Ngày dạy: 31/1/2021 Tiết 44-45: GIAO THOA ÁNH SÁNG I MỤC TIÊU Về kiến thức - Mô tả thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng - Viết cơng thức cho vị trí vân sáng, tối cho khoảng vân i - Nhớ giá trị chưng bước sóng ứng với vài màu thơng dụng: đỏ, vàng, lục… - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng Năng lực hướng tới a, Phẩm chất lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm thân cộng đồng Năng lực chung: Năng lực tự học; lực giải vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngơn ngữ; Năng lực tính tốn b, Năng lực chun biệt môn học Năng lực sử dụng ngôn ngữ, lực tính tốn, lực thực hành, thí nghiệm Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu vấn đề khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC - Tivi - Bộ thí nghiệm giao thoa ánh sáng III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Họat động giáo viên Họat động học sinh Nội dung HOẠT ĐỘNG 1: Nêu nhiệm vụ học tập Mục tiêu: HS biết nội dung học cần đạt được, tạo tâm cho học sinh vào tìm hiểu Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu giải vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hướng phát triển lực: Năng lực thực nghiệm, lực quan sát, lực sáng tạo, lực trao đổi Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức Mục tiêu: - Mơ tả thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng - Viết cơng thức cho vị trí vân sáng, tối cho khoảng vân i - Nhớ giá trị chưng bước sóng ứng với vài màu thơng dụng: đỏ, vàng, lục… - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu giải vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hướng phát triển lực: Năng lực thực nghiệm, lực quan sát, lực sáng tạo, lực trao đổi Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp Hoạt động GV - Mô tả tượng nhiễu xạ ánh sáng - O nhỏ D’ lớn so với D - Nếu ánh sáng truyền thẳng lại có tượng trên? gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng tượng nào? - Chúng ta giải thích thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng, tượng tương tự tượng nhiễu xạ sóng mặt nước gặp vật cản - Mơ tả bố trí thí nghiệm Y-âng - Hệ vạch sáng, tối hệ vận giao thoa - Y/c Hs giải thích lại xuất vân sáng, tối M? Hoạt động hs - HS ghi nhận kết thí nghiệm thảo luận để giải thích tượng Nội dung I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng - HS ghi nhận tượng - Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng - HS thảo luận để trả lời - Mỗi ánh sáng đơn sắc coi sóng có bước sóng xác định - HS đọc Sgk để tìm hiểu II Hiện tượng giao thoa ánh kết thí nghiệm sáng Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng - HS ghi nhận kết thí nghiệm - Kết thí nghiệm giải thích giao thoa hai sóng: + Hai sóng phát từ F1, F2 hai sóng kết hợp + Gặp M giao - Trong thí nghiệm này, có thoa với thể bỏ M - Không “được” mà khơng? cịn “nên” bỏ, để ánh sáng từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào mắt, vân quan sát sáng Nếu dùng nguồn laze phải đặt M - Vẽ sơ đồ rút gọn thí - Ánh sáng từ bóng đèn Đ M trơng thấy hệ vân có nhiều màu - Đặt kính màu K (đỏ…) M có màu đỏ có dạng vạch sáng đỏ tối xen kẽ, song song cách - Giải thích: Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp M giao thoa với nhau: + Hai sóng gặp tăng cường lẫn vân sáng + Hai sóng gặp triệt tiêu nghiệm Y-âng - Lưu ý: a x thường bé (một, hai milimét) Còn D thường từ vài chục đến hàng trăm xentimét, lấy gần đúng: d2 + d1 2D - HS dựa sơ đồ rút lẫn vân tối gọn với GV tìm hiệu đường hai sóng đến A Vị trí vân sáng - Để A vân sáng hai sóng gặp A - Tăng cường lẫn phải thoả mãn điều kiện hay d2 – d1 = k gì? D xk k a với k = 0, 1, 2, … Gọi a = F1F2: khoảng cách hai nguồn kết hợp D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới M : bước sóng ánh sáng d1 = F1A d2 = F2A quãng đường hai sóng từ F1, F2 đến điểm A vân sáng O: giao điểm đường trung trực F1F2 với x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng A - Hiệu đường d2 d1 2ax d2 d1 - Vì D >> a x nên: d2 + d1 2D d2 d1 ax D - Làm để xác định - Để A vân sáng thì: vị trí vân tối? - Vì xen hai d2 – d1 = k vân sáng vân tối với k = 0, 1, 2, … nên: - Vị trí vân sáng: - Lưu ý: Đối với vân tối D xk k khơng có khái niệm bậc d – d = (k’ + ) a giao thoa D k: bậc giao thoa xk' (k ' ) a - Vị trí vân tối D với k’ = 0, 1, 2, … xk' (k ' ) a với k’ = 0, 1, 2, … - GV nêu định nghĩa khoảng vân - Ghi nhận định nghĩa - Công thức xác định D i xk1 xk [(k 1) k] khoảng vân? a i - Tại O, ta có x = 0, k = = không phụ thuộc - Quan sát vân giao thoa, nhận biết vân vân khơng? - Y/c HS đọc sách cho biết tượng giao thoa ánh sáng có ứng dụng để làm gì? - Y/c HS đọc Sgk cho biết quan hệ bước sóng màu sắc ánh sáng? - Hai giá trị 380nm 760nm gọi giới hạn phổ nhìn thấy xạ có bước sóng nằm phổ nhìn thấy giúp cho mắt nhìn vật phân biệt màu sắc - Quan sát hình 25.1 để biết bước sóng màu quang phổ D a Khoảng vân a Định nghĩa: (Sgk) b Cơng thức tính khoảng vân: i D a c Tại O vân sáng bậc xạ: vân hay - Khơng, ánh sáng vân trung tâm, hay vân số đơn sắc để tìm sử dụng Ứng dụng: ánh sáng trắng - HS đọc Sgk thảo luận - Đo bước sóng ánh sáng ứng dụng Nếu biết i, a, D suy : ia tượng giao thoa D - HS đọc Sgk để tìm hiểu III Bước sóng màu sắc (Đọc thêm lớp A4, A6) Mỗi xạ đơn sắc ứng với bước sóng chân khơng xác định Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: = (380 760) nm Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ đến Nguồn kết hợp - Hai nguồn phát ánh sáng có bước sóng - Hiệu số pha dao động hai nguồn không đổi theo thời gian HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung học Phương pháp dạy học: dạy học nêu giải vấn đề; phương pháp thuyết trình Định hướng phát triển lực: Năng lực thực nghiệm, lực quan sát, lực sáng tạo, lực trao đổi Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp Câu 1: Yếu tố sau ánh sáng đơn sắc định màu nó? A Bước sóng mơi trường B Tần số C Tốc độ truyền sóng D Cường độ chùm ánh sáng Câu 2: Khi chùm sáng đơn sắc truyền qua môi trường, đại lượng không thay đổi A tần số B bước sóng C tốc độ D cường độ Câu 3: Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đơn sắc chùm ánh sáng trắng A nhỏ tần số ánh sáng lớn B lớn tần số ánh sáng lớn C tỉ lệ nghịch với tần số ánh sáng D tỉ lệ thuận với tần số ánh sáng Câu 4: Trong thí nghiệm Y – âng giao thoa ánh sáng, hiệu dường sóng từ hai khe S1, S2 đến vân tối thứ ba kể từ vân trung tâm có trị số A 2λ B 3λ C 2,5λ D 1,5λ Câu 5: Tần số ứng với tần số xạ màu tím? A 7,3.1012 Hz B 1,3.1013 Hz C 7,3.1014 Hz D 1,3.1014 Hz Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa Y – âng giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, tăng khoảng cách hai khe S1 S2 hệ vân giao thoa thu có A khoảng vân tăng B số vân tăng C hệ vân chuyển động dãn hai phia so với vân sáng trung tâm D số vân giảm Câu 7: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng khơng khí 0,651 μm chất lỏng suốt 0,465 μm Chiết suất chất lỏng thí nghiệm ánh sáng A 1,35 B 1,40 C 1,45 D 1,48 Câu 8: Tiến hành thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y – âng khơng khí, khoảng vân đo i Nếu đặt tồn thí nghiệm nước có chiết suất n khoảng vân A i B ni C i/n D n/i Câu 9: Chiếu ánh sáng đơn sắc vào hai khe thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y – âng cách mm phía sau hai khe, cách mặt phẳng chưa hai khe 1,3 m ta thu hệ vân giao thoa, khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng bậc 4,5 mm Ánh sáng chiếu tới thuộc vùng màu A đỏ B vàng C lục D tím Hướng dẫn giải đáp án Câu Đáp án B A B C C B B C A HOẠT ĐỘNG 4: Vận dụng Mục tiêu: Vận dụng làm tập Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu giải vấn đề; phương pháp thuyết trình Định hướng phát triển lực: Năng lực thực nghiệm, lực quan sát, lực sáng tạo, lực trao đổi Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp - Yêu cầu hs đọc - Giải thích phương án Bài giải thích phương án lựa chọn Đáp án B lựa chọn - Bài Trình baỳ phương pháp công thức cần sử dụng - Tiến hành giải trình bày kết - Bài Trình baỳ phương pháp cơng thức cần sử dụng - Tiến hành giải trình bày kết - Áp dụng công thức Dđ = (nđ – 1)A Dt = (nt – 1)A ΔD = Dt – Dđ Bài Dđ = (1,643 – 1)5 = 3,220 Dt = (1,685 – 1)5 = 3,430 ΔD = Dt – Dđ = 0,210 Bài - TD = IH (tanrđ – tanrt) Tìm rđ rt cơng thức - Tiến hành giải tốn theo nhóm Áp dụng cơng thức KXAS ta có sin rđ - Cho đại diện - Trình bày kết nhóm trình bày kết Mà - Nhận xét - Ghi nhận xét GV sin i nđ sin i tan i sin i 0,8 tan i sin rđ 0,6024 sin rt 0,5956 cos rđ 0,7547 cos rt 0,7414 TD = IH (tanrđ – tanrt) = 1,6cm