CHỦ ĐỀ: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CHẤT LỎNG

CHỦ ĐỀ: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CHẤT LỎNG Bài dạy: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG I Mục tiêu Kiến thức - Mơ tả tượng phản xạ tồn phần nêu điều kiện xảy phản xạ tồn phần - Quan sát thí nghiệm để rút kết luận tượng phản xạ toàn phần - Viết giải thích ý nghĩa đại lượng biểu thức tính góc giới hạn phản xạ tồn phần - Trình bày cấu tạo tác dụng dẫn sáng sợi quang, cáp quang - Nêu số ứng dụng tượng phản xạ tồn phần Kĩ - Thực tốt thí nghiệm tượng phản xạ toàn phần - Rèn luyện kĩ quan sát, lập luận … - Vận dụng tốn học tính góc tới giới hạn phản xạ toàn phần - Vận dụng tượng phản xạ tồn phần để giải thích tượng liên quan làm tập Thái độ - Học sinh tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức - Yêu thích khoa học, tác phong khoa học - Có ý thức vận dụng kiến thức học vào sống Các lực hướng tới Số TT Tên lực Các kĩ thành phần Năng lực tự học Mục tiêu học tập học Định nghĩa phản xạ toàn phần Điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần, tìm igh Cấu tạo công dụng cáp quang, đường tia sáng cáp quang Giải tập đơn giản Năng lực sáng tạo Thực thí nghiệm tia sáng truyền từ mơi trường chiết thực nghiệm quang sang môi trường chiết quang Giải tập sáng tạo chủ đề Lựa chọn cách giải vấn đề cách tối ưu Năng lực gải Đặt câu hỏi: chùm tia khúc xạ mờ dần biến ta vấn đề tăng dần góc tới? Giải thích i≥igh khơng có tia khúc xạ, có tia phản xạ Giải thích số tượng phản xạ toàn phần thực tế Năng lực hợp tác Tiến hành thí nghiệm theo nhóm Thảo luận đưa đáp án nhanh cho vòng thi lời giải thích cho tượng phản xạ phần xảy thực tế Năng lực sử dụng Sử dụng công nghệ thông tin để tìm hiểu ứng dụng cáp cơng nghệ thơng tin quang đời sống giải thích tượng phản xạ tồn phần truyền thơng thực tế Năng lực tính tốn Sử dụng kiến thức lượng giác để tìm góc igh Năng lực quan sát Vận dụng kiến thức toán học để giải tốn tính tốn chủ đề Quan sát: - Quan sát thí nghiệm biểu diễn giáo viên chiếu chùm tia sáng từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang - Quan sát độ sáng chùm tia khúc xạ chùm tia phản xạ tăng dần góc tới chiếu chùm sáng từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang - Mối liên hệ: tìm mối liên hệ góc tới góc khúc xạ, tia phản xạ, tia tới tia khúc xạ - Thực hành: Thí nghiệm chiếu chùm tia sáng từ mơi trường chiết quang (bản nhựa suốt bán trụ) sang môi trường chiết quang (khơng khí) II Chuẩn bị Giáo viên - Nguồn sáng, nhựa suốt bán trụ, bảng thí nghiệm, thước đo độ, dây nối, nguồn - Sợi quang, video ứng dụng cáp quang Chia lớp thành nhóm hoạt động Phiếu học tập (2 hợp đồng tự chọn bắt buộc) Học sinh - Ôn lại định luật khúc xạ ánh sáng, kiến thức lượng giác tốn học - Tìm hiểu giải thích số tượng phản xạ tồn phần thực tế - Tìm hiểu cấu tạo ứng dụng cáp quang đời sống kĩ thuật - Tìm hiểu trước nội dung phiếu học tập III Phương pháp kĩ thuật dạy học Phương pháp hoạt động nhóm, kĩ thuật dạy học theo hợp đồng IV Tổ chức hoạt động dạy học Dự kiến tổ chức hoạt động Các bước Tên hoạt động Thời lượng Hoạt động dự kiến Khởi động Khởi động phút Hình thành kiến Khám phá bí ẩn: 17 phút thức Hoạt động Tìm hiểu đường tia sáng từ môi trường chiết quang lớn sang môi trường chiết quang bé Tăng tốc phút Hoạt động Tìm hiểu tượng phản xạ toàn phần Dành cho khán giả phút Hoạt động Ứng dụng tượng phản xạ toàn phần: cấu tạo công dụng cáp quang Vận dụng, tìm tòi Củng cố học phút mở rộng Hoạt động Về đích Giải số tập chủ đề Hướng dẫn học Giao nhiệm vụ nhà phút sinh tự học Hoạt động Hướng dẫn học Tiến trình tổ chức hoạt động Hoạt động: KHỞI ĐỘNG a Mục tiêu: Giáo viên đặt vấn đề vào học b Tổ chức hoạt động: - Giáo viên giới thiệu học dạng thi mang tên CHINH PHỤC Thể lệ phần khởi động: có câu hỏi quay vòng dành cho đội, câu có thời gian vừa suy nghĩ vừa trả lời 30 giây Mỗi câu trả lời 10 điểm Hoạt động: Hình thành kiến thức Hoạt động KHÁM PHÁ BÍ ẨN a Mục tiêu: Tìm hiểu đường tia sáng từ môi trường chiết quang lớn sang môi trường chiết quang b Tổ chức hoạt động: Phần thi mang tên « khám phá bí ẩn », nhóm hồn thành nhiệm vụ phiếu học tập số (hợp đồng bắt buộc) Thể lệ: nhóm làm theo hướng dẫn giáo viên hoàn thành nhiệm vụ phiếu số Thời gian cho nhóm phút Sau nhóm lên trình bày kết Điểm tối đa cho phần 30 điểm, tùy theo mức độ hồn thành cơng việc để giáo viên chấm điểm Số tt Bước Nội dung hoạt động Chuyển giao nhiệm Giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn hướng dẫn học sinh: vụ - Chiếu chùm tia sáng hẹp từ mặt cong khối nhựa suốt vào môi trường khơng khí, quan sát độ lớn góc tới i góc khúc xạ r - Tăng dần góc tới i từ 0 đến 900, quan sát thay đổi góc khúc xạ r Hồn thành nội hợp đồng số Thực nhiệm vụ Tiến hành thí nghiệm thảo luận để hồn thành hợp đồng Báo cáo, thảo luận Các nhóm học sinh thảo luận báo cáo kết nhóm Kết luận Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang n1>n2: + Về cường độ chùm sáng: Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ Nhỏ -Lệch xa pháp tuyến(so Rất mờ với tia tới) - Rất sáng igh= - Gần sát mặt phân Rất sáng cách - Rất mờ Có giá trị i>igh Khơng Rất sáng Về độ lớn góc: + Góc khúc xạ lớn góc tới + Khi i≥igh khơng tia khúc xạ + Xác định sin góc giới hạn phản xạ toàn phần sinigh= Hoạt động 2: TĂNG TỐC a Mục tiêu: Học sinh nhận biết phản xạ toàn phần điều kiện để xảy phản xạ toàn phần b Tổ chức hoạt động: Phần thi mang tên “Tăng tốc” Thể lệ: Giáo viên đưa số câu hỏi, cá nhân nhóm suy nghĩ nhanh tay phất cờ để trả lời mang điểm cho đội Mỗi câu trả lời 30 điểm Trả lời sai không ghi điểm, đội khác giành quyền trả lời Tìm hiểu tượng phản xạ toàn phần Số tt Bước Nội dung hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên đọc thể lệ cho vòng thi đưa câu hỏi cho phần tăng tốc: Thế phản xạ toàn phần? Nêu điều kiện để có tượng phản xạ toàn phần? Điểm khác phản xạ tồn phần phản xạ thơng thường? Thực nhiệm vụ Học sinh vận dụng kiến thức phần I để suy kết Báo cáo thảo luận Học sinh phát biểu ý kiến Kết luận Giáo viên đến kết luận: Định nghĩa: Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách hai mơi trường suốt Điều kiện để có tượng phản xạ toàn phần: Hoạt động 3: Cấu tạo ứng dụng tượng phản xạ toàn phần: Cáp quang a Mục tiêu: Học sinh biết cấu tạo sợi cáp quang, tượng phản xạ toàn phần xảy bên sợi quang Học sinh liên hệ thực tế ưu nhược điểm cáp quang Công dụng cáp quang b Tổ chức hoạt động Phần tổ chức dạng vòng thi mang tên ‘DÀNH CHO KHÁN GIẢ’ Thể lệ: Có số câu hỏi, dựa vào phiếu học tập chuẩn bị (Hợp đồng tự chọn) nội dung sách giáo khoa, hiểu biết cá nhân tìm tòi nguồn thơng tin khác, cá nhân nhóm nhanh tay đưa câu trả lời Điểm tối đa cho câu 10 điểm Số tt Bước Nội dung hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên yêu cầu học sinh xem lại phần chuẩn bị nhà lắng nghe câu hỏi chuẩn bị trả lời Thực nhiệm vụ Học sinh xem sách giáo khoa kiểm tra lại phần chuẩn bị thân Báo cáo thảo luận Giáo viên gọi số học sinh trình bày, bạn khác lắng nghe bổ sung Kết luận Giáo viên chốt kiến thức Nội dung chính: Cấu tạo cáp quang: Cáp quang bó sợi quang Sợi quang gồm hai phần chính: - Phần lõi: Trong suốt thủy tinh siêu có chiết suất lớn (n1) - Phần vỏ: suốt, thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ phần lõi Cho học sinh xem số hình ảnh video ứng dụng cáp quang: hình ảnh cáp truyền tải liệu ngành viễn thông, video nội soi y học Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng, luyện tập a Mục tiêu: Hệ thống hóa kiến thức vận dụng trả lời số câu hỏi, baì tập chủ đề b Tổ chức hoạt động: vòng thi mang tên ‘ VỀ ĐÍCH’ Thể lệ: có gói câu hỏi, tương ứng với 20, 30 40 điểm với độ khó khác Các đội chơi tự chọn gói câu hỏi trả lời Nếu trả lời sai đội khác có quyền trả lời, câu trả lời nửa số điểm câu hỏi Các đội nâng cao điểm cách chọn hi vọng, dùng lần Số tt Bước Nội dung hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên yêu cầu học sinh tóm tắt nội dung học: Thế tượng phản xạ toàn phần điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần? Học sinh thực trả lời câu hỏi đánh giá chủ đề Thực nhiệm vụ Các nhóm thực trả lời câu hỏi chọn Báo cáo thảo luận Các nhóm nêu đáp án, nhóm khác bổ sung Kết luận Giáo viên kết luận nội dung cho điểm V Hoạt động 5: Hướng dẫn học sinh tự học a Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng kiến thức để làm tập, tìm tòi mở rộng kiến thức tương tác với cộng đồng b Tổ chức hoạt động: Số tt Bước Nội dung hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Nv1: Yêu cầu học sinh hoàn thành tập sách giáo khoa sách tập Nv2: Hãy so sánh phản xạ thơng thường phản xạ tồn phần Nv3: Hãy đề xuất phương án đo chiết suất khối chất suốt đồng tính đặt khơng khí dựa vào tượng phản xạ toàn phần Thực nhiệm vụ Học sinh thực nhiệm vụ nhà báo cáo kết qủa vào tiết sau VI Phụ lục : câu hỏi sử dụng chủ đề Câu hỏi phần khởi động Câu 1: Do tượng vật lí mà ta thấy bút chì bị gãy mặt nước? Câu 2: Thế tượng khúc xạ ánh sáng? Câu 3: Công thức dạng đối xứng định luật khúc xạ ánh sáng? Câu 4: Trong tượng khúc xạ ánh sáng, với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) ln có giá trị nào? Câu 4: Theo biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng, góc i tăng góc r nào? Câu 5: Theo định luật khúc xạ ánh sáng n1sini=n2sinr, n1>n2, so sánh i r ? Phiếu học tập dành cho học sinh chuẩn bị PHT 1: Hợp đồng bắt buộc: dùng cho phần KHÁM PHÁ BÍ ẨN Nhiệm vụ: Chiếu chùm tia sáng hẹp từ mặt cong nhựa suốt hình bán trụ vào mơi trường khơng khí P1.1 Thay đổi góc tới từ đến 900, quan sát cho nhận xét vào bảng sau chùm tia tới chùm tia khúc xạ: Góc tới i Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ Có giá nhỏ trị So sánh góc khúc xạ góc tới? ……………………… ………… Cường độ sáng tia khúc xạ? ………………………………………… Dùng thước - Điều chỉnh i cho r=900 đo độ tìm giá - Quan sát tia khúc xạ? trị ……………………… igh= Tăng giá trị Quan sát tia khúc xạ? góc i cho ……………………… i>igh Cường độ sáng tia phản xạ? ………………………………… Cường độ sáng tia phản xạ? ……………………… Cường độ sáng tia phản xạ? ……………………………… P1.2 Xác định biểu thức sin góc tới tia khúc xạ là mặt phân cách hai môi trường (r=900) theo n1 n2 PHT2: Hợp đồng tự chọn: dùng cho phần DÀNH CHO KHÁN GIẢ Nêu cấu tạo sợi quang? Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy đâu sợi quang? Nêu ưu điểm cáp quang? Nêu số ứng dụng cáp quang? Câu hỏi sử dụng phần VỀ ĐÍCH Câu Trong ứng dụng sau đây, ứng dụng tượng phản xạ toàn phần A gương phẳng B gương cầu C thấu kính D cáp dẫn sáng nội soi Câu Cho chiết suất nước 4/3, benzen 1,5, thủy tinh flin 1,8 Có thể xảy tượng phản xạ toàn phần chiếu ánh sáng từ A từ benzen vào nước B từ nước vào thủy tinh flin C từ benzen vào thủy tinh flin D từ chân không vào thủy tinh flin Câu Khi ánh sáng từ nước (n = 4/3) sang khơng khí, góc tới giới hạn phản xạ tồn phần có giá trị là: A igh = 41048’ B igh = 48035’.C igh = 62044’ D igh = 38026’ Câu Tia sáng từ thuỷ tinh (n = 1,5) đến mặt phân cách với nước (n = 4/3) Điều kiện góc tới i để khơng có tia khúc xạ nước là: A i ≥ 62044’ B i < 62044’ C i < 31048’ D i < 48035’ Câu Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách hai mơi trường A cường độ sáng chùm khúc xạ cường độ sáng chùm tới B cường độ sáng chùm phản xạ cường độ sáng chùm tới C cường độ sáng chùm khúc xạ bị triệt tiêu D B C Câu Chiếu chùm tia sáng hẹp truyền từ mơi trường có chiết suất n tới mặt phẳng phân cách với môi trường chiết suất n2 Cho biết n1 C Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini< D Không trường hợp nêu Câu Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất n1 sang môi trường chiết suất n2, điều kiện đầy đủ để xảy phản xạ toàn phần là: A.n1