CHUYÊN ĐỀ TƯƠNG TÁC TỪ VẬT LÍ 11 Xây dựng chủ đề TÊN CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN ( thời lượng 04 tiết) I LÍ DO CHỌN CHỦ ĐỀ Trong chương trình Vật lí 11 phần chương VI có hai bài là[.]
Xây dựng chủ đề: TÊN CHUYÊN ĐỀ: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN ( thời lượng 04 tiết) I LÍ DO CHỌN CHỦ ĐỀ Trong chương trình Vật lí 11 phần chương VI có hai khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần Hiện tượng phản xạ toàn phần trường hợp ánh sáng không bị khúc xạ Với điều kiện cụ thể tượng khúc xạ ánh sáng lại chuyển sang tượng phản xạ toàn phần Điều kiện để có phản xạ tồn phần lại rút từ định luật khúc xạ ánh sáng Để thuận lợi cho việc giảng dạy sử dụng thiết bị thí nghiệm giảng, đưa hai vào chung chuyên đề để học sinh tiếp thu kiến thức tốt nhanh II MỤC TIÊU CHUYÊN ĐỀ Kiến thức - Trình bày hiƯn tỵng khóc xạ ánh sáng - Phaựt bieồu ủửụùc ủũnh luaọt khuực xạ ánh sáng - Trình bày tượng phản xạ toàn phần nêu điều kiện để có tượng phản xạ toàn phần - phát biểu ứng dụng phản xạ toàn phần Kỹ - Biểu diễn tượng khúc xạ ánh sáng hình vẽ - Biểu diễn tượng phản xạ toàn phần hình vẽ - Giải tập tượng khúc xạ phản xạ toàn phần - Vận dụng tượng khúc xạ phản xạ toàn phần để giải thích ứng dụng phản xạ toàn phần - Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần vào tập thực tế Thái độ Thái độ tích cực học tập hơn, tăng cường tận dụng cơng nghệ thơng tin để tìm hiểu kiến thức Năng lực hướng tới Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí: Phát triển lực trình bày kiến thức: Các hiên tượng phản xạ khúc xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng, hiên tượng phản xạ toàn phần mối liên hệ nội dung Vận dụng kiến thức vào giải thích tượng thực tế liên quan đến phản xạ khúc xạ ánh sáng Nhóm NLTP phương pháp Biết đặt câu hỏi hiên tượng quang học có liên quan Thu thập, đánh giá, lựa chọn xử lí thơng tin từ nguồn khác nhau: đọc sách giáo khoa vật lý, sách tham khảo, báo chí khoa học, internet…để nắm tượng khúc xạ ánh sáng nào, tượng phản xạ toàn phần ứng dụng thực tế> Biết lựa chon kiến thức toán học để giải tập quang hình Nhóm NLTP trao đổi thơng tin: Thu thập thông tin, trao đổi mô tả hiên tượng phản xạ, khúc xạ ngôn ngữ Vật lí, ứng dụng tượng cáp quang, pxtp … Hoạt động nhóm để rút cơng thức định luật khúc xạ ánh sáng Nhóm NLTP liên quan đến cá nhân: Biết lựa chọn, đánh giá, thu thập xử lí thơng tin, lập kế hoach hoạt động cá nhân III NỘI DUNG KIẾN THỨC CẦN XÂY DỰNG TRONG CHUYÊN ĐỀ NỘI DUNG 1: Sự khúc xạ ánh sáng - + Định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng ( SGK) + Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng ( SGK) NỘI DUNG 2: Chiết suất môi trường + Chiết suất tỉ đối: Đặt tỉ số sin i/sin r chiết suất tỉ đối hai môi trường + Chiết suất tuyệt đối( chiết suất ) môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường với chân không n21 = n2/n1 Suy n1.sini = n2 Sin r + tính thuận nghịch truyền ánh sáng: Ánh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đường NỘI DUNG 3: Hiện tượng phản xạ toàn phần + Định nghĩa phản xạ toàn phần( SGK ) + Điều kiện xảy phản xạ tồn phần: Ánh sáng truyền từ mơi trường tới mơi trường chiết quang n2 Biết lựa chon kiến thức toán học để giải tập quang hình + Năng lực trao đổi thơng tin: Thu thập thông tin, trao đổi mô tả hiên tượng phản xạ, khúc xạ ngôn ngữ Vật lí, ứng dụng tượng cáp quang, pxtp … Hoạt động nhóm để rút cơng thức định luật khúc xạ ánh sáng + Năng lực cá nhân: Biết lựa chọn, đánh giá, thu thập xử lí thơng tin, lập kế hoach hoạt động cá nhân II HÌNH THỨC, PHƯƠNG PHÁP, KỸ THUẬT DẠY HỌC + Hình thức dạy học: Dạy học tập trung lớp Phương pháp: Sử dụng phương pháp dạy học theo nhóm: Chia lớp làm nhóm Phương pháp vấn đáp, thực nghiệm + Kỹ thuật dạy học: Sử dụng kỹ thuật chia nhóm Kỹ thuật giao nhiệm vụ Kỹ thuật Hỏi trả lời Kỹ thuật Lược đồ tư + Phương tiện: Máy chiếu, thí nghiệm III CHUẨN BỊ Giáo viên - Chuẩn bị sợi cáp quang - Chuẩn bị cốc nước thìa, ống hút … - Dụng cụ thí nghiệm: khối bán trụ suốt nhựa, thước chia độ, đèn chiếu sáng, bảng để gắn đèn, khối bán trụ thước chia độ Học sinh - Ôn tập lại phần Quang học học THCS - Đọc trước 26,27 IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tổ chức lớp Lớp Tiết Tiết Tiết Tiết dạy 11A1 Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số 11A2 11A3 11A4 Kiểm tra cũ: - Hãy nêu chất dòng điện kim loại ? Hạt tải điện kim loại gì? Vì kim loại dẫn điện tốt? - Nêu điều kiện để có dịng điện mơi trường? Xây dựng kiến thức 3.1 Hoạt động khởi động Giáo viên chiếu hình ảnh ống hút bị gãy khúc cốc nước hình ảnh ảo tượng sa mạc Hỏi: Các hình ảnh liên quan đến tượng ? Học sinh đề xuất câu trả lời: GV giới thiệu vào học 3.2 Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng Bước Hoạt động Nội dung kiến thức I Sự khúc xạ ánh sáng GV ĐVĐ : Tại ta thấy ống hút đặt cốc nước giống bị gãy? Hiện tượng khúc xạ ánh sáng GV nêu câu hỏi: Khi ánh sáng truyền từ khơng khí vào nước ánh sáng Khúc xạ ánh sáng tượng truyền thẳng không? Xác định lệch phương (gãy) tia đường tia sáng ? sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai mơi trường Thực nhiệm Các nhóm trao đổi thực nhiệm vụ suốt khác vụ để rút định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng Chuyển giao nhiệm vụ Báo cáo, thảo luận Các nhóm trình bày thảo luận Quá trình thảo luận làm rõ tượng khúc xạ ánh sáng Đánh giá kết Học sinh nêu kết luận thực nhiệm Giáo viên chuẩn hóa vụ Hoạt động 2: Xây dựng nội dung định luật khúc xạ ánh sáng Bước Hoạt động Nội dung kiến thức GV: ánh sáng truyền từ môi trường Định luật khúc xạ ánh sáng suốt sang môi trường suốt khác tia sáng truyền + Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới (tạo tia tới pháp nào? tuyến) phía bên pháp Thực nhiệm HS: làm thí nghiệm: cho ánh sáng truyền tuyến so với tia tới vụ từ khơng khí vào khối bán trụ Chuyển giao nhiệm vụ Báo cáo, thảo luận + Hs thảo luận kết thí nghiệm: tia tới tia khúc xạ nằm mặt phẳng, góc tới góc khúc xạ tỉ lệ với Đánh giá kết Từ kết báo cáo, thảo luận giáo viên thực nhiệm giúp học sinh đưa nội dung định luật khúc xạ ánh sáng vụ Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm chiết suất tỉ đối Bước Hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ GV : ta đặt tỉ số sini/sinr = n21 Hãy nhận xét phụ thuộc góc tới i góc khúc xạ r vào giá trị n21? + Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: sin i = số sin r Nội dung kiến thức II Chiết suất môi trường Chiết suất tỉ đối Thực nhiệm HS: thảo luận nhóm, sin i Tỉ số khơng đổi vụ sin r HS thảo luận đưa nhận xét: Nếu tượng khúc xạ gọi Báo cáo, thảo n21>1 i > r Nếu n211 n21 r < i : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến Ta nói mơi trường chiết quang môi trường + Nếu n21 < r > i : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến Ta nói mơi trường chiết quang môi trường Hoạt động 4: Xây dựng khái niệm chiết suất tuyệt đối Bước Hoạt động Nội dung kiến thức Chuyển giao nhiệm vụ GV đưa khái niệm chiết suất tuyệt đối Hỏi: Nhận xét giá trị chiết suất tuyệt đối chân khơng, khơng khí mơi trường suốt khác? Có thể biểu diễn công thức định luật khúc xạ ánh sáng theo chiết suất tuyệt đối nào? Thực nhiệm Từ khái niệm chiết suất tuyệt đối vụ suy chiết suất chân không 1, môi trường khác lớn Báo cáo, thảo luận Từ công thức định luật khúc xạ ánh sáng chiết suất tuyệt đối suy n1sini = n2sinr Đánh giá kết GV nhận xét kết luận hs xác nhận thực nhiệm lại kiến thức vụ Chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân khơng Mối liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n21 = n2 n1 Liên hệ chiết suất vận tốc truyền ánh sáng môi trường: n2 v1 c = ;n= n1 v2 v Cơng thức định luật khúc xạ viết dạng đối xứng: n1sini = n2sinr Hoạt động 5: Xây dựng định nghĩa tượng phản xạ toàn phần điều kiện xảy phản xạ toàn phần Bước Hoạt động Nội dung kiến thức Chuyển giao nhiệm vụ HS làm tập: C6: Cho tia sáng truyền xiên góc từ nhựa suốt vào IV Hiên tượng phản xạ tồn phần khơng khí Biết chiết suất khơng Thí nghiệm khí 1, chiết suất nhựa 1,7 Xác i nhỏ r > i Rất sáng Rất mờ định góc khúc xạ trường hợp i = igh r 900Rất mờ Rất sáng sau: a Góc tới i = 30 i > igh Khơng cịn Rất sáng Định nghĩa b Góc tới i = 600 Tại ý b ta khơng tính góc khúc xạ r? Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai mơi trường suốt Thực nhiệm Làm thí nghiệm cho ánh sáng truyền từ vụ khối nhựa suốt vào khơng khí quan sát thí nghiệm Điều kiện để có phản xạ tồn Trong trường hợp ý b khơng có tia khúc Báo cáo, thảo phần xạ mà có tia phản xạ luận + Aùnh sáng truyền từ môi Đánh giá kết Chốt lại định nghĩa phản xạ tồn phần trường tới mơi trường chiết thực nhiệm điều kiện xảy phản xạ toàn phần quang vụ + i igh Góc giới hạn phản xạ tồn phần sin igh = n2 n1 Hoạt động 6: Tìm hiểu cáp quang Bước Chuyển giao nhiệm vụ; Hoạt động Nội dung kiến thức GV đặt câu hỏi gợi ý cho HS cáp V Cáp quang quang thực tế Cấu tạo Cho Hs quan sát đoạn dây cáp quang Cáp quang bó sợi quang Mỗi chiếu số hình ảnh sợi quang sợi dây Dựa vào kiến thức thực tế tìm hểu suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ SGK, quan sát hình ảnh mà chiếu, tồn phần HS nêu khái niệm, cấu tạo ứng Sợi quang gồm hai phần chính: dụng cáp quang ? Thực nhiệm HS làm việc nhóm vụ HS quan sát, đọc SGK, nêu định nghĩa, điều kiện tạo ứng dụng cáp quang Báo cáo, thảo luận Các nhóm trao đổi, thảo luận kết làm việc, thống kết đại diện nhóm trình bày Các nhóm khác nhận xét kết Đánh giá kết Học sinh nêu kết luận thực nhiệm Giáo viên đánh giá xác định kết luận vụ cuối + Phần lỏi suốt thủy tinh siêu sach có chiết suất lớn (n1) + Phần vỏ bọc suốt, thủy tinh có chiết suất n2 < n1 Ngoài lớp vỏ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp có độ bền độ dai học Công dụng Cáp quang ứng dụng vào việc truyền thông tin với ưu điểm: + Dung lượng tín hiệu lớn + Khơng bị nhiễu bở xạ điện từ bên + Khơng có rủi ro cháy (vì khơng có dịng điện) Cáp quang dùng để nội soi y học 3.3 Hoạt động luyện tập Hoạt động 1: Luyện tập số tập TNKQ Bước Hoạt động Nội dung kiến thức Chuyển giao nhiệm vụ; Xác đinh phương án số Câu 1: C câu hỏi TNKQ SGK, SBT Câu 2: C Thực nhiệm vụ HS nghiên cứu câu hỏi, tập, vận dụng kiến thức giải tập, trả lời câu hỏi Câu 3: A Câu 4: A Câu 5: D Câu 6: C Báo cáo, thảo luận Các nhóm trình bày ghi kết Đánh giá kết thực nhiệm vụ Học sinh nêu kết cuối Câu 7: A Câu 8: D Giáo viên chuẩn hóa HỆ THỐNG CÂU HỎI TNKQ Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường so với A B khơng khí C chân không D nước Khi chiếu ánh sáng đơn sắc từ khơng khí vào khối chất suốt với góc tới 60 góc khúc xạ 300 Khi chiếu ánh sáng đơn sắc từ khối chất cho khơng khí với góc tới 300 góc tới A nhỏ 300 B lớn 600 C 600 D không xác định Chiếu ánh sáng đơn sắc từ chân không vào khối chất suốt với góc tới 45 góc khúc xạ 300 Chiết suất tuyệt đối môi trường A B C D 3/ Khi chiếu tia sáng từ chân không vào môi trường suốt thấy tia phản xạ vng góc với tia tới góc khúc xạ nhận giá trị A 400 B 500 C 600 D 700 Trong trường hợp sau đây, tia sáng không truyền thẳng A truyền qua mặt phân cách hai môi trường suất có chiết suất B tới vng góc với mặt phân cách hai môi trường suốt C có hướng qua tâm cầu suốt D truyền xiên góc từ khơng khí vào kim cương Trong ứng dụng sau đây, ứng dụng tượng phản xạ toàn phần A gương phẳng B gương cầu 10 C cáp dẫn sáng nội soi C thấu kính Cho chiết suất nước 4/3, benzen 1,5, thủy tinh flin 1,8 Không thể xảy tượng phản xạ toàn phần chiếu ánh sáng từ A từ benzen vào nước B từ nước vào thủy tinh flin C từ benzen vào thủy tinh flin D từ chân khơng vào thủy tinh flin Nước có chiết suất 1,33 Chiếu ánh sáng từ nước ngồi khơng khí, góc xảy tượng phản xạ toàn phần A 200 B 300 C 400 D 500 Hoạt động 2: Giải tập khúc xạ phản xạ toàn phần Bước Hoạt động Nội dung kiến thức Chuyển giao nhiệm vụ; Xác đinh phương án số Bµi ( SGK/T172) câu hỏi TNKQ, gii bi t - Xác định môi trờng (1) (2) lun SGK, SBT - Xác định gãc tíi i t¹i c¹nh AC Thực nhiệm vụ HS nghiên cứu câu hỏi, tập, vận dụng kiến thức giải tập, trả lời câu hỏi - VËn dụng công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần Bài (SGK/T173) - Viết công thức tính định luật khúc xạ ánh sáng cho cặp môi trêng Báo cáo, thảo luận Các nhóm trình bày ghi kết Đánh giá kết thực nhiệm vụ Học sinh nêu kết cuối - LËp tØ số để suất thơng số n3 n2 Bài (SGK/T173) Giỏo viờn chun húa + HD: - Xác định góc tới i - Tính góc giới hạn phản xạ TP Bài (SGK/T173) Bài (SGK/T166) + Căn vào hình vẽ, xác định: Tia tới tia S2I Bài (SGK/T166) + Tóm tắt toán: n1 = 4/3 n2 = i/ + r = 900 TÝnh i ? - Tõ i/ + r = 900 r = 900 - i/ = 900 - i Theo định luật khúc xạ ánh sáng: 11 n1.sini = n2.sinr = n2sin(900 - i) = n2cosi n sin i = n1 cos i tan i = n2 = n1 i = 370 Bµi (SGK/T167) Vì OAB vuông cân nên: i = 450 Theo định luật khúc xạ ánh sáng: n1.sini = n2.sinr sinr = VËy: BM = h= n1 sin i = n2 32 MN = sin r BM MN = 6,4 cm Bài 10 (SGK/T167) + Xác định đờng truyền tia sáng a 2 a2 a Tính: Sin rMăc = Suy ra: sinim = n.sinrm = 3 VËy: im = 600 Bµi (SGK/T172) + Tam giác ABC vuông cân, nên góc tới: i = igh = 450 Ta cã: sin igh n> n2 n1 n > sin igh Bài (SGK/T173) + Đọc tóm tắt to¸n: r1 = 300 r2 = 450 12 TÝnh n3 ? n2 - Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng: Với cặp môi trờng (1) (2) sin i n2 sin r1 n1 Víi cËp m«i trêng (1) vµ (3) sin i n3 sin r2 n2 LËp tØ sè: LÊy (2) chia (1) n3 sin 300 = = sin igh = n2 sin 45 igh = 450 Bµi (SGK/T173) Ta cã sin igh n2 0,71 n1 igh = 450 a, Víi = 600 i = 300 < igh Vậy phần lớn tia sáng bị khúc xạ không khí, với góc khúc xạ: sin r = n1 sin i sin 30 = r = 450 n2 1, 41 b, Víi = 450 i = 450 = igh VËy tia s¸ng PXTP, víi r = 900 c, Víi = 300 i = 600 = igh VËy cã PXTP víi gãc i/ = 600 3.4 Hoạt động vận dụng GV giao câu hỏi tập vận dụng thực tiễn cho HS Một nguồn sáng điểm đáy bể nước sâu m Biết chiết suất nước 1,33 Vùng có ánh sáng phát từ điểm sáng ló mặt nước có hình dạng kích thức ? ĐS hình trịn bán kính 1,133 m 3.5 Hoạt động tìm tịi mở rộng GV yêu cầu HS nhà tìm hiểu thêm ứng dụng cáp quang CNTT y học ? Tìm hiểu lich sử phát triển ngành viễn thông TG nước ? 13 Kết thúc chủ đề + Nhắc lại nội dung phần ghi nhớ – SGK +Nhận xét, đánh giá nhấn mạnh kiến thức + Hướng dẫn nhà: Về nhà xem lại cũ Đọc trước Lăng kính 14 ... phần chiếu ánh sáng từ A từ benzen vào nước B từ nước vào thủy tinh flin C từ benzen vào thủy tinh flin D từ chân khơng vào thủy tinh flin Nước có chiết suất 1,33 Chiếu ánh sáng từ nước khơng khí,... sinh - Ôn tập lại phần Quang học học THCS - Đọc trước 26,27 IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tổ chức lớp Lớp Tiết Tiết Tiết Tiết dạy 11A1 Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số Ngày dạy Sĩ số 11A2 11A3... toàn phần - Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần vào tập thực tế Thái độ - Say mê khoa học, kĩ thuật - Nghiêm túc công việc tập thể - Tự tin báo cáo công việc thực - Thái độ