bai 45 phản xạ toàn phần

Bài 45: I PHẢN XẠ TOÀN PHẦN MỤC TIÊU Kiến thức: - Phân biệt hai trường hợp: góc khúc xạ tới hạn góc tới giới hạn - Phát biểu tượng phản xạ toàn phần Nêu điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần - Nêu tính chất phản xạ tồn phần - Quan sát GV tiến hành thí nghiệm để rút kết luận tượng phản xạ toàn phần - Nêu cấu tạo,ứng dụng tượng phản xạ toàn phần: Sợi quang cáp quang Kĩ năng: - Thiết kế phương án thí nghiệm để nghiên cứu tượng phản xạ toàn phần - Rèn luyện kĩ quan sát, lập luận … - Vận dụng tượng phản xạ toàn phần để giải thích tượng liên quan - Vận dụng vào giải số tập liên quan đến phản xạ toàn phần Thái độ: I - Nghiêm túc học - Sôi phát biểu xây dựng - Có ý thức vận dụng kiến thức học vào sống CHUẨN BỊ 1.Giáo viên: + Các thí nghiệm góc khúc xạ giới hạn, tượng phản xạ toàn phần đường tia sáng sợi quang học + Các hình ảnh ứng dụng cáp quang số tượng tự nhiên liên quan đến tượng phản xạ toàn phần 2.Học Sinh: Ôn lại kiến thức khúc xạ ánh sáng III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát Câu 1:Nêu định luật khúc xạ ánh sáng? Câu 2: Đặt vấn đề: Yêu cầu HS làm tập vận dụng Cho tia sáng truyền từ mơi trường có chiết suất n1  sang môi trường không khí có chiết suất n2 1 Tính góc khúc xạ trường hợp: a) i  0 b) i 30 b) i  41.81 d) i  60 (Chia nhóm tương ứng với a,b,c,d) HS giải toán Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sin r  n1 sin i n2 sin r  a) Với i  , 0 n1  b) Với i 30 , c) Với i  41.81 , d)Với i 60 , , n2 1 sin r  � r  00 n1  n1 sin i n2 , n2 1 sin r  0.75  � r  490 n1  n1  , n2 1 sin r �1 � r  900 , n2 1 sin r 1.29   Khơng tồn r - HS nhận thức vấn đề học tập - Đặt vấn đề: Tại tăng góc tới lên i 60 khơng có tia khúc xạ? Một tượng chăng? Đó tượng gì? Khi xảy tượng đó? Hiện tượng có ứng dụng thực tế? Để trả lời câu hỏi đó, tìm hiểu học hơm 45 PHẢN XẠ TỒN PHẦN Hoạt động 2: Tìm hiểu tượng phản xạ tồn phần Hoạt động GV Hoạt động HS ND ghi bảng Hiện tượng phản xạ - Xét tia sáng từ mơi tồn phần trường có chiết suất n1 sang a) Góc khúc xạ giới hạn mơi trường khác có chiết * n < n2  i > r suất n2 (n1 < n2) Nhận xét: (?) Từ biểu thức định luật khúc xạ, so sánh độ lớn góc tới i góc + i = o  r = 0o  sini n = >1 � i > r sinr n1 khúc xạ r ? (?) Góc tới lấy +  i  90 + i = 90o r = rmax = igh igh gọi góc khúc xạ giới o hạn giá trị khoảng nào? * Cho HS xem thí nghiệm - Quan sát nêu nhận xét góc khúc xạ giới hạn + i tăng  r tăng i > r sini gh = + Khi i = 0o  r = 0o  tia n1 n2 (1) Kết luận: - u cầu HS nêu nhận xét sáng vng góc với mặt Trong trường hợp ánh sáng tượng quan sát lưỡng chất truyền thẳng từ môi trường có chiết vào MT (2) suất nhỏ sang môi - Đánh giá nhận xét HS + Tăng i r tăng i trường có chiết suất lớn - rmax gọi góc khúc ln lớn r hơn, ta ln có tia khúc xạ o xạ giới hạn kí hiệu igh + Khi i = 90 r = rmax mơi trường thứ (?) Hãy tính góc khúc xạ + n1 sin90o = n2 sinigh giới hạn n sini gh =  Kết luận: Trong trường hợp n2 ánh sáng từ mơi trường có chiết suất nhỏ sang mơi trường có chiết suất lớn hơn, ta ln có tia khúc xạ mơi trường thứ - Xét trường hợp thứ 2: b) Sự phản xạ toàn phần n1 > n2  MT (1) chiết * n < n2  i > r quang MT (2) Nhận xét: sini n = < 1� r > i  sinr n1 + i = o  r = 0o + i tăng  r tăng i < r * Cho HS xem thí nghiệm - Quan sát nêu nhận xét tượng phản xạ toàn + Khi i =  r =  tia o o + i = igh r = rmax=90o phần sáng vng góc với mặt igh gọi góc tới giới hạn - Yêu cầu HS nêu nhận xét lưỡng chất truyền thẳng tượng quan sát vào MT (2) sini gh = n2 n1 (1) + Tăng i r tăng i + i > igh  sin r > nhỏ r, tia sáng tới  Khơng có tia khúc xạ mặt lưỡng chất có phần bị phản xạ, phần bị khúc xạ vào MT (2) + Khi i= igh r = rmax=90o  Hiện tượng phản xạ toàn phần Kết luận: Khi ánh sáng từ môi  Tia khúc xạ mờ trường có chiết suất lớn là mặt lưỡng chất sang mơi trường có chiết tia phản xạ sáng suất nhỏ với góc tới lớn + Khi i > igh  toàn tia góc giới hạn igh sáng bị phản xạ, khơng có xảy tượng phản xạ tia khúc xạ vào MT (2) tồn phần, tia - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 SGK/220 sáng bị phản xạ, không - Suy nghĩ trả lời có tia khúc xạ + Trong trường hợp tia sáng từ MT có chiết suất lớn - Điều kiện để có tượng sang MT có chiết suất bé phản xạ toàn phần: - Kết luận: Khi ánh sáng với góc tới lớn góc + n1 > n2 tới giới hạn + i  igh từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ với góc tới lớn góc giới hạn igh xảy tượng phản xạ tồn phần, tia sáng bị phản xạ, khơng có tia khúc xạ - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi - Suy nghĩ trả lời C2 SGK/220 + điều kiện MT tới chiết quang MT khúc xạ Góc tới lớn góc tới giới hạn: i  igh Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng tượng phản xạ toàn phần Hoạt động GV - Sợi quang: loại dây Hoạt động HS ND ghi bảng suốt có tính dẫn sáng Ứng dụng tượng nhờ tượng phản xạ phản xạ toàn phần toàn phần a) Sợi quang: - Cho HS xem hình ảnh - Cấu tạo: Gồm phần sợi quang mơ hình mặt cắt ngang sợi - Quan sát nêu nhận xét + Phần lõi: thủy tinh quang * Gồm phần chính: phần lõi chất dẻo suốt - Yêu cầu HS quan sát và phần vỏ nêu cấu tạo sợi quang có chiết suất n1 + Phần lõi: suốt có chiết + Phần vỏ bao quanh có - Cho HS xem flash suất n1 chiết suất n2 (n2 < n1) đường truyền tia sáng + Phần vỏ: có chiết suất n2 b) Cáp quang: Là bó sợi sợi quang học quang (?) Ánh sáng dẫn qua + Nhờ tượng phản xạ toàn phần sợi quang nhờ tượng ? (?) Để xảy tượng + n1 > n2 phản xạ tồn phần bên lõi sợi quang chiết suất n1 n2 phải thõa mãn điều kiện gì? (?) Ánh sáng truyền sợi quang? + Tia SI khúc xạ vào lõi sợi quang, tia khúc xạ tới mặt tiếp xúc lõi vỏ I1 góc tới i lớn góc tới giới - Đánh giá hồn chỉnh hạn bị phản xạ toàn phần câu trả lời HS Sau loạt phản xạ vậy, tia sáng dẫn qua sợi - Nhiều sợi quang quang mà cường độ ánh sáng ghép với tạo bị giảm khơng đáng kể thành bó Những bó lại ghép hàn nối với tạo thành cáp quang Có thể có tới 000 sợi tiết diện khoảng cm2 (?) Cáp quang sử dụng + Trong y học công - Ứng dụng: phổ biến lĩnh nghệ thông tin + Trong y học: nội soi vực nào? + Trong CNTT: truyền (?) Trong y học cáp quang + Trong y học cáp quang dẫn liệu ứng dụng dùng để quan sát phận Ưu điểm: nào? bên thể Đó  Truyền dung lượng (?) Trong cơng nghệ thơng phương pháp nội soi tín hiệu lớn tin cáp quang ứng + Trong CNTT cáp quang  Ít bị nhiễu trường dụng nào? dùng để truyền dẫn điện từ ngồi liệu (?) Một hệ truyền thơng + phận chính: dùng cáp quang gồm máy phát: biến tín hiệu điện phận nào? thành tín hiệu quang cáp quang: truyền tín hiệu máy thu: nhận tín hiệu đầu biến đổi chúng trở lại thành tín hiệu điện (?) Nêu ưu điểm + ưu điểm trội trội cáp quang so với  Truyền dung lượng tín cáp kim loại thơng thường hiệu lớn  Ít bị nhiễu trường điện đường kính từ Hoạt động 4: Củng cố học giao nhiệm vụ học tập Hoạt động GV Hoạt động HS Giải: Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5 tiết diện thẳng a/ dựa vào ΔABC ta có: tam giác ABC vng B Chiếu vng góc tới mặt AB r’ = 450 chùm sáng song song SI sin igh = 1/1,5= 0,67 Bài 3/24: igh = 41048’ a/Khối thủy tinh đặt khơng khí Tính góc lệch D? b/Khối thủy tinh đặt nước có n’=1,33 Tính góc lệch D? ta thấy r’ > igh gợi ý: a/ n1>n2 nên xảy tượng A phản xạ toàn phần tia sáng truyền thẳng r’ khơng khí mặt BC D b/ sin igh = 1,33/1,5 b/ = 0,887 C B igh = 62027’ ta thấy r’ < igh A nên AC có tia khúc xạ nsinr’ = n’sini’ i’ r’ i’ = 52053’ D D = i’ – r’ = 7053’ B C -Hồn thành tập lại tài liệu -Học xem trước Lăng Kính - Giải thích tượng: Hay vào ngày nắng nóng đường nhựa hay xa mạc ta thường thấy ảo giác có vệt sáng loang lống có nước lại gần hồn tồn khơ Giải thích - Đó tia sáng phản xạ tồn phần lớp có tượng khơng khí sát mặt đường vào mắt ... hiểu ứng dụng tượng phản xạ toàn phần Hoạt động GV - Sợi quang: loại dây Hoạt động HS ND ghi bảng suốt có tính dẫn sáng Ứng dụng tượng nhờ tượng phản xạ phản xạ toàn phần toàn phần a) Sợi quang:... Không có tia khúc xạ mặt lưỡng chất có phần bị phản xạ, phần bị khúc xạ vào MT (2) + Khi i= igh r = rmax=90o  Hiện tượng phản xạ toàn phần Kết luận: Khi ánh sáng từ môi  Tia khúc xạ mờ trường có... trường có chiết tia phản xạ sáng suất nhỏ với góc tới lớn + Khi i > igh  toàn tia góc giới hạn igh sáng bị phản xạ, khơng có xảy tượng phản xạ tia khúc xạ vào MT (2) tồn phần, tia - Yêu cầu