ta dán vào mặt đĩa CD như ảnh bên.
(ảnh)
Dùng một đĩa bánh răng gắn vào đầu trục mô tơ cho chắc, cắt một tấm nhựa hình tròn dán lên đồng trục trên bánh răng để làm giá đỡ cho đĩa CD.
Dùng keo gắn đĩa CD vào hình tròn bằng nhựa trên trục của đĩa.
Đặt mô tơ vào cúp nhựa chữ L rồi gắn cúp nhựa này vào ống nhựa Φ 21 dài 40 cm.
Cắt các ống nhựa loại Φ 21 thành 6 đoạn bằng nhau dài 15 cm rồi dùng các cúp nối chữ T và chữ L để nối chúng lại thành giá thí nghiệm như vẽ:
Nối mô tơ vào nguồn điện qua công tắc ta được bộ thí nghiệm hoàn chỉnh.
2.3.2.3. Hoạt động
 Bật điện vào mô tơ thì mô tơ sẽ quay làm đĩa quay quanh trục đi qua tâm đĩa, khi đĩa quay đủ nhanh, nhìn vào mặt đĩa ta chỉ thấy đĩa có màu trắng.
2.3.2.4.Giải thích thí nghiệm
 Do hiện tượng lưu ảnh của mắt nên khi đĩa quay nhanh, cảm giác về một màu xác định ví dụ như màu vàng mà mắt nhận được chưa kịp mất, thì mắt lại nhận tiếp được cảm giác về màu lục, màu lam, màu chàm, màu tím, màu đỏ, màu cam. Kết quả là cảm giác về cả bảy màu đó hòa lẫn với nhau và gây cho mắt cảm giác về màu tổng hợp là màu trắng.
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
 Tôi đã tổ chức một buổi học ngoại khóa, yêu cầu mỗi nhóm lên giới thiệu về sản phẩm của mình. Do thiết bị không quá phức tạp nên mỗi nhóm đều đưa ra được sản phẩm. Các em rất hào hứng với sản phẩm mà mình làm ra và thuyết trình được cách lắp ráp đồng thời thực hiện thí nghiệm thành công với thiết bị của mình. Cụ thể là:
- Với thiết bị sự lưu ảnh của mắt sản phẩm các em đã làm rất đẹp và gọn như hình:
- Thiết bị tổng hợp ánh sáng trắng thì sản phẩm là: 
(ảnh)
Khi đĩa quay chậm thì vẫn còn thấy các màu nhưng khi đĩa quay đủ nhanh thì mặt đĩa chuyển thành màu trắng. Thí nghiệm đã rất thành công!
(ảnh)
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
Tuy hiện nay đồ dùng thí nghiệm trong trường học đã khá đầy đủ nhưng việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm vẫn là một hoạt động mang tính sáng tạo của giáo viên và học sinh, giúp học sinh nắm chắc kiến thức, kích thích sự say mê trong học tập, yêu thích môn học, ham học hỏi, phát triển năng lực tư duy, rèn luyện tính độc lập, chủ động trong quá trình sáng chế, cải tiến đồ dùng dạy học.
Mặt khác, việc sử dụng các phương tiện thí nghiệm tự làm còn mang lại hiệu quả kinh tế, bởi phần đa các dụng cụ thí nghiệm này đều được chế tạo từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm xung quanh chúng ta.
3.2.Kiến nghị
Trước thực tế giảng dạy của nhà trường, tôi có một số kiến nghị như sau: 
- Các đồng nghiệp nên trao đổi kinh nghiệm với nhau nhiều hơn thông qua mạng giáo dục.
- Xây dựng các phòng học bộ môn để các em có đủ dụng cụ, không gian thực hành thí nghiệm 
- Tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật cấp trường để thúc đẩy sự nghiên cứu sáng tạo của các em học sinh.
- Hàng năm các sáng kiến có chất lượng, đạt giải đề nghị Sở Giáo dục chuyển đến các đơn vị hoặc công bố rộng rãi trên mạng để giáo viên tham khảo, học hỏi.
Để cho đề tài này đem lại hiệu quả thiết thực, tôi rất mong được sự góp ý của các đồng nghiệp và sự quan tâm của Ban giám hiệu.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày 10 tháng 4 năm 2017
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác.
Lê Thành Trung
 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nguyễn Văn Cương. Thí nghiệm Vật lý ở trường trung học phổ thông.
Lương Duyên Bình –Vũ Quang. Vật lí Lớp 12 NXB Giáo dục – 2011.
Lương Duyên Bình –Vũ Quang. Vật lí Lớp 11 NXB Giáo dục – 2011.
Phạm Hữu Tòng. Lý luận dạy học Vật Lý ở trường trung học phổ thông. NXB Giáo dục – 1998 .
DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: LÊ THÀNH TRUNG
Chức vụ và đơn vị công tác: Tổ phó tổ Toán – Lý – KTCN trường THPT Mường Lát.
TT
Tên đề tài SKKN
Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh...)
Kết quả đánh giá xếp loại (A, B, hoặc C)
Năm học đánh giá xếp loại
Ứng dụng “quy tắc đếm” tính số vân giao thoa
với nguồn sáng phức tạp
Sở
B
2012-2013
Khai thác sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ để giải nhanh các bài tập về mạch dao động điện từ
Sở
C
2013-2014