Vat ly 11 Nang cao - Chuong 6

Kĩ năng: - Vận dụng được hiện tượng khúc xạ ánh sáng để giải thích một số hiện tượng có liên quan, vận dụng hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập trong SGK và các bà

Trang 1

CHƯƠNG IV: ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ

TIẾT 66 BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng và viết được hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng

- Nêu được định nghĩa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối

- Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính chất này ở định luật khúc xạ ánh sáng

Kĩ năng:

- Vận dụng được hiện tượng khúc xạ ánh sáng để giải thích một số hiện tượng

có liên quan, vận dụng hệ thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Các hình ảnh trong sách giáo khoa

Học sinh:

- Ôn lại các kiến thức định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, hiện tượng khúc xạ ánh sáng đã học ở lớp 7 và lớp 9

III CÁC BƯỚC LÊN LỚP

1 Ổn định trật tự:

2 Tiến trình dạy học bài mới:

Hoạt động 1 (3 phút): Tìm hiểu sự khúc xạ ánh sáng

- Nêu vấn đề học tập cho cả chương: Sử dụng

phần mở đầu ở trang 161 SGK để nêu vấn đề

học tập cho cả chương.

- Cho bài mới: Kiểm tra những kiến thức học

sinh đã có về hiện tượng khúc xạ.

+ Khi ánh sáng đi từ môi trường không khí sang

môi trường nước thì có hiện tượng gì?

+ Trong trường hợp trên thì tia nào là tia tới,

- Trả lời câu hỏi của giáo viên, thảo luận đưa ra các phương án trả lời

+ Tia sáng đi từ môi trường không khí sang môi trường nước bị gãy ở mặt phân cách giữa hai môi trường này Đó là hiện tượng khúc xạ.

+ Trong trường hợp này, tia sáng đi trong Ngày soạn: 11/02/2008

Ngày dạy: 14/02/2008

Trang 2

+ Trong trường hợp trên thì góc khúc xạ quan

hệ với góc tới như thế nào?

+ Nếu góc tới bằng 60 0 thì góc khúc xạ bằng

bao nhiêu?

- Nhận xét các câu trả lời và nêu rõ: vì ở lớp 9

chúng ta mới chỉ khảo sát một cách định tính

quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ nên chưa

thể tính được góc khúc xạ khi biết góc tới Trong

bài này chúng ta sẽ khảo sát một cách định

lượng quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ và

nhờ đó chúng ta dễ dàng tính được độ lớn của

góc khúc xạ khi biết góc tới.

• Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ

- Làm thí nghiệm vẽ hình 26.3 SGK Nhớ nói rõ

khối nhựa trong suốt là hình bán trụ

- Nêu câu hỏi:

+ Có hiện tượng gì xảy ra ở mặt phân cách giữa

không khí và nhựa trong suốt.

+ Nhận xét về góc tới, góc phản xạ và góc khúc

xạ.

+ Tia sáng đi từ nhựa trong suốt tới mặt bán trụ

phân cách giữa nhựa và không khí với góc tới

bằng bao nhiêu độ? Có hiện tượng gì xảy ra ở

mặt phân cách này?

- Nhận xét câu trả lời của học sinh

- Sau khi kết luận yêu cầu học sinh đọc định

nghĩa hiện tượng khúc xạ trong SGK, so sánh

với định nghĩa đã học ở lớp 9 và giải thích sự

khác nhau

• Tìm hiểu định luật khúc xạ

- Xác định mục đích của hoạt động: Ở lớp 9

chugns ta đã biết tia khúc xạ nằm trong mặt

phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với

tia tới, nhưng chưa xác định được mối quan hệ

định lượng giữa góc khúc xạ và góc tới

- Giới thiệu về thí nghiệm dùng để đo góc tới và

góc khúc xạ

là tia khúc xạ.

+ Trong trường hợp này góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

+ Nếu góc tới bằng 60 0 thì chỉ có thể biết góc khúc xạ nhỏ hơn 60 0 , chưa thể biết góc khúc xạ bằng bao nhiêu.

- Theo dõi thí nghiệm và trả lời câu hỏi

+ Ở mặt phân cách giữa không khí và nhựa đồng thời có hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng.

+ Góc phản xạ bằng góc tới, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

+ Bằng 0 0 (vì pháp tuyến của mặt phân cách trùng với tia sáng sáng) Ở mặt phân cách này tia sáng đi từ nhựa ra ngoài không khí mà không bị lệch phương, nghĩa

là không có hiện tượng khúc xạ.

+ Định nghĩa mới nói rõ hiện tượng khúc

xạ chỉ xảy ra khi tia sáng truyền xiên góc qua mặt phẳng phân cách.

- Theo dõi bài giảng của giáo viên

+ Với góc nhỏ (<30 0 ) thì góc tới tăng lên bao nhiêu lần, góc khúc xạ cũng tăng bấy nhiêu lần, nghĩa là tỉ số giữa góc tới và góc khúc xạ là một hằng số.

+ Với các góc tới lớn (>30 0 ) thì tỉ số giữa góc tơi và góc khúc xạ không còn là một

Trang 3

- Giới thiệu đồ thị vẽ ở các hình 26.4 và 26.5

SGK Kết luận về mối quan hệ giữa sin góc tới

và sin góc khúc xạ

- Giới thiệu đầy đủ định luật khúc xạ ánh sáng

trình bày trong SGK Nhấn mạnh: Định luật

khúc xạ ánh sáng cho phép chúng ta vẽ được tia

khúc xạ khi biết tia tới.

hằng số nữa.

+ Quan hệ giựa sin góc tới và sin góc khúc xạ: Với các góc dù nhỏ hay lớn thì tỉ

số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ luôn không đổi.

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu khái niệm chiết suất

- Trình bày khái niệm chiết suất tỉ đối và chiết

suất tuyệt đối như mục II SGK

- Yêu cầu học sinh nêu ý nghĩa vật lí của chiết

suất, cụ thể môi trường có chiết suất lớn nghĩa là

thế nào?

- Gợi ý: Chiết có nghĩa là gãy, suất là mức độ.

Chiết suất là đại lượng dùng để chỉ mức độ bẻ

gãy sánh sáng của môi trường này so với môi

trường khác Chiết suất càng lớn thì ánh sáng bị

bẻ gãy càng nhiều, nghĩa là sự chênh lệch giữa

góc tới và góc khúc xạ càng lớn.

- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi: C1, C2 và C3

- Theo dõi bài giảng của giáo viên

- Thực hiện yêu của giáo viên

- Trả lời các câu hỏi C1, C2 và C3.

Hoạt động 3 (3 phút): Vận dụng, củng cố

- Nhắc lại hiện tượng khúc xạ, định luật khúc xạ

và các công thức liên quan

- Nhớ lại các kiến thức đã học làm các bài tập trong sách

Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:

+ Xem lại các kiến thức trong bài: Hiện tượng

khúc xạ, định luật khúc xạ, chiết suất tỉ đối và

chiết suất tuyệt đối

- Yêu cầu:

+ Đọc trước bài 27.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

Trang 4

TIẾT 67 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Nhắc lại các kiến thức, công thức về khúc xạ

Kĩ năng:

- Vận dụng các kiến thức đã học để làm các bài tập về khúc xạ ánh sáng

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Chuẩn bị một số dạng và bài tập liên quan

Học sinh:

- Ôn lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng

Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại các kiến thức đã học

1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới, ở bên kia pháp tuyến so với

tia tới

- Với hai môi trường trong suốt nhất định thì sini=n21sinr Trong đó

n21 là chiết suất tỷ đối của môi trường khúc xạ (2) với môi trường

tới (1)

2 Mối quan hệ giữa chiết suất tỷ đối, tuyệt đối và vận tốc ánh sáng

trong môi trường tới và khúc xạ có mối liên hệ sau :

2

1 1

2 21

v

v n

n

n = = .

- Ghi nhận và nhớ lại

Hoạt động 2 (35 phút): Hướng dẫn giải một số bài tập về điện tích lực điện

- Bài 1: (Định luật khúc xạ) Một tia

sáng đơn sắc SI truyền trong khối

thủy tinh tới mặt phẳng phân cách

giữa thủy tinh và không khí với góc

tới i

Tính chiết suất của thủy tinh biết khi

góc tới i=30o thì tia khúc xạ hợp với

mặt phân cách một góc bằng góc tới

+ Tia khúc xạ hợp với mặt phân cách một góc cũng là

30 o , do đó góc khúc xạ r=60 o Định luật khúc xạ cho

n 1 sini = n 2 sin r với n 1 là chiết suất của thủy tinh cần tìm, n 2 là chiết suất không khí, bằng 1 Do đó

n 1 =sin60 o /sin30 o = 3 + Nếu tia khúc xạ nằm ở mặt phân cách thì góc khúc

xạ r’=90 o Do đó góc tới i’ sẽ được tính theo công Ngày soạn: 15/03/2008

Ngày dạy: 17/03/2008

Trang 5

Xác định góc tới i’ nếu tia khúc xạ

nằm ở mặt phân cách giữa thủy tinh

và không khí

- Bài 2: (Bản mặt song song) Một bản

thủy tinh song song dày a=2cm, chiết

suất 1,5 nằm ngang, mặt dưới tráng

bạc Một điểm sáng A cách mặt trên

của bản 15cm Tìm vị trí ảnh rõ nhất

của A qua bản song song

thức:

n 1 sini’=n 2 sinr’

3sini’=sin90 o + Từ đó i’=35 o

+ Ta xét sự tạo ảnh của hệ thống này bằng cách khảo sát đường đi của tia sáng Ánh sáng từ A đến mặt trên của bản thủy tinh, sẽ phần lớn bị khúc xạ, chỉ một phần nhỏ bị phản xạ lại.

+ Phần phản xạ sẽ tạo một ảnh A’ như của gương phẳng Ảnh này đối xứng với A qua mặt trên của bản thủy tinh Tuy nhiên A’ không rõ vì chùm tia phản xạ yếu.

+ Phần khúc xạ sẽ cho các ảnh A 1 , A 2 , A 3 như thí dụ trên Ta phải tìm A 3 là ảnh cuối của hệ Ảnh này rõ vì chùm tia khúc xạ mạnh hơn Sơ đồ tạo ảnh như sau :

3 2

1

' 3 3

' 2 2

' 1 1

A A

A

d

KK TT d d

GP d d

TT KK d



 →



→



 →

+ Việc tìm vị trí ảnh đòi hỏi phải có điểm mốc Ta có thể lấy mốc là mặt trên của bản thủy tinh Do đó phải tìm d’ 3 Muốn vậy, ta lần lượt tìm : d 1 =5cm;

cm n

n d d

TT

5 , 1

1 15 1

'

+ Ảnh A 1 là ảo, nằm trong không khí, cách mặt trên 10cm

+ d 2 =a-d’ 1 =2-(-10)=12cm Ảnh A 1 trở thành vật thật của gương phẳng, trước gương, và cách nó 12cm + d’ 2 = -d 2 = -12cm Ảnh A 2 là ảo, sau gương, cách gương 12cm.

+ d 3 = a-d’ 2 =2-(-12) = 14cm A 2 là vật thật của mặt lưỡng chất thủy tinh – không khí, cách nó 14cm.

cm n

n d d

KK

1

5 , 1 14 3

'

Vậy A 3 nằm ở phía dưới bản thủy tinh, cách mặt trên 21cm Mắt đặt phía trên bản sẽ nhìn thấy ảnh này

Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

Trang 6

TIẾT 68 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần

- Nêu được điều kiện có phản xạ toàn phần

- Viết được công thức tính góc giới hạn

Kĩ năng:

- Vận dụng được các công thức tính góc giới hạn để giải các bài tập liên quan

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Các hình ảnh trong sách giáo khoa

Học sinh:

- Ôn lại các kiến thức về phản xạ, khúc xạ, chiết suất

2 Kiểm tra bài cũ (5 phút):

- Nêu hiện tượng khúc xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng?

Hoạt động 1 (15 phút): Kiểm tra bài cũ, xây dựng kiến thức bài mới

- Hiện tượng khúc xạ là gì?

- Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng?

- Chiết suất tuyệt đối của môi trường thủy tinh là

1,5 và của nước là 1,33 Hỏi chiết suất tỉ đối của

nước với thủy tinh bằng bao nhiêu? Khi cho ánh

sáng đi từ thủy tinh vào nước thì góc khúc xạ

lớn hơn hay nhỏ hơn góc phản xạ? Tại sao?

- Yêu cầu học sinh vẽ đường đi 1 tia sáng từ

nhựa trong suốt tới mặt phẳng phân cách giữa

nhựa vào không khí trong 2 trường hợp sau:

+ Góc tới bằng 30 0

+ Góc tới bằng 60 0

- Trả lời

+ Khi i = 30 0 thì i’ = 60 0 sin r = 0,5x1.4 = 0.75→ r ≈ 50 0 + Khi i = 60 0 thì i’ = 60 0

Ngày soạn: 20/02/2008

Ngày dạy: 22/02/2008

Trang 7

sin r = 0.88.1,5 ≈ 1,3.

+ Không thể có góc r như trên.

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu sự truyền ánh sáng vào môi trường kém chiết quan hơn

- Nêu vấn đề: Khi ánh áng truyền từ môi trường

nhựa trong suốt vào môi trường không khí,

nghĩa là truyền từ một môi trường vào môi

trường chiết quang kém hơn thì không phải lúc

nào cũng có tia khúc xạ Vậy khi đó ở mặt phân

cách giữa hai môi trường xảy ra hiện tượng gì?

• Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần

- Khi i = 600, dự đoán hiện tượng gì sẽ xảy ra?

- Nhận xét

- Yêu cầu học sinh nhận xét độ sáng của tia phản

xạ và tia khúc xạ khi góc tới tăng dần từ 100 đến

420 và khi góc tới tiếp tục tăng từ 420 đến các giá

trị lớn hơn

- Nhận xét

- Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần:

SGK

+ Theo dõi và ghi chép.

+ Khi i = 60 0 chỉ xác định được giá trị góc phản xạ, không xác định được giá trị góc khúc xạ Do đó, có thể tiên đoán ở mặt phân cách chỉ xảy ra hiện tượng phản xạ, không xảy ra hiện tượng khúc xạ.

+ Từ 10 0 đến 40 0 : tia phản xạ rất mờ rồi sáng dần, tia khúc xạ rất sáng rồi mờ dần + ≈ 42 0 : tia khúc xạ rất mờ, tia phản xạ rất sáng.

+ > 42 0 : chỉ còn tia phản xạ.

Hoạt động 4 (3 phút): Điều kiện để có phản xạ toàn phần

- Nêu vấn đề bằng các câu hỏi:

+ Nếu cho tia sáng đi từ không khí sang môi

trường nhựa trong suốt thì có hiện tượng phản

xạ toàn phần không? Vì sao?

+ Trong trường hợp tia sáng đi từ nhựa trong

suốt vào không khí thì khi nào mới có hiện

tượng phản xạ toàn phần?

+ Muốn có hiện tượng phản xạ toàn phần phải

có những điều kiện gì?

- Suy nghĩ và trả lời:

+ Không Vì nhựa chiết quang hơn không khí nên r luôn nhỏ hơn i Khi i = 90 0 thì góc r < 90 0 và vẫn có tia khúc xạ.

+ Chỉ khi i > 42 0 mới có phản xạ toàn phần.

+ Muốn có phản xạ toàn phần thì: Ánh sáng phải truyền từ một môi trường đến

Trang 8

- Tìm hiểu góc giới hạn.

- Trình bày cách tính góc giới hạn như SGK

môi trường chiết quan kém hơn; góc tới phải lớn hơn một góc giới hạn nào đó.

Hoạt động 4 (3 phút): Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần

- Yêu cầu học sinh tự đọc mục III của SGK về

ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần

Hoạt động 4 (3 phút): Vận dụng, củng cố

- Hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện xảy ra

hiện tượng

Hoạt động 5 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:

+ Làm bài tập 8, 9 SGK.

- Yêu cầu:

+ Đọc trước bài bài 28.

Trang 9

TIẾT 69 BÀI TẬP KHÚC XẠ VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Nhắc lại các kiến thức, công thức về khúc xạ

Kĩ năng:

- Vận dụng các kiến thức đã học để làm các bài tập về khúc xạ ánh sáng

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Chuẩn bị một số dạng và bài tập liên quan

Học sinh:

- Ôn lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng

Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại các kiến thức đã học

1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới, ở bên kia pháp tuyến so với

tia tới

- Với hai môi trường trong suốt nhất định thì sini=n21sinr Trong đó

n21 là chiết suất tỷ đối của môi trường khúc xạ (2) với môi trường

tới (1)

2 Mối quan hệ giữa chiết suất tỷ đối, tuyệt đối và vận tốc ánh sáng

trong môi trường tới và khúc xạ có mối liên hệ sau :

2

1 1

2 21

v

v n

n

n = = .

- Ghi nhận và nhớ lại

Hoạt động 2 (35 phút): Hướng dẫn giải một số bài tập về điện tích lực điện

- Bài 1: (Định luật khúc xạ) Một tia

sáng đơn sắc SI truyền trong khối

thủy tinh tới mặt phẳng phân cách

giữa thủy tinh và không khí với góc

tới i

Tính chiết suất của thủy tinh biết khi

góc tới i=30o thì tia khúc xạ hợp với

+ Tia khúc xạ hợp với mặt phân cách một góc cũng là

30 o , do đó góc khúc xạ r=60 o Định luật khúc xạ cho

n 1 sini = n 2 sin r với n 1 là chiết suất của thủy tinh cần tìm, n 2 là chiết suất không khí, bằng 1 Do đó

n 1 =sin60 o /sin30 o = 3 + Nếu tia khúc xạ nằm ở mặt phân cách thì góc khúc

xạ r’=90 o Do đó góc tới i’ sẽ được tính theo công Ngày soạn: 25/03/2008

Ngày dạy: 28/03/2008

Trang 10

Xác định góc tới i’ nếu tia khúc xạ

nằm ở mặt phân cách giữa thủy tinh

và không khí

- Bài 2: (Bản mặt song song) Một bản

thủy tinh song song dày a=2cm, chiết

suất 1,5 nằm ngang, mặt dưới tráng

bạc Một điểm sáng A cách mặt trên

của bản 15cm Tìm vị trí ảnh rõ nhất

của A qua bản song song

thức:

n 1 sini’=n 2 sinr’

3sini’=sin90 o + Từ đó i’=35 o

+ Ta xét sự tạo ảnh của hệ thống này bằng cách khảo sát đường đi của tia sáng Ánh sáng từ A đến mặt trên của bản thủy tinh, sẽ phần lớn bị khúc xạ, chỉ một phần nhỏ bị phản xạ lại.

+ Phần phản xạ sẽ tạo một ảnh A’ như của gương phẳng Ảnh này đối xứng với A qua mặt trên của bản thủy tinh Tuy nhiên A’ không rõ vì chùm tia phản xạ yếu.

+ Phần khúc xạ sẽ cho các ảnh A 1 , A 2 , A 3 như thí dụ trên Ta phải tìm A 3 là ảnh cuối của hệ Ảnh này rõ vì chùm tia khúc xạ mạnh hơn Sơ đồ tạo ảnh như sau :

3 2

1

' 3 3

' 2 2

' 1 1

A A

A

d

KK TT d d

GP d d

TT KK d



 →



→



 →

+ Việc tìm vị trí ảnh đòi hỏi phải có điểm mốc Ta có thể lấy mốc là mặt trên của bản thủy tinh Do đó phải tìm d’ 3 Muốn vậy, ta lần lượt tìm : d 1 =5cm;

cm n

n d d

TT

5 , 1

1 15 1

'

+ Ảnh A 1 là ảo, nằm trong không khí, cách mặt trên 10cm

+ d 2 =a-d’ 1 =2-(-10)=12cm Ảnh A 1 trở thành vật thật của gương phẳng, trước gương, và cách nó 12cm + d’ 2 = -d 2 = -12cm Ảnh A 2 là ảo, sau gương, cách gương 12cm.

+ d 3 = a-d’ 2 =2-(-12) = 14cm A 2 là vật thật của mặt lưỡng chất thủy tinh – không khí, cách nó 14cm.

cm n

n d d

KK

1

5 , 1 14 3

'

Vậy A 3 nằm ở phía dưới bản thủy tinh, cách mặt trên 21cm Mắt đặt phía trên bản sẽ nhìn thấy ảnh này

Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	841 KB