PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Mục tiêu 1. Kiến thức Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần. Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. Viết và giải thích được ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. 2. Kĩ năng Giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần. 3. Thái độ Giáo viên: chuẩn bị chu đáo bài giảng. Học sinh: học tập tốt và ứng dụng vào trong đời sống. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: • Video mô tả hiện tượng phản xạ toàn phần • Bảng phụ để HS làm việc nhóm 2. Học sinh: Ôn tập lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Trang 1VẬT LÝ 11 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần
- Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần
- Viết và giải thích được ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
2. Kĩ năng
Giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần
3. Thái độ
- Giáo viên: chuẩn bị chu đáo bài giảng
- Học sinh: học tập tốt và ứng dụng vào trong đời sống
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên:
• Video mô tả hiện tượng phản xạ toàn phần
• Bảng phụ để HS làm việc nhóm
2. Học sinh:
Ôn tập lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng
III. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ kết hợp đặt vấn đề cho bài mới.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức trọng tâm
GV:
Câu hỏi vấn đề: giả sử xét
tia sáng đi từ môi trường
có chiết suất n1 sang môi
trường có chiết suất n2,
nếu n2 < n1 thì i như thế
nào với r?
GV: góc tới và góc khúc
HS: i < r
HS : Khi tăng i thì r
cũng tăng theo nhưng vì i nhỏ hơn r nên khi :
Trang 2xạ đều có giá trị từ 00 đến
900.Khi tăng góc tới i thì r
cũng tăng theo không ?
Góc i có thể tăng đến 900
không? tại sao?
rmax = 900 thì i không thể tăng đến 900
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần
Hoạt động của giáo
viên
Hoạt động của học sinh Kiến thức trọng tâm
GV:
Cho HS xem video và
yêu cầu HS nhận xét
đường truyền tia sáng,
hiện tượng xảy ra khi
tăng dần góc tới i thì góc
khúc xạ r thay đổi như
thế nào? Sau khi góc
khúc xạ r đạt rmax = 900
hiện tượng gì xảy ra tiếp
theo ?
GV :
Tiếp tục tăng góc tới i thì
hiện tượng gì xảy ra tiếp
theo ?
⇒ Trường hợp này tia
sáng đã phản xạ toàn
phần
Vậy góc giới hạn phản xạ
toàn phần được tính theo
biểu thức nào chúng ta
vào phần 2 để tìm biểu
thức tính góc giới hạn
phản xạ toàn phần
HS:
khi i tăng thì r cũng tăng theo, có sự xuất hiện của tia phản xạ mờ
Khi r đạt rmax = 900 thì tia phản xạ rõ nét hơn Khi r hoàn toàn biến mất thì cường độ sáng của tia phản xạ gần như bằng với cường độ sáng của tia tới
HS:
Hoàn toàn không còn tia khúc xạ, i tăng thì góc phản xạ cũng tăng theo
I, Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn (n2 < n1)
1, Thí nghiệm
Nhận xét về kết quả
Góc tới Chùm
tia khúc xạ
Chùm tia phản xạ
nhỏ lệch xa
pháp tuyến ( so với tia tới)
và rất sáng
rất mờ
có giá trị đặc biệt igh
gần như sát mặt phân cách
và rất mờ
rất sáng
có giá trị lớn hơn igh
không còn rất
sáng
Trang 3GV:
Từ hình 27.2 SGK Khi
tia khúc xạ trùng với mặt
phân cách tức là góc r =
900 (đạt giá trị cực đại)
thì i đạt giá trị giới hạn igh
gọi là góc giới hạn phản
xạ toàn phần hay góc tới
hạn Yêu cầu HS áp dụng
định luật khúc xạ ánh
sáng để tính góc igh
GV: Yêu cầu HS rút ra
định nghĩa phản xạ toàn
phần
GV: Yêu cầu HS Phân
biệt phản xạ toàn phần
với phản xạ một phần
Từ các kết quả thu được
ở trên GV yêu cầu HS rút
HS:
n1 > n2 thì i < r Khi r = 900 thì i = igh
Định luật khúc xạ ánh sáng :
n1.sinigh = n2.sin900
⇒ sinigh =
2 1
n n
igh : góc tới giới hạn
HS: Phản xạ toàn phần là
hiện tượng phản xạ toàn
bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt
HS: + Phản xạ toàn
phần: toàn bộ tia sáng bị hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới
+ Phản xạ một phần: một phần tia sáng bị phản xạ trở lại môi trường chứa tia tới còn một phần bị khúc xạ vào môi trường kia
HS: Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần:
2, Góc giới hạn phản xạ toàn phần
⇒ sinigh =
2 1
n n
Nếu i < igh : tại mặt lưỡng chất, tia sáng một phần bị phản xạ, một phần bị khúc xạ vào môi trường thứ hai
-Nếu i = igh : không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ => gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần
II, Hiện tượng phản xạ toàn phần
1, Định nghĩa
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt
Trang 4ra điều kiện để có hiện
tượng phản xạ toàn phần
xảy ra
- Môi trường tới chiết quang hơn môi trường khúc xạ
- i ≥ igh
2,Điều kiện để có phản
xạ toàn phần
- Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi
trường chiết quang kém hơn
n2 < n1
- Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
gh i
i≥
Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Lớp chia thành 4 nhóm
Nhóm 1,3: Tìm hiểu về cấu tạo của cáp
quang
- Cấu tạo cáp quang
- Ánh sáng được dẫn qua sợi quang
nhờ hiện tượng nào
- Để xảy ra phản xạ toàn phần bên
trong lõi thì chiết suất làm cáp
Gồm 2 phần chính:
+Phần lõi: trong suốt có chiết suất n1
+Phần vỏ có chiết suất n2
Hiện tượng phản xạ toàn phần
n1>n2
Trang 5quang thỏa mãn điều kiện gì?
- Ánh sáng được truyền như thế nào
trong sợi quang
Nhiều sợi quang như vậy được ghép
với nhau tạo thành những bó Những
bó này được ghép và hàn nói với nhau
tạo thành những cáp quang Có thể có
tới 3000 sợi trong một tiết diện chỉ
khoảng 1 cm2
Nhóm 2,4: Tìm hiểu công dụng của cáp
quang
- Cáp quang được sử dụng phổ
biến trong lĩnh vực nào? Và ứng
dụng của chúng cụ thể là gì?
- Những điểm ưu điểm nổi trội
của cáp quang so với cáp kim
loại thông thường cùng đường
kính
Giới thiệu cho HS về ứng dụng của
hiện tượng phản xạ toàn phần để
chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần
cho kính tiềm vọng và giải thích
một số hiện tượng ảo ảnh trong đời
Chiếu tia tới SI đến tiết diên MN, tia này bị khúc xạ đi vào sợi dây, tại mặt tiếp giáp giữa vỏ và lõi góc tới lớn hơn góc tới giới hạn nên bị phản xạ toàn phần đến điểm khác trong dây….tia sáng được dẫn qua sợi quang mà cường độ giảm không đáng kể
Trong y học và trong công nghệ thông tin:
Trong CNTT là truyền thông tin Trong y học cáp quang được dùng để quan sát các bộ phận bên trong cơ thể (phương pháp nội soi)
+Truyền được dung lượng tín hiệu lớn +Ít bị nhiễu bới trường điện từ ngoài
Trang 6Hoạt động 3: Củng cố và giao nhiệm vụ
Cho HS tham gia chơi trò chơi ô chữ về bài học
Yêu cầu HS học bài và làm bài tập về nhà, chuẩn bị bài sau