giaoan11(cơ ban)

Trường: THPT Thu Xà Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Vỹ Giáo viên tập sự: Đỗ Thị Mỹ Tâm Ngày soạn: 1/ 3/ 2009 Ngày giảng: 3/ 3/ 2009 Lớp dạy: 11B 10 Tiết: 51 CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Phát biểu được khái niệm khúc xạ ánh sáng. - Phát biểu được nội dung định luật khúc xạ ánh sáng. - Trình bày được khái niệm chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối. Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. - Phát biểu được nội dung về sự truyền thẳng ánh sáng. 2. Kỹ năng - Vẽ được đường truyền tia sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. - Giải được các bài toán liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Chuẩn bị bài giảng - Chuẩn bị phấn màu, thước kẻ - Chuẩn bị bảng 26.1 2. Học sinh - Chuẩn bị bài mới III. Hoạt động dạy học Hoạt động 1: ổn định lớp, kiểm tra sỉ số Hoạt động 2: Đặt vấn đề nhận thức bài học Ở phần một các em đã được học về điện học, điện từ học. Hôm nay chúng ta qua phần hai: Quang hình học. Quang hình học là phần quang học nghiên cứu sự truyền ánh sáng qua các môi trường trong suốt và nghiên cứu sự tạo ảnh bằng phương pháp hình học. Quang hình học có ba định luật cơ bản đó là: + Định luật truyền thẳng ánh sáng + Định luật phản xạ ánh sáng + Định luật khúc xạ ánh sáng Ở THCS các em đã khảo sát sơ bộ về các định luật này. Và khúc xạ ánh sáng là hiện tượng quan trọng có nhiều ứng dụng. Trong chương này, chúng ta sẽ nghiên cứu đầy đủ hơn về sự khúc xạ. Hoạt động 3: Tìm hiểu về sự khúc xạ ánh sáng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh + Cô tiến hành thí nghiệm như sau • Dụng cụ thí nghiệm - Đèn chiếu để tạo tia sáng hẹp - Khối nhựa trong suốt hình bán trụ - Bảng chia độ * Bây giờ cô chiếu một chùm tia sáng hẹp đến mặt phân cách giữa không khí và nhựa. Em có nhận xét gì về đường đi của tia sáng trong khối nhựa so với lúc đầu? + Hiện tượng mà các em vừa quan sát đó chính là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. ? Vậy hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng như thế nào? + Một hiện tượng thoả mãn 2 điều kiện sau đây gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng • Ánh sáng phải được truyền xiên góc từ môi trường 1 (không khí) đến môi trường 2 (nhựa). • Tại mặt phân cách tia sáng bị gãy khúc + Thí nghiệm lúc nãy người ta đã chụp được ảnh của nó như sau Bây giờ ta gọi tên của các tia và các góc này. • SI: là tia tới ? Thế nào là tia tới? • I: điểm tới • IR: là tia khúc xạ ? Thế nào là tia khúc xạ? → Tia sáng bị gãy tại mặt phân cách → Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. → Tia tới là tia sáng chiếu đến mặt phân cách giữa hai môi trường, nằm trong môi trường 1 → Tia khúc xạ là tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường, nằm trong môi trường 2. I N N’ R S S’ (2 ) (1 ) i i’ r Hoạt động 4: Tìm hiểu về chiết suất của môi trường + Chiết suất của môi trường có hai loại: chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối ? Tỉ số không đổi sini/sinr còn được gọi là gì? + sini/sinr = n 21 (2) * n 21 chiết suất tỉ đối của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới). ? n 21 > 1. Độ lớn của góc khúc xạ và góc tới có quan hệ với nhau như thế nào? + Người ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1). ? Tương tự, n 21 < 1. Độ lớn của góc khúc xạ và góc tới có quan hệ với nhau như thế nào? + Người ta nói môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1). + Chiết suất tỉ đối của một môi trường nào đó đối với chân không được gọi là chiết suất tuyệt đối. + Chiết suất của môi trường chân không n ck = 1 + Chiết suất của môi trường không khí n kh ≈ 1 + Yêu cầu học sinh xem bảng 26.2 chiết suất của một số môi trường trong suốt. Từ đó rút ra được kết luận gì? + Giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối có mối liên hệ với nhau. Người ta đã thiết lập cho các em biểu thức như sau: 1 2 21 n n n = (3) * 1 n : chiết suất tuyệt đối của môi trường (1) * 2 n : chiết suất tuyệt đối của môi trường (2) ? Từ (2), (3) ta rút ra được biểu thức nào? → Tỉ số sini/sinr gọi là chiết suất tỉ đối → n 21 > 1 ⇒ sini > sinr ⇒ i > r ⇒ Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới. → n 21 < 1 ⇒ sini < sinr ⇒ i < r ⇒ Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. → Mọi môi trường trong suốt khác đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1. N S S’ + (4) chính là biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng. ? Khi góc tới, góc khúc xạ <10 0 thì biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng được viết lại như thế nào? ? Khi chiếu tia tới vuông góc với mặt phân cách (i = 0) thì hiện tượng xảy ra như thế nào? ? Khi chiếu tia sáng từ môi trường có chiết suất n 1 vào môi trường có chiết suất n 2 (n 1 = n 2 ) thì hiện tượng xảy ra như thế nào? + Ý nghĩa vật lý của chiết suất: Chiết có nghĩa là gãy, suất là mức độ. Chiết suất là đại lượng dùng để chỉ mức độ bẻ gãy ánh sáng của môi trường này so với môi trường khác. Chiết suất càng lớn thì ánh sáng bị bẽ gãy càng nhiều, nghĩa là sự chênh lệch giữa góc tới và góc khúc xạ càng lớn. → sini/sinr = 1 2 21 n n n = ⇒ 1 n sini = 2 n sinr (4) → i, r < 10 0 + sini ≈ i + sinr ≈ r ⇒ n 1 i = n 2 r → i = 0 → r = 0 → tia sáng truyền thẳng → Tia sáng truyền thẳng II. Chiết suất của môi trường 1. Chiết suất tỉ đối sini/sinr = n 21 (2) * n 21 chiết suất tỉ đối của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới). * n 21 > 1 ⇒ i > r ⇒ Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn . Môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1). * n 21 < 1 ⇒ i < r ⇒ Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1). 2. Chiết suất tuyệt đối a. Định nghĩa Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. b. Chú ý + Chiết suất của môi trường chân không: n ck = 1 + Chiết suất của môi trường không khí: n kh ≈ 1 + Mọi môi trường trong suốt khác đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1. I N’ R S S’ (2 ) (1 ) i i’ r c. Quan hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối 1 2 21 n n n = (3) * 1 n : chiết suất tuyệt đối của môi trường (1) * 2 n : chiết suất tuyệt đối của môi trường (2) d. Biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng 1 n sini = 2 n sinr (4) * Chú ý + Khi góc tới, góc khúc xạ <10 0 thì biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng được viết dưới dạng: n 1 i = n 2 r + Khi chiếu tia tới vuông góc với mặt phân cách (i = 0): tia sáng truyền thẳng + Khi n 1 = n 2 : tia sáng truyền thẳng Hoạt động 5: Tìm hiểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng ? Từ phân tích trên ta rút ra kết luận gì? + Đó chính là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. 21 12 1 n n = Chứng minh sinr/sini = 21 1 2 2 1 12 11 n n n n n n === + Theo dõi bài giảng của giáo viên + Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. A B I S S’ I S i r ⇒ 21 12 1 n n = + Tính thuận nghịch cũng đúng cho sự truyền thẳng và sự phản xạ. III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng + Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. 21 12 1 n n = + Tính thuận nghịch cũng đúng cho sự truyền thẳng và sự phản xạ. Hoạt động 6: Củng cố - Dặn dò - Hướng dẫn tiết học sau + Yêu cầu học sinh làm ví dụ sau: Tia sáng truyền từ một chất trong suốt có chiết suất n tới mặt phân cách với môi trường không khí. Góc khúc xạ trong không khí là 60 0. Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với tia khúc xạ. Tính chiết suất n. HD: Tính i i = i’ mà i’ + r = 90 0 ⇒ i’ = 90 0 – r = 90 0 -60 0 = 30 0 = i * Về nhà + Học bài, làm bài tập 1 đến 10 trang 166- 167. + Đọc mục “Em có biết” trong SGK + Chuẩn bị các bài tập về khúc xạ ánh sáng. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng 1 n sini = 2 n sinr với n 1 = n; n 2 = 1 ⇒ nsini = sinr ⇒ n = sinr/sini = sin60/sin30 = 1,73 Hoạt động 7: Bổ sung – Rút kinh nghiệm R N 90 0 60 0 N’ I S S’ Trường: THPT Thu Xà Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Vỹ Giáo viên tập sự: Đỗ Thị Mỹ Tâm Ngày soạn: 10/ 3/ 2009 Ngày giảng: 13/ 3/ 2009 Lớp dạy: 11B 9 Tiết: 53 Bài 27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? - Nêu được điều kiện để có phản xạ toàn phần - Viết và giải thích được ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức tính góc gới hạn phản xạ toàn phần - Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 2. Kỹ năng - Giải được các bài tập đơn giản về phản xạ toàn phần II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Dụng cụ để làm thí nghiệm hình 27.1, hình 27.2 - Phấn màu, thước kẻ - Chuẩn bị bài giảng 2. Học sinh - Chuẩn bị bài mới III. Hoạt động dạy học Hoạt động 1: ổn định lớp, kiểm tra sỉ số Hoạt động 2: Đặt vấn đề nhận thức bài học Ngày nay, mọi người đều biết đến cáp quang dùng trong công nghệ thông tin, trong y học. Hiện tượng cơ bản được áp dụng trong cáp quang là phản xạ toàn phần. Vậy phản xạ toàn phần là gì? Khi nào xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần? Phản xạ toàn phần có những ứng dụng gì? Hoạt động 3: Tìm hiểu về sự truyền ánh sáng từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh + Mục đích của thí nghiệm: nghiên cứu khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém thì hiện tượng xảy ra như thế nào? ? Điều kiện để tiến hành thí nghiệm là gì? + Dụng cụ thí nghiệm gồm: → n 1 > n 2 • Đèn chiếu để tạo tia sáng hẹp • Khối nhựa trong suốt hình bán trụ • Thước đo độ + Thí nghiệm được tiến hành như sau: cô chiếu một chùm tia sáng hẹp truyền từ khối nhựa trong suốt hình bán trụ đến mặt phân cách giữa nhựa và không khí dưới góc tới i nhỏ. Tại mặt phân cách giữa nhựa và không khí có hiện tượng gì xảy ra? ? Hiện tượng xảy ra như thế nào? Gợi ý ? Tia tới và tia khúc xạ có vị trí như thế nào so với pháp tuyến? ? Độ sáng của tia phản xạ và tia khúc xạ trong trường hợp này như thế nào? ? Tăng dần góc tới yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng xảy ra như thế nào? ? Bây giờ tăng góc tới đến một giá trị đặt biệt gọi là i gh (i = i gh ). Hiện tượng xảy ra như thế nào? ? Tiếp tục tăng góc tới i > i gh . Em dự đoán hiện tượng xảy ra như thế nào? + Các em quan sát khi cô tăng góc tới i > i gh thì hiện tượng xảy ra như thế nào? Có đúng với điều mà các em đã dự đoán không? + Tại mặt phân cách xảy ra hiện tượng phản xạ, khúc xạ. + Suy nghĩ, trả lời → Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến so với tia tới → Tia khúc xạ rất sáng, tia phản xạ rất mờ → Tia khúc xạ đi xa pháp tuyến dần đến mặt phân cách, độ sáng yếu dần; tia phản xạ sáng hơn, rõ hơn. → Tia khúc xạ gần như sát mặt phân cách, rất mờ; tia phản xạ rất sáng. Dự đoán hiện tượng xảy ra → Tia khúc xạ không còn, tia phản xạ rất sáng 1. Thí nghiệm về sự truyền ánh sáng từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (n 1 > n 2 ) + Dụng cụ thí nghiệm • Đèn chiếu để tạo tia sáng hẹp • Khối nhựa trong suốt hình bán trụ • Thước đo độ + Tiến hành - Kết quả * Khi góc tới i nhỏ + Tia khúc xạ: → lệch xa pháp tuyến (so với tia tới) → Rất sáng + Tia phản xạ: Rất mờ * Khi góc tới i = i gh + Tia khúc xạ: → gần như sát mặt phân cách (r = 90 0 ) → Rất mờ + Tia phản xạ: Rất sáng * Khi góc tới i > igh + Tia khúc xạ không còn nữa + Toàn bộ tia tới bị phản xạ + Tia phản xạ rất sáng Hoạt động 4: Tìm hiểu về hiện tượng phản xạ toàn phần + Từ thí nghiệm các em thấy khi tăng góc tới i > i gh thì tia khúc xạ không còn nữa, toàn bộ tia tới bị phản xạ, tia phản xạ rất sáng. Hiện tượng đó người ta gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. ? Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng như thế nào? + Một hiện tượng thoả mãn 2 điều kiện sau đây gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần: • Toàn bộ tia tới bị phản xạ. • Xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường. + Khi i tăng đến i gh (i = i gh ) thì hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra. Vì vậy người ta đặt tên i gh là góc giới hạn phản xạ toàn phần. Góc giới hạn phản xạ toàn phần là góc như thế nào và được xác định bằng công thức nào? + Khi góc tới i tăng thì góc khúc xạ tăng (r > i). Khi i = i gh thì r = 90 0 , i gh được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. ? Góc như thế nào được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần? + Ta có: sini/sinr = 1 2 n n + 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 khác nhau. → Góc giới hạn phản xạ toàn phần là góc tới ứng với góc khúc xạ r = 90 0 .