Kiến thức - Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng - Phát biểu được khái niệm: Chiết suất tỷ đối, chiết suất tuyệt đối, - Phân biệt được chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối - V
Trang 1
BÀI 40: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được khái niệm: Chiết suất tỷ đối, chiết suất tuyệt đối,
- Phân biệt được chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối
- Viết được hệ thức giữa chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối
- Biết được tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
2. Kỹ năng
- Nhận biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài tập
- Vận dụng được công thức xác định góc giới hạn
- Vẽ được đường đi của tia sáng trong trường hợp có hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
3. Thái độ
- Nâng cao khả năng học hỏi, tìm hiểu để giải thích các hiện tượng vật lý tương tự
- Phòng tránh được việc nhìn nhầm khoảng cách vật dưới nước như ao hồ, sông suối,…
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Slide bài giảng
- Phiếu học tập
- Nội dung ghi bảng
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức đã học về quang hình học ở THCS
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng
- Slide cho bài học mới
III. Hoạt động dạy học
Nội dung ghi bảng
CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 44: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
- ĐN: Hiên tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng
- Hệ hai môi trường truyền sáng phân cách bằng mặt phẳng được gọi là lưỡng chất phẳng
Trang 2r
i i r
- Mặt phân cách hai môi trường là mặt lưỡng chất.
2. Định luật khúc xạ ánh sáng:
a) Thí nghiệm
- Kết quả:
b) 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
+Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc
khúc xạ là một hằng số:
+ hay
* Nếu i nhỏ ( < 100) thì r nhỏ, khi đó sini ≈ i, sinr ≈ r => i = nr
+ Nếu n>1 môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới
+ Nếu n < 1Môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới
3. Chiết suất của môi trường
Trong đó:
+ SI: tia tới I: điểm tới + IR: tia khúc xạ + IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I
+ Mặt phẳng làm bởi tia tới với pháp tuyến gọi là mặt phẳng tới
Trang 3A B
O O’
n21= (v1, v2 tốc độ ánh sángkhi đi trong môi trường 1, 2.)
b) Chiết suất tuyệt đối
- Định nghĩa: là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không
n21 =
- Biểu thức định luật khúc xạ dạng đối xứng: n1sini=n2sinr
4. Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường:
- Điểm O nằm ở đáy cốc
- O’ là ảnh ảo của O
Nhìn từ môi trường kém chiết quang vào môi trường chiết quang hơn, ảnh như được nâng lên
5. Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng:
- Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó
Phiếu học tập
Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ
- Lớp trưởng báo cáo sĩ số
- HS nhận và điền vào phiếu
- HS trả lời
- HS lắng nghe và sửa bài
- GV phát phiếu học tập và bắt đầu kiểm tra bài cũ
- GV gọi HS trả bài
- GV nhận xét và cho điểm
Giới thiệu chương Quang hình
Trang 4
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Nội dung kiến thức
- HS quan sát hình ảnh
và cho biết hiện tượng
quan sát được
- HS phát biểu định
nghĩa hiện tượng khúc
xạ ánh sáng
- Phân biệt chùm tia tới
và chùm tia khúc xạ
- Cho HS xem 1 số hình ảnh về hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Đặt vấn đề: Ở lớp 9, các em đã học qua về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, tuy nhiên, các em chỉ mới hiểu khái quát về khái niệm của nó cũng như quan hệ về góc khúc xạ và góc tới trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng Thế còn môi trường truyền sáng thì có ảnh hưởng gì đến đường truyền của các tia? Bài học hôm nay sẽ giúp các em hiểu rõ hơn về hiện tượng khúc xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng
- Chiếu Slide cho HS xem hình 44.1
- Thông báo về Lưỡng chất phẳng
và mặt lưỡng chất
1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi chiều đột ngột ki đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường truyền ánh sáng.
- Hệ hai môi trường truyền ánh sáng phân cách bằng mặt phẳng được gọi là
lưỡng chất phẳng.
- Mặt phân cách hai
môi trường là mặt
lưỡng chất
Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng
Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Nội dung kiến thức
- HS phân biệt: mặt lưỡng
chất, tia tới, tia khúc xạ,…
- HS quan sát, ghi nhận các
kết quả vào phiếu học tập
- Các nhóm tiến hành tính
toán và điền vào phiếu học
tâp
- ĐVĐ: Các em đã biết chiếc thìa bị gãy là do khúc xạ ánh sáng, vậy tia sáng sẽ truyền đi như thế nào, bị lệch bao nhiêu? Chúng ta cùng tìm hiểu nội dung định luật khúc
xạ ánh sáng để làm sáng tỏ hơn
- GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm
- Gọi 2 HS lên thực hiện thí nghiệm ảo
- GV nhận xét
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a) Thí nghiệm
- Cho tia sáng truyền
từ không khí vào nước
- Đo góc tới và góc khúc xạ tương ứng
Kết quả: Tỉ số của các
lần đo xấp xỉ nhau b) Định luật
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
Trang 5
- Trình bày kết quả về
thương số sini và sinr
- HS nhận xét về i và r khi
n>1 và n<1
- GV thông báo định luật và viết công thức
Tia tới và tia khúc xạ nằm
ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới.
Đối với hai môi trường trong suốt nhất định , tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số:
= n
+ Nếu n > 1: môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới
+ Nếu n < 1: môi trường khúc xạ kém chiết quang hơn môi trường tới
Hoạt động 4: Tìm hiểu chiết suất của môi trường
Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên Nội dung kiến thức
- Tìm hiểu SGK
- Các nhóm tiến hành tính toán
và nhận xét
- HS rút ra nhận xét về tỉ số sin i
và sin r đối với những cặp môi
trường khác nhau
- Lắng nghe và ghi chép
- Tìm hiểu khái niệm chiết suất
tuyệt đối
-HS nêu khái niệm chiết suất uyệt
đối
- HS chứng minh hệ thức:
- ĐVĐ:Ta đã biết ở phần trên, tỉ
số sini và sinr là một hằng số và hằng số này được gọi là chiết suất
tỉ đối.
- GV làm thí nghiệm đối với môi trường không khí và kim cương
- Yêu cầu HS nhận xét về tỉ số
đối với cặp môi trường trong suốt khác nhau
- Gv định nghĩa chiết suất tỉ đối
- Yêu cầu HS nêu khái niệm về chiết suất tuyệt đối
3 Chiết suất của môi trường
A Chiết suất tỉ đối
- Tỉ số không đổi trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng trên được gọi là chiết suất tỉ đối cuả môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chưa tia tới)
b Chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường
đó đối với chân không
Trang 6
- GV gọi HS chứng minh hệ thức dựa vào chiết suất tuyệt đối:
- Từ đó GV viết lại công thức của định luật khúc xạ:
+ Chân không có chiết suất n=1
+ Chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn hơn 1 Nếu đặt i=i1 r=i2 thì:
n 1 sin i 1 =n 2 sin i 2
Hoạt động 5: Tìm hiểu ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân
cách hai môi trường.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của Giáo Viên Nội dung
- HS quan sát hình 44.5, mô
tả hình, xác định tia tới, tia
ló, đường đi của các tia
- HS trả lời câu hỏi và rút ra
bài học trong thực tiễn
- GV gọi HS mô tả hình
- Với cách truyền sáng như trên thì mắt ta nên đặt ở vị trí nào để quan sát được ảnh điểm O? Chúng ta thấy O hay là ảnh O’ của nó?
- Vận dụng thực tiễn: Nhìn xuống ao hồ chúng ta tưởng rằng nước cạn, nhưng thật ra không phải như thế Do đó cần phải cẩn thận
- Tia sáng vuông góc với mặt phân cách thì tia ló truyền
thẳng(không có hiện tượng khúc xạ)
-Hoạt động 5: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
Hoạt động của học sinh Hoạt động của Giáo Viên Nội dung
- Quan sát hình vẽ
- Nhận xét về đường đi của tia
sáng
- Phát biểu nguyên lí thuận nghịch
của sự truyền ánh sáng
- GV cho HS quan sát hình vẽ
- Yêu cầu học sinh phát biểu nguyên lí thuận nghịch
III Tính thuận nghịch của
sự truyền ánh sáng
- Nếu ánh sáng truyền trong
1 môi trường theo một đường nào đó thì nó cũng truyền theo đường ngược lại nếu hoán đổi vị trí nguồn với ảnh
Trang 7
Hoạt động 6: Củng cố- dặn dò
Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu HS phát biểu được định nghĩa về
hiện tượng khúc xạ, định luật khúc xạ ánh
sáng, viết biểu thức
- HS làm bài tập vận dụng củng cố tại lớp
- Làm bài tập 6,7,8,9,10 trang 166, 167 SGK
- Lắng nghe và tự củng cố
- Ghi chép các yêu cầu của GV
Bài tập củng cố:
Bài tập 1: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa đầy nước có chiết suất Một tia sáng chiếu tới
mặt nước và hợp với mặt nước một góc 600 Tính góc khúc xạ
Giải:
Góc i=300
Theo định luật khúc xạ ánh sáng:
Bài tập 2: Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí tới mặt thủy tinh (chiết suất 1,5) sao cho góc
khúc xạ bằng phân nữa góc tới
Giải:
Theo định luật kxas:
Trang 8
IV. Rút kinh nghiệm tiết dạy ………
………
………
………
………
………