Tích hợp biến đổi năng lượng (Khúc xạ ánh sáng)

Giáo án khúc xạ ánh sáng tích hợp biến đổi năng lượng. Trong lĩnh vực Giáo dục nghề nghiệp, do đặc điểm là đào tạo nghề đáp ứng năng lực thực hiện (NLTH), dạy học tích hợp là vừa dạy nội dung lý thuyết và thực hành trong cùng một bài dạy, trên cơ sở nội dung chương trình được thiết kế theo mô đun theo định hướng phát triển năng lực, nội dung từng bài cũng được thiết kế sao cho có thể tích hợp dạy kiến thức lý thuyết và tiến hành thực hành sao cho người học được trang bị năng lực đáp ứng mục tiêu dạy học.

VẬT LÝ 11 CƠ BẢN Tiết 54 Ngày soạn: 3/ 3/ 2016 Lớp dạy: 11/14 Ngày dạy: 11/ 3/ 2016 CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I Mục tiêu I.1 Kiến thức - Phát biểu định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Chỉ tia tới, điểm tới, pháp tuyến, mặt phân cách, tia khúc xạ, góc tới, góc khúc xạ, mặt phẳng tới thí nghiệm tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng - Viết công thức nêu ý nghĩa chiết suất tỉ đối - Phát biểu định nghĩa, tính chất chiết suất tuyệt đối - Phát biểu tính thuận nghịch truyền ánh sáng thể tính chất định luật khúc xạ ánh sáng I.2 Kỹ - Phân tích đồ thị để tìm mối liên hệ đại lượng vật lý - Vẽ hình so sánh khả chiết quang hai môi trường suốt - Viết hệ thức thể mối liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối - Vẽ đường truyền tia sáng qua mặt phân cách hai môi trường truyền sáng suốt - Viết dạng đối xứng định luật khúc xạ ánh sáng; viết dạng rút gọn định luật khúc xạ ánh sáng với góc tới nhỏ - Vận dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng để giải toán liên quan I.3 Năng lực chuyên biệt cần đạt - Về kiến thức K1: Trình bày kiến thức tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí bản, phép đo, số vật lí K3: Sử dụng kiến thức vật lí để thực nhiệm vụ học tập K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề giải pháp, đánh giá giải pháp…) kiến thức vật lí vào giải tập - Về phương pháp P1: Đặt câu hỏi vấn đề liên quan đến vật lí VẬT LÝ 11 CƠ BẢN P3: Thu thập đánh giá nguồn thông tin khác P5: Lựa chọn sử dụng công cụ toán học phù hợp học tập vật lí - Về trao đổi thông tin X1: Trao đổi kiến thức ứng dụng vật lí ngôn ngữ vật lí cách diễn tả đặc thù vật lí X3: Lựa chọn, đánh giá nguồn thông tin khác X5: Ghi lại kết từ hoạt động học tập vật lí X6: Trình bày kết từ hoạt động học tập vật lí X7: Thảo luận kết công việc vấn đề liên quan góc nhìn vật lí X8: Tham gia hoạt động nhóm học tập vật lí - Cá thể C1: Xác định trình độ có kiến thức, kỹ năng, thái độ cá nhân học tập vật lí C2: Lập kế hoạch thực kế hoạch nhằm nâng cao trình độ thân C4: Đánh giá - khía cạnh vật lí - giải pháp môi trường C5: Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá vấn đề sống II Chuẩn bị II.1 Giáo viên - Máy chiếu - Các thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm ảo PowerPoint đo góc i r để nghiệm lại định luật khúc xạ ánh sáng - Dự kiến nội dung ghi bảng: CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I – Sự khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Định nghĩa: Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác Định luật khúc xạ ánh sáng a) Các khái niệm VẬT LÝ 11 CƠ BẢN SI: tia tới; I: điểm tới; N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách I; IR: tia khúc xạ; i: góc tới; r: góc khúc xạ D: góc lệch tia tới tia khúc xạ Mặt phẳng tới: mp  SI, N'IN  b) Định luật khúc xạ ánh sáng Phát biểu: - Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới - Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sin i) sin góc khúc xạ (sin r) không đổi: sin i  haèng soá sin r II - Chiết suất môi trường Chiết suất tỉ đối Hằng số định luật khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới) sin i n 21  sin r TH1: n 21   r  i : tia khúc xạ bị lệch lại xa pháp tuyến Khi đó, môi trường (2) chiết quang môi trường (1) Góc lệch tia tới tia khúc xạ D  r  i TH2: n 21   r  i : tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến Khi đó, môi trường (2) chiết quang môi trường (1) Góc lệch tia tới tia khúc xạ D  i  r Chiết suất tuyệt đối Định nghĩa: Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất tỉ đối môi trường với chân không c - Hệ thức chiết suất tuyệt đối môi trường: n  v Trong đó: c vận tốc ánh sáng chân không (c = 3.108 m/s) v tốc độ ánh sáng môi trường Với chân không, không khí: n = 1; nước n = 4/3,… - Mọi môi trường suốt có chiết suất lớn VẬT LÝ 11 CƠ BẢN n 21  n2 n1 Trong đó: n1 , n : chiết suất tuyệt đối môi trường (1) môi trường (2) - Công thức định luật khúc xạ ánh sáng viết dạng đối xứng: sin i n  sin r n1  n1 sin i  n sin r - Nhận xét: + i   r   Tia tới vuông góc với mặt phân cách truyền thẳng + i, r  100  sin i  i; sin r  r  Biểu thức ĐL KXAS: n1.i  n r III - Tính thuận nghịch truyền ánh sáng Ánh sáng truyền theo truyền truyền ngược lại theo đường n12  n 21 Tính thuận nghịch truyền ánh sáng biểu truyền thẳng phản xạ IV Bài tập ví dụ: SGK/165 II.2 Học sinh - Ôn lại định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng - Ôn lại 40 Khúc xạ ánh sáng, 41 Quan hệ góc tới góc khúc xạ (lớp 9) III Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động GV Hoạt động HS Hoạt động Ổn định lớp đặt vấn đề (2 phút) GV giới thiệu số ví dụ Lắng nghe tượng khúc xạ ánh sáng đời sống: Chúng ta nhìn thấy cành hoa, đũa bị gãy khúc mặt nước Đây tượng khúc xạ ánh sáng Hôm cô em tìm hiểu tượng Hoạt động Tìm hiểu khúc xạ ánh sáng (13 phút) Quan sát định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng GV sử dụng PP để trình chiếu Quan sát trả lời câu hỏi hoạt hình, chiếu chùm tia sáng GV song song đến mặt nước đặt câu hỏi: Năng lực chuyên biệt VẬT LÝ 11 CƠ BẢN Hoạt hình trình chiếu PP H: Em cho nhận xét Phương truyền chùm sáng bị C1: Nhận xét phương truyền chùm tia thay đổi (hoặc chùm sáng bị gãy tượng quan sát sáng sau vào nước khúc mặt nước) Xác định trình độ có kiến thức, kỹ năng, thái độ cá nhân học tập vật lí GV cho biết tượng khúc xạ ánh sáng yêu cầu HS dựa vào mục I.1/tr.162 để trả lời câu hỏi: H: Thế tượng khúc Khúc xạ ánh sáng tượng xạ ánh sáng? lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác K1: Phát biểu định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng Tìm hiểu khái niệm GV trình chiếu hình ảnh lên PP để HS quan sát giới thiệu khái niệm: Ghi nhận Hình ảnh trình chiếu PP Mời em nhắc lại tên gọi SI: tia tới, tia sáng từ nguồn khái niệm điểm đến mặt phân cách thể hình vẽ I: điểm tới, giao điểm tia tới mặt phân cách N’IN: pháp tuyến, đường vuông góc với mặt phân cách điểm tới K1: Phát biểu khái niệm tượng khúc xạ ánh sáng VẬT LÝ 11 CƠ BẢN IS’: tia phản xạ, tia sáng bị hắc lại môi trường cũ IR: tia khúc xạ, tia sáng từ điểm tới vào môi trường thứ hai i: góc tới, góc hợp tia tới pháp tuyến i’: góc phản xạ, góc hợp tia phản xạ pháp tuyến r: góc khúc xạ, góc hợp tia khúc xạ pháp tuyến Theo định luật phản xạ ánh Góc i = i’ sáng học, cho biết mối liên hệ góc i i’? GV cho biết thêm: mặt phẳng Ghi nhận tạo tia tới pháp tuyến gọi mặt phẳng tới Tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng GV giới thiệu sơ đồ TN Hình 26.3/163: Đèn chiếu laze tạo tia tới đến mặt phẳng khối nhựa bán trụ suốt, thước đo độ dùng để đo góc tới góc khúc xạ GV thực TN biểu diễn: chiếu tia laze đến khối bán trụ Yêu cầu HS quan sát trả lời câu hỏi: H: Tia khúc xạ nằm mặt Tia khúc xạ nằm mặt phẳng nào? phẳng tới H: Em xác định vị trí tia Tia khúc xạ phía bên pháp khúc xạ so với tia tới pháp tuyến so với tia tới tuyến GV yêu cầu HS rút kết luận thứ định luật câu hỏi: H: Em rút kết luận tia Tia khúc xạ nằm mặt X1: Rút kết luận khúc xạ phẳng tới phía bên pháp tia khúc xạ tuyến so với tia tới thí nghiệm GV giới thiệu cách thực hiện: thay đổi góc tới i, ứng với giá trị i, đo giá trị r VẬT LÝ 11 CƠ BẢN GV tiến hành TN ứng với góc tới từ đến 80 độ, lần tăng thêm 10 độ Yêu cầu HS quan sát xác định giá trị r tương ứng Tiến hành lập bảng số liệu i r GV cho biết: Khi i tăng r tăng không tỉ lệ thuận P5: Sử dụng kiến thức toán học Từ bảng số liệu ta tiến hành vẽ đồ thị sin r theo sin i Đồ thị có dạng đường thẳng qua gốc tọa độ Điều cho biết sin r tỉ lệ sin i thuận với sin i Tức tỉ số sin r số GV kết luận: Đối với hai môi trường suốt định, tỉ số sin i sin r không đổi Đây ý thứ hai định luật khúc xạ ánh sáng H: Em nhắc lại công thức định luật sin i  haèng soá sin r Hoạt động Tìm hiểu chiết suất môi trường (12 phút) Tìm hiểu chiết suất tỉ đối GV giới thiệu: Hằng số công thức định luật KXAS gọi chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ môi trường tới GV cho biết: ta kí hiệu môi trường khúc xạ môi trường (2), môi trường tới (1), chiết suất tỉ đối nói kí hiệu n 21 H: Công thức định luật Công thức là: KXAS viết lại nào? sin i  n 21 sin r GV phân tích trường hợp n 21 đưa định nghĩa môi trường chiết chiết quang VẬT LÝ 11 CƠ BẢN TH1: n 21  Kết luận: Môi trường (2) chiết quang môi trường (1) TH2: n 21  Kết luận: Môi trường (2) chiết quang môi trường (1) Tìm hiểu chiết suất tuyệt đối GV giới thiệu khái niệm chiết suất tuyệt đối: Chiết suất tuyệt đối (gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất tỉ đối môi trường chân không H: Chiết suất chân không Chiết suất chân không bằng bao nhiêu? Của không khí 1, không khí gần bằng bao nhiêu? GV giới thiệu biểu thức liên hệ chiết suất môi trường c vận tốc ánh sáng: n  v H: Tính chất chiết suất tuyệt Chiết suất tuyệt đối môi đối gì? trường lớn GV giới thiệu biểu thức liên hệ chiết suất tỉ đối tuyệt n đối: n 21  n1 H: Với công thức thu Dạng đối xứng: n 21 em viết dạng đối xứng sin i n  định luật KXAS sin r n1  n1 sin i  n sin r Thực câu hỏi C1, C2, C3 P5: Sử dụng kiến thức toán học VẬT LÝ 11 CƠ BẢN GV chia lớp thành bốn nhóm, thời gian thảo luận phút, nhiệm vụ nhóm trả lời câu hỏi C1, C2, C3 GV cho gợi ý sau: C1: Với góc  nhỏ thì: sin    X8: tham gia hoạt động nhóm học tập vật lí Với i, r nhỏ thì: sin i  i sin r  r Dẫn đến: n1 sin i  n sin r  n1i  n r X5: ghi lại kết từ hoạt động học tập vật lí C2: i  00 r  ? Khi có i  00 r  00 Nghĩa tia X6: Trình bày kết tượng KXAS không? Vì sáng truyền thẳng Do từ hoạt động học tập vật lí sao? tượng KXAS không xảy C3: Thay kí hiệu i, r thành i1 ,i n1 sin i1  n sin i    n n sin i n K3: Thực nhiệm vụ học tập Hoạt động Tìm hiểu tính thuận nghịch truyền ánh sáng (5 phút) GV cho HS xem hoạt hình tính thuận nghịch truyền ánh sáng H: Thế tính thuận nghịch Ánh sáng truyền theo đường K1: Trình bày truyền ánh sáng? truyền ngược lại tính thuận theo đường nghịch truyền ánh sáng H: Chứng tỏ n12  n 21 n12  sin r 1   sin i  sin i  n 21    sin r  K3: Thực nhiệm vụ học tập GV nhấn mạnh: Tính thuận nghịch truyền ánh sáng biểu truyền thẳng phản xạ Hoạt động Vận dụng tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH (10 phút) - Từ việc tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng, GV giao nhiệm vụ cho nhóm HS tìm hiểu tác dụng ánh sáng Mặt Trời Trái Đất khúc xạ ánh sáng qua tầng Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ - HS thảo luận để tìm phương án tìm hiểu - Các nhóm tiến hành nhận nhiệm vụ K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề giải pháp, đánh giá giải pháp…) kiến thức vật lí vào giải tập VẬT LÝ 11 CƠ BẢN ôzôn tác dụng tầng ôzôn C4: Đánh giá - khía cạnh vật lí - giải pháp môi trường - Phân nhóm giao nhiệm vụ + Nhóm 1: Tìm hiểu tác cụ thể cho nhóm dụng ánh sáng Mặt Trời Trái Đất + Nhóm 2: Tìm hiểu khúc xạ ánh sáng qua tầng ôzôn + Nhóm 3: Tìm hiểu tác dụng tầng ôzôn X8: Tham gia hoạt động nhóm X3: Lựa chọn, đánh giá nguồn thông tin khác P3: Thu thập đánh giá nguồn thông tin khác Pha thứ hai: Hoạt động tự chủ khám phá kiến thức, thực nhiệm vụ - Yêu cầu nhóm tìm hiểu - Từng thành viên nhóm X1: Trao đổi kiến theo phương án nhóm thực nhiệm vụ nhóm thức ứng dụng giao vật lí ngôn ngữ vật lí cách diễn tả đặc thù vật lí - Hướng dẫn giúp đỡ nhóm - Các nhóm tiến hành tìm tìm phương án tối ưu phương án giải Thảo luận nhóm để tìm kết chung cho nhóm tác dụng ánh sáng Mặt Trời Trái Đất khúc xạ ánh sáng qua tầng ôzôn tác dụng tầng ôzôn X5: Ghi lại kết từ hoạt động học tập vật lí - Tổ chức nhóm báo cáo Pha thứ ba: Thảo luận, trình X7: Thảo luận thảo luận kết tìm hiểu bày báo cáo kết công việc vấn đề liên quan góc nhìn vật lí - Điều khiển nhóm thảo luận để tìm kết tối ưu - Yêu cầu HS nhóm thảo luận kết tìm hiểu mà nhóm đưa - Đại diện nhóm báo cáo kết tìm hiểu - Thảo luận, bổ sung phân tích kết tìm 10 X6: Trình bày kết từ hoạt động học tập vật lí cách phù hợp VẬT LÝ 11 CƠ BẢN - Yêu cầu HS nhóm khác nhận xét, thảo luận, đưa ý kiến bổ sung Pha thứ tư: Thể chế hóa kiến thức, giao nhiệm vụ nhà - Tổng kết kết tìm - Ghi nhận kết mà GV nhóm xác nhận xác nhận kết tìm hiểu Tích cực cho em nhận xét, bổ sung, phản biện có, sau rút kết luận chung - Giao nhiệm vụ nhà hoàn - Cùng GV bạn, đề xuất thiện phương án nêu câu hỏi mở nhận nhiệm - Hướng dẫn HS đưa câu vụ nhà hoàn thành hỏi mở để tiếp tục tìm hiểu, đào sâu nhà C5: Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá vấn đề sống P1: Đặt câu hỏi vấn đề liên quan đến vật lí Hoạt động Củng cố, dặn dò (3 phút) GV nhắc kiến thức trọng tâm: Lắng nghe định luật khúc xạ sánh sáng, chiết suất môi trường Tia sáng truyền từ nước khúc 370 xạ không khí Tia khúc xạ tia phản xạ mặt nước vuông góc Nước có chiết suất 4/3 Góc tới tia sáng (tính tròn số, đơn vị độ)? K3: Thực nhiệm vụ học tập Yêu cầu HS làm tập Thực nhà SGK xem trước Chuẩn bị tiết sau: Bài tập khúc xạ ánh sáng C2: Lập kế hoạch thực kế hoạch nhằm nâng cao trình độ thân IV Rút kinh nghiệm 11 VẬT LÝ 11 CƠ BẢN Đà Nẵng, ngày 11 tháng 03 năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Giáo sinh thực tập Xác nhận Ban giám hiệu 12 ... định luật khúc xạ ánh sáng - Dự kiến nội dung ghi bảng: CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I – Sự khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Định nghĩa: Khúc xạ ánh sáng tượng... Lắng nghe tượng khúc xạ ánh sáng đời sống: Chúng ta nhìn thấy cành hoa, đũa bị gãy khúc mặt nước Đây tượng khúc xạ ánh sáng Hôm cô em tìm hiểu tượng Hoạt động Tìm hiểu khúc xạ ánh sáng (13 phút)... vật lí GV cho biết tượng khúc xạ ánh sáng yêu cầu HS dựa vào mục I.1/tr.162 để trả lời câu hỏi: H: Thế tượng khúc Khúc xạ ánh sáng tượng xạ ánh sáng? lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua