MỤC TIÊU : HS cần nắm vững các điểm sau : • Hiện tượng khúc xạ của tia sáng • Định luật khúc xạ ánh sáng • Các khái niệm : chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết su
Trang 1Tiết : 3
Bài 03
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ
I MỤC TIÊU :
HS cần nắm vững các điểm sau :
• Hiện tượng khúc xạ của tia sáng
• Định luật khúc xạ ánh sáng
• Các khái niệm : chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối.
• Nguyên lí thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng.
• Cách ve đường đi tia sáng từ môi trường này sang một môi trường khác.
• Vận dụng được định luật khúc xạ để giải các bài toán quang học về khúc xạ ánh sáng.
• Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiế suất tuyệt đối và hiểu vai trò của các chiế suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
II PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề
II THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :
IV TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1 Kiểm tra
bài cũ và
kiến thức cũ
liên quan
với bài mới
(5’)
1 Định nghĩa và phân loại gương cầu ?
2 Tiêu điểm , tiêu cự , tiêu diện của gương cầu ?
3 Vẽ các đường đi đặc biệt của gương cầu ?
4 Công thức của gương cầu ?
5 Aùp dụng giải các bài tập sgk ?
6 Một số ứng dụng của gương cầu ?
7 Trả lời câu hỏi SGk
8 Làm bài tập 1,2,3,4, trang 14, 15 SGK
Kiểm tra và đánh giá
Trang 2I Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1 Định nghĩa
Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột
ngột khi qua mặt phân cách hai mội trường truyền ánh
sáng
2 Tên gọi các chùm tia :
- Mặt ngăn cách hai môi trường được gọi là mặt lưỡng
chất
- Chùm tia sáng (1) đươc gọi là chùm tia tới
- Chùm tia sáng (2) gọi là chùm tia khúc xạ
Nêu một vài hiện tương mà HS thường thấy trong thực tế và đặt câu hỏi để các
em suy nghĩ Giải thích hiện tượng
GV : Giới thiệu hiện tương và tên gọi các chùm tia
Làm thí nghiệm minh họa H3.1 SGK
Ý thức được nhiệm vụ nhận thức
II Định luật khúc xạ ánh sáng
1 Thí nghiệm
a Thí nghiệm SGK
b Tên gọi các thành phần và đại lương trong thí
nghiệm khúc xạ ánh sáng
- Gọi tia khuc xạ đó là IR
- Gọi NN’ là pháp tuyến I của mặt lưỡng chất
- Góc SIN được gọi là góc tới i
Thí nghiệm
GV : Tiến hành thí nghiệm
Trên một tấm kính mờ, đặt một bản trụ D bằng chất rắn trong suốt, ví dụ bằng thủy tinh Trên tấm kính có một vòng tròn chia độ C
Chiếu mội tia sáng SI (tới điểm I là tâm của bán trụ) là là nềm mặt phẳng tấm kính
Trang 3- Góc RIN’ được gọi là góc khúc xạ r
- Mặt phẳng làm bởi tia tới và pháp tuyến được gọi là
mặt phẳng tới
c Nhận xét : Tỉ số giữa sini và sinr là số không đổi
2 Định luật
a Định luật
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại
điểm tới
- Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là
một hằng số:
, đường đi của ánh sáng có thể quan sát trên mặt phẳng này
Cho học sinh phát hiện có xuất hiện tia sáng qua D không ?
GV : HS hãy nhận xét hương đi của tia sáng qua D
GV : Giới thiệu tên gọi và cho HS thực hiện thí nghiệm nhiều lần, ghi nhận số liệu
GV : Cho HS lập tỉ số giữa sini và sinr của các lần đo khác nhau, lập bảng kết quả và nhận xét kết quả
HS :
Gv : Tỉ số giữa sini và sinr là số không
đổi Sự sai khác giữa các khiết quả này rất
nhỏ, do sai số trong các phép đo)
Định luật
GV : Từ thí nghiệm trên, ta rút ra định luật khúc xạ ánh sáng (còn gọi là định luật (Snell-descartes)
Nhấn mạnh chú ý quan trọng
Chú ý :
- Nếu n > 1 ( môi trường khúc xạ chiết
quang hơn môi trường tới) thì sini > sinr hay i > r Trong trường hợp này, khi đi qua mặt lưỡng chất,tia khúc xạ ánh sáng đi gần pháp tuyến hơn tia tới
Nếu n < 1 ( môi trường khúc xạ chiết quang kém hơn môi trương tới ) thì sini <
sinr hay i < r.Trong trường hợp này, khi đi
Có tia khúc xạ đi trong khối bán trụ thủy tinh : Tia sáng đó bị lệch so với phương ban đầu
: Nhận xét : Với các góc tới i thì các góc khúc xạ r tương ứng cũng khác
nhau
Trao đổi trong nhóm thống nhất kết quả
Ta được cùng một kết qủa Yêu cầu học sinh
trả lời câu H1 ,H 2
Trang 4n
sinr
sini
=
ta có thể viết công thức trên dưới dạng
sini = n sinr
b Tên gọi :
- i : Góc tới
- r : Góc khúc xạ
- n : Hằng số được gọi là chiết suất tỉ đối của môi
trường khúc xạ (môi trường chứa tia khúc xạ) đối với
môi trường tới (môi trường chứa tia tới)
c Chú ý :
- Nếu n > 1 ( môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi
trường tới) thì sini > sinr hay i > r Trong trường hợp này,
khi đi qua mặt lưỡng chất,tia khúc xạ ánh sáng đi gần
pháp tuyến hơn tia tới
Nếu n < 1 ( môi trường khúc xạ chiết quang kém hơn
môi trương tới ) thì sini < sinr hay i < r.Trong trường hợp
này, khi đi qua mặt lưỡng chất, tia sáng đi xa pháp tuyến
hơn tia tới
qua mặt lưỡng chất, tia sáng đi xa pháp tuyến hơn tia tới
Thông báo
III Chiết suất của môi trường
1 Chiết suất tỉ đố i
a Đinh nghĩa
Chiết suất tỉ đối được tính bằng tỉ số giữa các vận tốc v1
và v2 của ánh sáng khi đi trong môi trường 1 và trong
môi trường 2
b Công thức
2
1 21
v
v n
Thông báo
GV : Đưa khái niệm về các đại lượng Trong biểu thức của định luật khúc xạ n là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 (môi trường khúc xạ) đối với môi trường 1(môi trường tới)
Trong lý thuyết về ánh sáng , chiết suất tỉ đối này bằng tỉ số giữa các vận tốc v1 và v2
của ánh sáng khi đi trong môi trường 1 và
Ghi nhớ
Trang 52 Chiết suất tuyệt đối
a Đinh nghĩa
Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ
đối của môi trường đó đối với chân không
b Công thức
1
v
c
n =
c Nhận xét
Chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn hơn 1.
1
2
n n
⇒
Đặt i = i1 và r = i2
Định luật khúc xạ có thể được viết dưới dạng đối
xứng sau :
n 1 sin i 1 = n 2 sin i 2
trong môi trường 2
Chú ỳ : công thức n 21 dễ bị nhầm vị trí
‘Chiết suất tuyệt đối
Nhận xét
Vì vận tốc ánh sáng truyền đi trong các môi trường bao giờ cũng nhỏ hơn vận tốc áng sáng trong chân không (v < c), nên
chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn
hơn 1.
do đó, nếu đặt i = i1 và r = i2 định luật khúc xạ có thể được viết dưới dạng đối xứng sau : n1sin i1 = n 2 sin i2
Chú ý : Công thức đối xứng rất tiện dụng
Yêu cầu học sinh trả lời câu H3
IV Aûnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh
sáng qua mặt lưỡng chất
Nhận xét : Có cảm giác là đáy cốc được nâng cao hơn
so với bình thường
GV :Tiến hành thí nghiệm
Xét điểm O nằm ở đáy một cốc nước Cho nhận xét
GV : Giải thich1 bằng hình ảnh Ta chú ý
hai tia tới OA, OB ; OA vuông góc với mặt nước, đồng thời B rất gần Nếu kéo dài các tia của chùm khúc xạ thì các đường
Quan sát Nhận xét có cảm giác là đáy cốc được nâng cao hơn so với bình thường
Trang 6kéo dài gặp nhau tại O’ , O’ là điểm ảnh ảo của O Đặt mắt ngoài không khí sao cho chùm khúc xạ nói trên đi vào mắt
V Nguyên lí thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
Nếu ánh sáng truyền từ S tới R, giả sử theo đường truyền là SIJHR, thì khi truyền ngược lại theo tia RK, đường truyền là RKJIS Đó là nội dung của nguyên lí thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
nhớ
Củng cố bài
giảng Dặn
dò của học
sinh
(5’)
1 Yêu cầu nhắc lại : Định luật khúc xạ
ánh sáng
2 Chiết suất của môi trường
3 Aûnh của một vật được tạo bởi sự khúc
xạ ánh sáng qua mặt lưỡng chất
4 Nguyên lý thuận nghịch
5 Trả lời các câu hỏi và giải các bài tập
1 ,2 , 3 trang 19& 20 SGK
6 Chuẩn bị bài 4 “Hiện tượng phản xạ
toàn phần “