Giáo án môn Vật lý khối 11 - Tiết 68 - Bài 44: Khúc xạ ánh sáng

Tuỳ thuộc vào góc tới Câu hỏi 2: Một môi trường có chiết suất tuyệt đối là 2, vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường đó là: a.. góc khúc xạ lớn hơn góc tới B.[r]

Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư PHẦN 2: QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Tiết 68: Bài 44 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I Mục tiêu: Kiến thức: Sau học xong bài này học sinh có thể:  Trình bày tượng khúc xạ tia sáng  Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng  Trình bày các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối  Nêu tính thuận nghịch truyền ánh sáng  Cách vẽ đường tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác Kĩ năng:  Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập khúc xạ ánh sáng  Phân biệt chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối và hiểu vai trò các chiết suất tượng khúc xạ ánh sáng II Phương pháp: - Biểu diễn thí nghiệm để học sinh quan sát tượng(Phương pháp trực quan) - Dạy phương pháp sử dụng giáo án điện tử III Chuẩn bị: GV: a Kiến thức và dụng cụ: - Một ly nước thuỷ tinh và đũa - Bản mặt song song hình chữ D suốt - Một đèn bấm laze có ống chuẩn trực để tạo nguồn sáng song song - Bảng gắn có chia độ và thước kẻ màu đậm( để làm TN trực quan khúc xạ) - Giáo án điện tử,máy tính xách tay và máy chiếu Học sinh: - Ôn lại định luật truyền thẳng ánh sáng chương trình THCS - Đọc trước bài Nội dung ghi bảng: Bài 44: Tiết 67: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng: Định luật khúc xạ ánh sáng: a TN sin i b Định luật: =n Hay: sini = n sinr sin r * Chú ý:  Nếu n>1  sini > sinr, hay i> r: môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới  Nếu n<1  sini< sinr, hay i< r: môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới Trang Lop11.com Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến Chiết suất môi trường: v a Chiết suất tỉ đối: n  n21 = v2 GVHD : Trần Thị Anh Thư với: v1, v2: tốc độ ánh sáng mt và mt b Chiết suất tuyệt đối: *Định nghĩa: SGK/215 *BT: Theo đ/n thì: chiết suất mt1 và mt2 là: n1= c/v1 ; n2= c/v2 Nhận xét: c > v  chiết suất tuyệt đối chất lớn Từ đ/l khúc xạ: sini = nsinr = n21.sinr =  n21 = n2/ n1 n2 sinr n1 Đặt i = i1 ,r = i2 Suy ra: n1sini1 = n2sini2 Ảnh vật tạo khúc ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường Xem hình (H.44.5/216) Trang Lop11.com Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư Tính thuận nghịch truyền ánh sáng: Xem hình(H.44.6/217.sgk) Ánh sáng có tính chất thuận- nghịch III Tổ chức hoạt động dạy –h ọc: Nội dung bài Hoạt động giáo viên Hoạt động học học sinh 1.Hoạt động - Nêu nội dung định luật truyền thẳng ánh sáng? -Tham gia trả lời câu 1(3 phút): - Định luật truyền thẳng ánh sáng: Trong môi hỏi Kiểm tra kiến trường suốt và đồng tính, ánh sáng truyền thức cũ theo đường thẳng Hoạt động 2: ( phút): Dẫn lời vào bài học - HS quan sát TN Đặt vấn đề: 1.Quan sát đũa cốc thuỷ tinh chưa - Ghi tên bài vào có nước và có nước đưa nhận xét? (giáo theo GV viên làm thí nghiệm ) (Hình ảnh đũa dường bị gẫy khúc mặt nước) 2.Xét hai hình sau:Chiếu hình cái chén và thìa cho Hs thấy khác biệt Trang Lop11.com Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư Hình Hình Cùng vị trí đặt mắt: Ở Hình 1,khi chưa có nước chén ta không thấy đầu cái thìa Ở Hình đổ nước vào chén, ta nhìn thấy đầu cái thìa (Để giải thích hai tượng này chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay) Hoạt động 2: (7 phút): Định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - GV giải thích thêm: tia sáng bị đổi phương qua mặt phân cách nước và không khí - Yêu cầu Hs nêu định nghĩa tượng khúc xạ - Cho Hs ghi định nghĩa HTKXAS và định nghĩa lưỡng chất phẳng, mặt chất phẳng (1) là môi trường chứa tia tới (2) là môi trường chứa tia khúc xạ Hoạt động Làm thí nghiệm (13 phút): Định (kể tên và tác dụng các dụng cụ TN) luật khúc xạ ánh * Dụng cụ thí nghiệm: sáng - Đèn Laze: tạo chùm sáng song song - Thước đo độ: Đo góc - Bản mỏng hình chữ D thuỷ tinh: tạo tượng khúc xạ Trên kính mờ, đặt trụ D chất rắn suốt, ví dụ thủy tinh Trên kính có vòng tròn chia độ C Chiếu mội tia sáng SI (tới điểm I là tâm bán trụ) là là mặt phẳng kính , đường ánh sáng có thể quan sát trên mặt phẳng này Trang Lop11.com -HS giải thích tượng số -Đọc ĐN tương khúc xạ có SGK/21: Hiện tượng KXAS là HT tia sáng bị đổi phương đột ngột qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng -Hệ môi trường truyền sáng phân cách mặt phẳng gọi là lưỡng chất phẳng -Mặt phân cách hai môi trường là mặt lưỡng chất Quan sát cô giáo làm thí nghiệm sau đó HS lên làm tiếp, tất các HS ghi giá trị góc tới và góc khúc xạ vào giấy nháp? (HS xử lý kết thí nghiệm Xét mối quan hệ sini và sinr xét tích và thương chúng để tìm mối liên hệ) HS nhận xét góc i và r: Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư Cho học sinh phát có xuất tia sáng qua D không ? Giới thiệu góc nào là góc tới và góc nào là góc khúc xạ Gó SIN là góc tới(kí hiệu i), góc RIN’ là góc khúc xạ(kí hiệu r) (Gọi học sinh lên bảng làm lại thí nghiệm với các góc tới i khác nhau) - Từ kết tính thương trên rút nội dung và biểu thức định luật khúc xạ? - So sánh góc tới i và góc khúc xạ r tương ứng với trường hợp n21 > và n21 < 1? + n21 >1 góc khúc xạ nhỏ góc tới(i>r) Tia khúc xạ di gần pháp tuyến so với tia tới Ta nói môi trường chiết quang môi trường + n21 <1 góc khúc xạ lớn góc tới (i<r) Tia khúc xạ di xa pháp tuyến tia tới Ta nói môi trường kém chiết quang mt - Xác định đặc điểm tia khúc xạ tia tới vuông góc với mặt phân cách môi trường suốt? Cho HS xem hình thí nghiệm Trang Lop11.com + i thay đổi thì r thay đổi theo + i tăng thì r tăng theo và nguợc lại HS nhận xét: Tỉ số sini và sinr là số không đổi Sự sai khác các khiết này nhỏ, sai số các phép đo sini/sinr = số Đọc định luật (SGK) và ghi vào nội dung dl n 21  Sini hay Sinr sini = n21 sinr i là góc tới , r là góc khúc xạ -Hằng số n21 phụ thuộc chất môi trường suốt - Tia tới vuông góc với mặt phân cách -> i= 0-> r = Khi đó tia sáng truyền thẳng Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư -Lên bảng giải: Gọi HS làm bài tập vận dụng: Chiếu tia tới đến mặt phân cách chân không và môi trường suốt với góc tới 600 thấy tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với Tính n: a 1,5 b 1,73 c Giải: Theo đề a=b Ta suy ra: i=i’ Ta có :r + i’ = 90 => r + i = 90 => sinr = cosi Theo định luật khúc xạ: n=sin i/ sin r => n= sin i/ cos i n = tani Thay số ta đuợc n = tan60 Hay n=1,73 Đáp án b d 1.6 HD:Sử dụng hình vẽ sau i I a b R i’ r S Hoạt động 3: ( phút): Chiết suất môi trường -Thông báo cho HS biết n biểu thức trên gọi là chiết suất tỉ đối - Nêu VD tốc độ ánh sáng có khác các môi trường: + tốc độ v1 chân không là 300 000km/s + tốc độ v2 nước là 225 000 km/s - Kết luận :tốc độ ánh sáng thay đổi truyền từ môi trường này sang môi trường khác - Nêu mối quan hệ chiết suất tỉ đối và tốc độ ánh sáng Trang Lop11.com - Lắng nghe giáo viên gới thiệu chiết suất tỉ đối và ghi chép Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư v1 Chiết suất tỉ đối tỉ số v2 các tốc độ v1 và v2 ánh sáng mt và mt -Trả lời và ghi biểu - Nếu chọn môi trường là chân không thì ta có n21 thức lên bảng: n21 = c/v2 trên biểu thức trên = ? -Đưa khái niệm chiết suất tuyệt đối : Chiết suất tuyệt đối môi trường là chiết suất tỉ đối môi trường đó chân không n  n21 = n c v - Nhận xét: Vì vận tốc ánh sáng truyền các môi trường nhỏ vận tốc áng sáng chân không (v < c), nên chiết suất tuyệt đối chất lớn - Theo DN thì chiết suất tuyệt đối môi trường và môi trường là n1=c/v1 và n2=c/v2 (*) Gọi HS lên bảng Gợi ý để HS hình thành công thức định luật khúc xạ viết dạng đối xứng: n1sini = n2sinr đặt i = i1 và r = i2 => n1sin i1 = n sin i2 Theo hướng dẫn GV hình thành công thức khúc xạ dạng đối xứng Từ (*) n2/n1 = v2/v1 v Mà n  n21 = v2 n21 = n2/ n1 với n21= n là chiết suất tỉ đối môi trường mt1 Áp dụng dl khúc xạ sini = nsinr = > sini = n21.sinr => sini = n2 sinr n1 => n1sini = n2sinr Hoạt động 6(5 Chiếu lại hình ảnh hai cái chén cho HS quan sát phút):ảnh cho HS nhận xét vật tạo khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường Trang Lop11.com -Quan sát nhận xét: TH có nước ảnh thìa chén gần vị trí thực nó Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư - Lên bảng vẽ hình - Lắng nghe giáo viên giải thích và vẽ hình vào tập Cho HS lên vẽ hai tia khúc xạ(GV vẽ hai tia tới) Sử dụng hình file trình chiếu để giải thích cho Hs hiểu hiên tượng đó là tượng khúc xạ ánh sáng -Ghi kết luận Xét điểm O nằm đáy cốc nước.Ta chú ý hai tia tới OA, OB ; OA vuông góc với mặt nước, đồng -Trả lời câu hỏi thời B gần Nếu kéo dài các tia chùm khúc xạ thì các đường kéo dài gặp O’ , O’ là điểm ảnh ảo O Đặt mắt ngoài không khí cho chùm khúc xạ nói trên vào mắt ta có cảm giác là đáy cốc nước nâng cao lên so với bình thường Cũng tương tự cho trường hợp cái chén và thìa Kết luận: Nhìn từ môi trường kém chiết quang vào môi trường chiết quang hơn,ảnh nâng lên Hỏi C2 SGK cho HS trả lời Nhận xét câu trả lời HS và lấy hình ảnh giải thích thêm: khúc xạ ánh sáng Trang Lop11.com Bài: Khúc xạ ánh sáng Giáo sinh : Nguyễn Hoàng Yến GVHD : Trần Thị Anh Thư Hoạt động 5: ( phút): Tính thuận – nghịch truyền ánh sáng Quan sát hình ảnh nêu đặc điểm đường truyền sáng? -Ánh sáng từ S đến R có thể theo đường SIKR RKJIS -Nếu ánh sáng truyền môi trường theo đường nào đó thì nó truyền theo đường ngược lại hoán đổi vị trí nguồn với ảnh -Giáo viên giải thích đường thứ và cho học sinh giải thích đường thứ Hoạt động 6: ( phút): củng cố và giao BTVN Câu hỏi 1: Chọn đáp án đúng: Chiết suất tỷ đối môi trường chứa tia tới và môi trường chứa tia khúc xạ có giá trị: A luôn luôn lớn B luôn luôn nhỏ C Phụ thuộc vào vận tốc ánh sáng mt D Tuỳ thuộc vào góc tới Câu hỏi 2: Một môi trường có chiết suất tuyệt đối là 2, vận tốc ánh sáng truyền môi trường đó là: a 3.108 m/s b 2.108 m/s c 1,5.10 m/s d 109 m/s Câu hỏi 3: Môi trường khúc xạ chiết quang môi trường tới thì: A góc khúc xạ lớn góc tới B góc khúc xạ nhỏ góc tới C vận tốc ánh sáng môi trường khúc xạ lớn vận tốc ánh sáng môi trường tới D A và C đúng Trang Lop11.com Trả lời câu hỏi