Giáo án chuyên đề Vật lí 12 chân trời Bài 8: Lưỡng tính sóng hạt

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu bước sóng de Broglie

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- HS tìm hiểu và trả lời câu hỏi:

+ Nêu công thức tính động lượng của photon.

+ Nêu mối quan hệ giữa động lượng và bước sóng của sóng vật chất tương ứng.

- HS trả lời câu hỏi Thảo luận (SCĐ.50)

 1. So sánh bước sóng de Broglie của một electron có khối lượng m và của một proton có khối lượng bằng khoảng chuyển động với cùng tốc độ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận

* Trả lời Thảo luận 1 (SCĐ – tr50)

Vậy khi chuyển động với cùng tốc độ, bước sóng de Broglie của electron lớn hơn của proton 1 836 lần.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về bước sóng de Broglie.

1. GIẢ THUYẾT DE BROGLIE

1.1. Bước sóng de Broglie

- Động lượng của photon:

(8.1)

- Khi một hạt có độ lớn động lượng p = mv thì bước sóng của sóng vật chất tương ứng được tính theo công thức:

  (8.2)

- Bước sóng của sóng vật chất tương ứng với hạt vi mô được gọi là bước sóng de Broglie.

+ Bước sóng de Broglie tỉ lệ nghịch với tốc độ và khối lượng của hạt vi mô: Với cùng tốc độ, khối lượng của hạt càng nhỏ thì tính chất sóng của nó càng thể hiện rõ.

Nhiệm vụ 2: Vận dụng công thức tính bước sóng de Broglie

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV hướng dẫn HS tìm hiểu Ví dụ (SCĐ).

- HS trả lời câu Luyện tập (SCĐ.51)

So sánh bước sóng de Broglie của một electron có khối lượng kg và của một proton có khối lượng kg đang chuyển động với tốc độ lần lượt là m/s và m/s.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận

* Gợi ý  Luyện tập (SCĐ – tr51)

Từ công thức tính bước sóng de Broglie, có:

Vậy bước sóng de Broglie của electron lớn hơn của proton 8,53 lần.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về Vận dụng công thức tính bước sóng de Broglie.

1.2.  Vận dụng công thức tính bước sóng de Broglie

Ví dụ (SCĐ -tr.51)

Luyện tập 

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu về hiện tượng nhiễu xạ của sóng.

- HS tìm hiểu nội dụng SCĐ, GV có thể cho HS quan sát thêm video (link video)

- GV hướng dẫn HS về thí nghiệm nhiễu xạ electron trong SCĐ.

-  HS trả lời câu hỏi Thảo luận 2, 3 (SCĐ -tr.52)

2. Hình ảnh trên màn trong Hình 8.3 sẽ thay đổi thế nào khi lỗ tròn có kích thước lớn?

3. Quan sát Hình 8.5 về kết quả thí nghiệm nhiễu xạ của electron và tia X với một bản tinh thể than chì. Em hãy cho biết:

a) Hình ảnh nhiễu xạ tia X là bằng chứng cho thấy tia X có tính chất gì?

b) Ta có thể khẳng định điều gì khi chùm tia electron cũng cho thấy hình ảnh nhiễu xạ?

………………….

2. TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ELECTRON

2.1. Thí nghiệm nhiễu xạ 

- Nhiễu xạ là hiện tượng đặc trưng của sóng. (Ví dụ: Hình 8.3)

- Khi bắn chùm electron xuyên qua một bản tinh thể than chì (Hình 8.4), trên màn xuất hiện các vạch tròn sáng và tối xen kẽ nhau (Hình 8.5a). Hình ảnh tương tự khi thực hiện thí nghiệm nhiễu xạ tia X (Hình 8.5b).

Electron có tính chất sóng.

2.2. Tính chất sóng của electron

- Thí nghiệm chứng tỏ electron có tính chất sóng: thí nghiệm khảo sát sự giao thoa của electron (Hình 8.6a) cũng cho hình ảnh tương tự như sự giao thoa của ánh sáng đơn sắc (Hình 8.6b). 

……………………