Đang tải... (xem toàn văn)
- Biết cách thu tập số liệu, xử lí số liệu trong thí nghiệm mối liên hệ giữa i và r từ đó rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r - Rèn luyện được kĩ năng quan sá[r]
(1)Chương 6: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 26: Khúc xạ ánh sáng
I Mục tiêu Kiến thức:
- Nhắc lại định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng
- Nêu khái niệm chiết suất tuyệt đối, viết biểu thức giải thích đại lượng
- Nêu khái niệm chiết suất tuyệt đối
- Viết hệ thức liên hệ chiết suất tuyệt đối chiết suất tỉ đối - Nêu tính thuận nghịch truyền ánh sáng từ suy biểu thức Kĩ
- Làm thí nghiệm khảo sát mối liên hệ góc tới i góc khúc xạ r - Biết cách thu tập số liệu, xử lí số liệu thí nghiệm mối liên hệ i
và r từ rút nhận xét mối quan hệ góc tới i góc khúc xạ r - Rèn luyện kĩ quan sát, nghiên cứu thí nghiệm mối quan hệ
giữa i r, trao đổi thông tin để hình thành kiến thức định luật khúc xạ ánh sáng
3 Thái độ
- Tích cực, chủ động nghiên cứu, đưa ý kiến trao đổi, xây dụng - Có tác phong cẩn thận tỉ mỉ làm thí nghiệm
4 Năng lực định hướng hình thành phát triển
- Năng lực giải vấn đề: mối liên hệ i r - Năng lực tính tốn:tính sini, sinr, tỉ số sinrsini
- Năng lực thực nghiệm: từ giả thuyết i r có mối quan hệ thuận với nhau=> làm thí nghiệm mối quan hệ i r => khẳng định giả thuyết đúng=> định luật khúc xạ ánh
(2)1 Giáo viên
- Thí nghiệm khảo sát mối quan hệ góc i góc r - Chuẩn bị bảng phụ:
i r Sini sinr sini
sinr
20o 40o 60o
2 Học sinh
- Xem lại kiến thức tượng khúc xạ ánh sáng( lớp 9) II Tiến Trình dạy học
1 Ổn định tổ chức lớp: giữ lớp ổn định, kiểm tra sĩ số lớp Giới thiệu chương mới:
Trong quang hình học có định luật bản: Định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng Trong chương nghiên cứu đầy đủ khúc xạ, đồng thời tìm hiểu thêm tượng liên quan: tượng phản xạ toàn phần
3 Giới thiệu mới:
(3)Hoạt động 1: Tìm hiểu khúc xạ ánh sáng(15p) Mục tiêu:
- Nhắc lại định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng
- Làm thí nghiệm khảo sát mối liên hệ góc tới i góc khúc xạ r
- Biết cách thu tập số liệu, xử lí số liệu thí nghiệm mối liên hệ i r từ rút nhận xét mối quan hệ góc tới i góc khúc xạ r - Rèn luyện kĩ quan sát, nghiên cứu thí nghiệm mối quan hệ
giữa i r, trao đổi thông tin để hình thành kiến thức định luật khúc xạ ánh sáng
- Năng lực giải vấn đề: mối liên hệ i r - Năng lực tính tốn:tính sini, sinr, tỉ số sinrsini
- Năng lực thực nghiệm: từ giả thuyết i r có mối quan hệ thuận với nhau=> làm thí nghiệm mối quan hệ i r => khẳng định giả thuyết đúng=> định luật khúc xạ ánh
Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung ghi bảng - Đưa số hình ảnh
hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Lời dẫn: số hình ảnh quen thuộc.Dựa vào kiến thức học cho biết tượng
- Yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa khúc xạ ánh sáng, vẽ hình mơ tả lại định nghĩa khúc xạ ánh
- Quan sát hình ảnh
- Trả lời: Đây tượng khúc xạ ánh sáng -Khúc xạ ánh sáng tượng tia sáng bị lệch phương mặt phân cách môi trường
I Sự khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Khúc xạ ánh sáng tượng lệch
phương( gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách môi trường suốt khác
(4)sáng nhắc lại khái niệm tia tới, pháp tuyến, tia khúc xạ, góc tới góc khúc xạ
- Lời dẫn: Khi thay đổi góc tới i góc r thay đổi, thay đổi i r có tỉ lệ với hay khơng?
- Đưa thí nghiệm mối quan hệ i r - Giới thiệu dụng cụ, cách tiến hành thí nghiệm - Treo bảng phụ , mời học sinh lên làm thí nghiệm, u cầu HS lớp hồn thiện nhanh bảng số liệu
- Yêu cầu Hs nhận xét: + mối quan hệ gữa i r + tỉ số sinrsini lần thí nghiệm khác
- yêu cầu HS rút định luật khúc xạ ánh sánh
suốt khác
-Lên bảng vẽ hình mơ tả định nghĩa khúc xạ ánh sáng
- Tập trung lắng nghe trả lời câu hỏi
- HS lên bảng làm thí nghiệm
- HS lớp quan sát, hoàn thành bảng số liệu - Nhận xét:
+ i tăng r tăng
+ nhiều lần thí nghiệm khác
sini
sinr=hằng số
- Rút định luật khúc xạ ánh sáng
2 Định luật khúc xạ ánh sáng
- Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới( tạo tia tới pháp tuyến bên pháp tuyến so với tia tới
- Với môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới( sini) sin góc khúc xạ( sinr) ln khơng đổi
sini
sinr=hằng số
(5)Hoạt động 2: Tìm hiểu chiết suất mơi trường.(10p)
Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung ghi bảng -Giới thiệu khái niệm
chiết suất tỉ đối biểu thức
+ Ở phần khúc xạ ánh sáng ta có tỉ số sinrsini số không đổi tượng khúc xạ người ta gọi tỉ số chiết suất tỉ đối môi trường (2) (chứa tia khúc xạ) môi trường (1) (chứa tia tới)
+ Biểu thức chiết suất tỉ đối là: sin góc tới i sin góc khúc xạ r n21.Trong
đó:i: góc tới, r: góc khúc xạ, n21: chiết suất
tỉ đối môi trường (2) môi trường (1)
-Chú ý cho HS mối liên hệ chiết suất tỉ đối vận tốc truyền sáng môi trường
-Lắng nghe ghi chép
-Ghi nhận
-Lắng nghe ghi nhận
II Chiết suất môi trường
1.Chiết suất tỉ đối
sini sinr=n21
Trong đó: i: góc tới r: góc khúc xạ
n21: chiết suất tỉ đối
của môi trường (2) môi trường (1)
*Chú ý:
v1: vận tốc ánh sáng
trong môi trường (1)
v2: vận tốc ánh sáng
trong môi trường (1)
(6)Ý nghĩa v1, v2
trong công thức -Biện luận giá trị n21 ( Do có
tượng khúc xạ ánh sáng nên góc tới i khác giá trị góc khúc xạ r sinrsini=n21
lớn nhỏ 1)
- Giới thiệu khái niệm chiết suất tuyệt đối
- Giới thiệu biểu thức liên hệ chiết suất tuyệt đối tốc độ ánh sáng
- Biện luận đưa
-Lắng nghe ghi nhận
-Lắng nghe
-Quan sát, lắng nghe ghi nhận
-Nếu n21 > => r < i:
Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến => môi trường (2) chiết quang môi trường (1)
- Nếu n21 < => r > i:
Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến => môi trường (2) chiết quang môi trường (1)
2 Chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân không -Gọi c : tốc độ ánh sáng chân không
v: tốc độ ánh sáng môi trường
c v=n
(7)kết luận chiết suất chân khơng, khơng khí chiết suất môi trường suốt
+ Từ cơng thức ta suy chiết suất chân khơng c chia c
+ Chiết suất khơng khí 1,000293 số tập ta lấy + Dựa vào biểu thức trên, ta biết tốc độ ánh sang truyền môi trường nhỏ tốc độ ánh sang chân không (v < c) nên chiết suất tuyệt đối chất lớn -Từ biểu thức liên hệ chiết suất tốc độ ánh sáng để suy hệ thức liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối
Ta có
n1= c v1
-Lắng nghe, quan sát GV biến đổi
-Lắng nghe, quan sát
-Chiết suất chân không
- Chiết suất khơng khí 1,000293
- Mọi mơi trường suốt có chiết suất tuyệt đối lớn
- Hệ thức liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối
n2 n1
=n21
Trong đó:
n1 chiết suất (tuyệt
(8)n2= c v2
nn12=v1
v2=n21
-Từ biểu thức chiết suất tỉ đối, hệ thức liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối viết định luật khúc xạ dạng đối xứng
Ta có:
sini sinr=n21 n2
n1
=n21
=>n1sini=n2sinr
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1,C2,C3
- Nhận xét kết luận
- Suy nghĩ trả lời
+C1:Nếu i r nhỏ 10o sini ≈ i (rad), sinr ≈ r (rad) Do ta n1i=n2r
i
r= n2 n1
+C2: Khi i = 00
=> r = 0o => tia sáng truyền thẳng => không xảy tượng khúc xạ ánh sáng Kết luận: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng xảy ánh sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường (i ≠ 0o) +C3: n1sini1=n2sini2=…=nnsinin
n2 chiết suất (tuyệt
đối) môi trường (2)
- Định luật khúc xạ dạng đối xứng
n1sini=n2sinr
-C1
- C2
- C3
Hoạt động 3: Tính thuận nghịch truyền ánh sáng(10p)
Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung ghi bảng
(9)khi ta chuyền ánh sáng từ môi trường có chiết suất n1 vào mơi trường có chiết suất n2, ta thấy ánh sáng truyền theo tia SI khúc xạ theo tia IR, đảo chiều, cho ánh sáng truyền theo tia RI có khúc xạ tia IS khơng ? Để trả lời cho câu hỏi ta vào thí nghiệm
-Tiến hành :Đầu tiên , chiếu ánh sáng từ khơng khí vào thủy tinh, thấy ánh sáng truyền theo tia SI bị khúc xạ vào thủy tinh theo tia IR, đánh dấu đường truyền Sau chiếu ánh sáng từ thủy tinh vào khơng khí với tia tới RI, nhận xét đường truyền tia khúc xạ
- Kết : đảo chiều, cho ánh sáng truyền từ thủy tinh vào khơng khí theo tia RI khúc xạ vào khơng khí theo tia IS => Như vậy, ánh sáng
HS: ý quan sát , đưa nhận xét
HS: Tia khúc xạ thu trùng với tia IS
HS : Ghi nhận chép
sự truyền ánh sáng
(10)truyền theo đường truyền ngược lại theo đường Đó tính thuận nghịch truyền ánh sáng
Từ tính thuận nghịch ta suy ra:
n 12 =
1
n21
Yêu cầu học sinh chứng minh
Lưu ý :Tính thuận nghịch biểu truyền thẳng phản xạ
vào
Chứng minh công thức: -Khi ánh sáng truyền theo chiều SIR ta có:
n1sini = n2sinr hay
sini
sinr = nn₂₁=¿n21 -Khi ánh sáng truyền theo chiều RIS, theo tính thuận nghịch truyền ánh sáng, ta có:sinsinri = nn₁₂=¿n12
⇒ n12 = n₁ n₂=
n₁
n₁
n₂
n₁
=
n₂₁
truyền theo đường truyền ngược lại theo đường
Từ tính thuận nghịch ta suy ra:
n 12 =
1
n21
Lưu ý :Tính thuận nghịch biểu truyền thẳng phản xạ
(11)Hoạt động GV Hoạt động học sinh Nhấn mạnh, hệ thống hóa lại kiến
thức trọng tâm bài:
- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng gì? - Nội dung định luật khúc xạ ánh
sáng
- Nắm khái niệm chiết suất tỷ đối chiết suất tuyệt đối
- Sự truyền ánh sáng ln có tính thuận nghịch
Bài tập củng cố:
Câu 1: tượng khúc xạ ánh sáng tượng :
A: Ánh sáng bị giảm cường độ truyền qua mặt phân cách môi trường suốt
B: Ánh sáng bị hắt lại môi trường cũ truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt
C: Ánh sáng bị gãy khúc truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt
D: Ánh sáng bị thay đổi màu sắc truyền qua hai môi trường suốt Câu : Biểu thức định luật khúc xạ:
A: sin i =nn₁₂sin r B: sin r n1 =sin i n2 C: sin i.sin r = n1 n2 D: n1 sin i=n2 sin r
Ghi nhận
(12)Hoạt động : Bài tập nhà
-Làm tập SGK SBT
Giải tập : chiếu tia sáng từ từ nước có chiết suất nn =4/3 vào mặt phân cách nước khơng khí , tính góc khúc xạ trường hợp i= 60o ( khơng xảy xa tượng khúc xạ, tạo tính hướng vào cho học sau )
