Chương 6 khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 47, 48: CHỦ ĐỀ: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I MỤC TIÊU Kiến thức - Thiết kế phương án TN khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng viết hệ thức định luật - Nêu chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối - Mơ tả tượng phản xạ toàn phần nêu điều kiện xảy tượng - Nêu số ứng dụng tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thông tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Quan sát, bố trí, dự đốn kết từ thí nghiệm - Giải thích số tượng thực tế dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng kiến thức phản xạ tồn phần Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên a Phiếu học tập phiếu trợ giúp Phiếu học tập số Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai mơi trường suốt khác Câu 1:Đề xuất phương án TN khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng: Câu 2: Đề xuất dụng cụ TN cần có, đề xuất phương án TN Câu 3:Thay đổi góc tới, đọc giá trị góc khúc xạ ghi vào bảng số liệu i r sin i sin r Sin i/ sin r - Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc góc r vào góc i đồ thị biểu diễn phụ thuộc sin r vào sin i Nhận xét: sin i - Tỉ số: s inr - Vị trí tia khúc xạ so với tia tới Phiếu trợ giúp phiếu học tập số Các dụng cụ TN cần có - Nguồn phát ánh sáng => Đèn Laze - Mơi trường suốt thứ hai (ngồi mơi trường khơng khí) =>Dùng khối bán trụ suốt - Khảo sát thay đổi góc khúc xạ theo góc tới => Dùng thước đo độ - Giá đỡ, nguồn điện Phương án TN: Chiếu ánh sáng từ môi trường không khí vào khối bán trụ Thay đổi góc tới i, đọc giá trị góc r tương ứng Bố trí TN Phiếu học tập số sin i Tỉ số không đổi s inr tượng khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối n21 môi sin i  n21 trường môi trường : s inr n21 So sánh góc Nhận xét độ lệch so với pháp tuyến tia khúc xạ i r tia tới n21  n21  Phiếu học tập số Chiết suất tỉ đối môi trường chân không gọi chiết suất tuyệt đối (gọi tắt chiết suất) môi trường Câu 1: Xác định chiết suất mơi trường chân khơng, khơng khí Câu 2: Gọi n1 chiết suất môi trường 1, n2 chiết suất môi trường Thiết lập mối liên hệ chiết suất tỉ đối n21 chiết suất tuyệt đối n1 , n2 Câu 3: Viết lại công thức định luật khúc xạ dạng đối xứng Câu 4: Hoàn thành yêu cầu C1, C2, C3 Phiếu học tập số Tiến hành lại TN với vòng tròn chia độ, ánh sáng theo chiều ngược lại Quan sát TN và: Câu 1: Nhận xét kết thí nghiệm Câu 2: Tính thuận nghịch truyền sáng gì? n12  n21 Câu 3:Xây dựng biểu thức Câu 4: Tính thuận nghịch truyền sáng có biểu truyền thẳng ánh sáng phản xạ ánh sáng không? Phiếu học tập số Bài tốn:Chiếu tia sáng từ nước có chiết suất n = 4/3 tới mặt phân cách nước khơng khí Tính góc khúc xạ hai trường hợp: a.Góc tới 300 b.Góc tới 600 Phiếu học tập số Câu 1:Chiếu chùm tia sáng hẹp từ khối bán trụ suốt vào khơng khí.Nhận xét tượng quan sát Câu 2:Tăng dần góc tới, quan sát chùm tia khúc xạ, tia phản xạ, nhận xét tượng quan sát hoàn thành bảng sau: Góc tới Chùm tia khúc xạ (tăng dần) (Góc lệch, độ sáng) Chùm tia phản xạ (Độ sáng) i Câu 3: Khi góc i tăng góc r tăng, r đạt giá trị cực đại 90 thi i đạt giá trị gh gọi góc giới hạn phản xạ tồn phần (cịn gọi góc tới hạn) Từ biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng, xác định giá trị góc giới hạn phản xạ toàn phần Câu 4: Khi tăng tiếp tới i > igh igh ? có tia khúc xạ khơng? Vì sao? Phiếu học tập số Câu 1: Thế tượng phản xạ toàn phần? Câu 2: Phân biệt tượng phản xạ toàn phần với tượng phản xạ thông thường Câu 3: Điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần gì? Phiếu học tập số Quan sát hình ảnh sau trả lời câu hỏi: Câu 1:Tại lại thấy đũa gãy khúc để ly nước Câu 2:Bắn để mũi tên trúng cá? Giải thích? Câu 3:Gấu nhìn thấy cá đâu so với vị trí thực tế cá nhìn thấy gấu đâu so với vị trí thực tế? Giải thích Câu 4:Khi tắm hồ bơi, trẻ em thường bị hụt nước thấy đáy hồ cạn so với độ sâu thực Hãy giải thích tượng trên? Phiếu học tập số 8a Quan sát đường tia sáng kính tiềm vọng trả lời câu hỏi: - Kính tiềm vọng hoặt động dựa vào tượng quang học nào? - Ứng dụng kính tiềm vọng? Phiếu học tập số 8b HIỆN TƯỢNG ẢO ẢNH QUANG HỌC Ảo ảnh sa mạc: Vào ngày trời nắng nóng, sa mạc, người lữ hành thấy phía trước hồ nước mát, sóng lăn tăn phía trước, ốc đảo với bóng hàng xanh ngắt Nhưng đến gần hồ nước, ốc đảo biến mất, cịn mặt cát khơ cằn Ảo ảnh quan sát đường nhựa vào ngày nắng nóng, nhìn từ xa ta thấy có vũng nước mặt đường, chí thấy bóng tơ in mặt nước  N gà y 6/10/2020, khoảnh khắc ảo ảnh ngoạn mục bất ngờ xuất sa mạc Kumtag thuộc khu tự trị Tân Cương, phía tây bắc Trung Quốc, hình ảnh hồ nước rộng lớn xuất sa mạc khơ cằn, mang tới ngạc nhiên cho nhiều đồn khách tham quan Ảo ảnh đại dương: Ngày 20/12/2006, hàng nghìn người đổ bờ biển Penglai (Trung Quốc) vào năm 2006 để chứng kiến tượng ảo ảnh kỳ lạ: từ lớp sương mù đặc quánh, thành phố đại với tòa nhà chọc trời, đường sá thênh thang, xe cộ tấp nập lộ ra, thật rõ đến ngỡ ngàng Năm 1840, dân cư đảo nhỏ nước Anh nhìn thấy tịa màu trắng đẹp sừng sững, ngạo nghễ đứng không trung, qua tượng mà cư dân nơi tin tưởng thành phố pha lê truyện dân gian Hà Lan có thật 17 năm sau, hịn đảo xa ngàn dặm này, cảnh tượng “thành phố pha lê Hà Lan” truyền thuyết lại xuất thêm lần kéo dài tới đồng hồ Những người biển thấy hình ảnh tàu lơ lửng phía xa bầu trời Hãy giải thích tượng trên? Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 8a HIỆN TƯỢNG ẢO ẢNH QUANG HỌC Ảo ảnh phản chiếu, có điều gương khơng phải kính, khơng phải nước, mà khơng khí Nguyên nhân ảo ảnh quan sát tự nhiên thường chênh lệch nhiệt độ lớp khơng khí gây nên hiệu ứng khúc xạ phản xạ tồn phần Có hai loại ảo ảnh thế: Ảo ảnh sa mạc: Ảo ảnh lộn ngược nằm vật thật thường quan sát thấy sa mạc, hay đường nhựa vào ngày trời nắng nóng Nguyên nhân chênh lệch nhiệt độ lớp khơng khí: mặt đất hấp thụ nhiệt từ tia sáng mặt trời xạ ngược trở lại khơng khí khiến cho lớp khơng khí sát mặt đất (hoặc sát mặt đường) nóng lớp khơng khí bên Khi độ cao tăng nhiệt độ giảm, nên mật độ lớp khơng khí bên đậm đặc độ chiết suất cao Khi tia sáng từ vật qua lớp khơng khí bị khúc xạ nhiều lần có đường cong, thoai thoải hướng xuống Càng xuống gần mặt đất, bị khúc xạ, độ lớn góc tới tăng dần đến lúc vượt qua giá trị góc khúc xạ giới hạn làm xảy tượng phản xạ toàn phần, tia sáng bị phản xạ, hướng lên trên, đến mắt người quan sát, khiến cho họ trơng thấy bóng vật lên mặt đất Ví dụ, trời mùa hè nắng nóng, đường quốc lộ ta cảm thấy mặt đường lấp lống mặt nước soi bóng phương tiện ôtô, xe máy, ; hay người sa mạc thường ảo giác thấy trước mặt hồ nước Ảo ảnh đại dương: bóng mờ vật thể lớn (như tàu thuyền, hay chí dãy núi, hịn đảo, thành phố) lên bầu trời, mặt biển gần bờ Nguyên nhân tượng có lớp khơng khí lạnh nằm sát mặt nước, lớp khơng khí bên nóng mặt trời sưởi ấm Cơ chế xảy giống hệt loại thứ nhất, hướng tia sáng ngược lại Khi đó, tia sáng từ vật thể lớn, tỉ dụ thuyền, hướng lên trên, khúc xạ mà thay truyền theo đường thẳng theo đường cong với góc tới ngày lớn, đến lớn góc khúc xạ giới hạn, bị phản xạ hướng xuống đến mắt người quan sát, làm cho người thấy bóng lộn ngược thuyền bầu trời Phiếu học tập số 8c Giải thích kim cương lại có màu sắc lấp lánh, rực rỡ? Người ta tạo nhiều mặt cho viên kim cương để làm gì? Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 8c Chiết suất cao kim cương, vào khoảng 2,417, lớn so với 1,5 thủy tinh thông thường, lớn chiết suất khơng khí, ánh sáng chiếu vào chúng xảy tượng phản xạ toàn phần liên tiếp bên vật Lúc này, tia sáng theo nhiều góc đến mắt người quan sát làm cho ta thấy chúng sáng lấp lánh Người ta tạo nhiều mặt cho kim cương hay vật pha lê để làm cho chùm tia tới có nhiều khả phản xạ tồn phần góc tới khác ứng với mặt khác nhau, làm cho kim cương lóng lánh Phiếu học tập số 8d Cáp quang gì? Nêu cấu tạo số ứng dụng cáp quang? Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 8d CÁP QUANG Là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ tồn phần để truyền tín hiệu Cấu tạo: - Phần lõi: suốt, thuỷ tinh siêu sạch, có chiết suất lớn n1 - Phần vỏ bọc: suốt, thủy tinh, có chiết suất n2< n1 Cơng dụng Làm đèn trang trí, đồ chơi Trong thông tin liên lạc: truyền thông tin cáp quang Truyền thông tin cáp quang nước Dịch vụ Internet cáp quang Trong y học: Nội soi b Các thí nghiệm: - Thí nghiệm phát hiện tượng khúc xạ ánh sáng: cốc nước, que khuấy, hịn sỏi - Thí nghiệm khúc xạ ánh sáng phản xạ tồn phần: vịng trịn chia độ, khối nhựa bán trụ chùm laze, nguồn điện, giá đỡ Học sinh - Ôn lại kiến thức vềkhúc xạ ánh sáng học lớp - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Làm nảy sinh phát biểu vấn đề tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng a Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức - Từ kiến thức biết tượng khúc xạ học lớp 9, kích thích HS tìm hiểu mối quan hệ định lượng tượng khúc xạ ánh sáng b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: ý kiến nhóm d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV tiến hành TN phát hiện tượng khúc xạ ánh sáng, cách cắm que khuấy vào cốc nước Yêu cầu HS quan sát tượng nêu nguyên nhân dẫn đến tượng Bước Cá nhân quan sát: Bước Bước - Hiện tượng: Que khuấy bị gãy mặt nước - Nguyên nhân: Sự khúc xạ ánh sáng - GV đặt vấn đề: Trong chương trình lớp 9, ta bước đầu tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng Nêu vài hiểu biết em tượng khúc xạ ánh sáng? - Sử dụng kĩ thuật KLW + Đề nghị HS động não nhanh ghi hiểu biết tượng khúc xạ ánh sáng vào cột K Cả GV HS ghi nhận hoạt động vào cột K Hoạt động kết thúc HS nêu tất kiến thức biết khúc xạ ánh sáng GV tổ chức cho HS thảo luận em ghi nhận +Nêu điều em muốn biết thêm tượng khúc xạ ánh sáng cột W + Cột L hoàn thành sau HS học xong học K W L - Hiện tượng khúc - Mối quan hệ định xạ ánh sáng lượng góc tới tượng tia sáng góc khúc xạ? từ mơi trường - Khi góc khúc suốt sang mơi xạ lớn góc tới, trường suốt góc khúc xạ khác bị gãy khúc nhỏ góc tới mặt phân cách - Có phải chiếu hai mơi trường ánh sáng từ môi - Khi tia sáng truyền trường sang mơi từ khơng khí sang trường xảy nước, góc khúc xạ tượng khúc xạ nhỏ góc tới khơng? Nếu khơng - Khi tia sáng truyền xảy tượng từ nước sang không khúc xạ ánh sáng khí, góc khúc xạ lớn xảy tượng góc tới gì? GV đặt vấn đề: Ở lớp 9, em tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng mặt định tính Trong học này, ta khảo sát đầy đủ tượng mặt định lượng Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Khảo sát định lượng tượng khúc xạ ánh sáng Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng a Mục tiêu: - Thiết kế phương án TN khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Sự khúc xạ ánh sáng a Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác b Định luật khúc xạ ánh sáng Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) ln ln khơng đổi: sin i sin r = số d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng: Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác - Giới thiệu khái niệm tượng khúc xạ ánh sáng: SI: Tia tới I: Điểm tới N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách I IR: Tia khúc xạ IS’: Tia phản xạ i: Góc tới i’: Góc phản xạ r: Góc khúc xạ Bước Bước - GV giao nhiệm vụ: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số - HS thực nhiệm vụ theo nhóm Trong q trình hoạt động, HS sử dụng phiếu trợ giúp yêu cầu trợ giúp giáo viên thấy cần thiết - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Tổng kết nội dung kiến thức cần nắm: Từ kết TN trên, nhiều thí nghiệm khác, thu kết sau đây, gọi định luật khúc xạ ánh sáng:  Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới  Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: sin i sin r = số Hoạt động 2.2: Tìm hiểu chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối, tính thuận nghịch truyền ánh sáng a Mục tiêu: - Tìm hiểu chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối, tính thuận nghịch truyền ánh sáng b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Chiết suất môi trường a Chiết suất tỉ đối sin i Tỉ số không đổi sin r tượng khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối n 21 môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới): sin i sin r = n21 Nếu n21> r i : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến Ta nói mơi trường chiết quang mơi trường b Chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân khơng n2 Mối liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n21 = n1 Công thức định luật khúc xạ viết dạng đối xứng: n1sini = n2sinr d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV đặt vấn đề cần tìm hiểu: u cầu HS hồn thành phiếu học tập số - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết thảo luận + Đại diện nhóm trình bày + Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh đưa kiến thức chính: sin i Tỉ số khơng đổi sin r tượng khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối n21 môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới): sin i sin r = n21  Nếu n21> r < i : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến Ta nói mơi trường chiết quang môi trường  Nếu n21< r > i : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến Ta nói mơi trường chiết quang môi trường Bước - GV giao nhiệm vụ mới: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số - HS thực nhiệm vụ theo nhóm - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp: - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Tổng kết kiến thức chính: Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối môi trường chân khơng n2 Mối liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n21 = n1 Công thức định luật khúc xạ viết dạng đối xứng: n1sini = n2sinr C1 Viết công thức định luật khúc xạ với góc nhỏ (< 10°) Ta có cơng thức: n1sini = n2sinr  Với góc nhỏ i ≈ sini r ≈ sinr Công thức trở thành: n1.i = n2.r C2 Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0° Kết luận Vì n1 n2 khác 0, i = sini = => sinr = r = Kết luận: Tia sáng truyền vng góc với mặt phân cách hai mơi trường truyền thẳng, khơng bị gãy khúc (tức không bị khúc xạ) C3 Hãy áp dụng công thức định luật khúc xạ cho khúc xạ liên tiếp vào nhiều mơi trường có chiết suất n1, n2,… nn có mặt phân cách song song với Nhận xét Xét ánh sáng truyền từ môi trường (1) sang (2), sang (3) … cuối n Với môi trường (1) (2): n1sini1 = n2sini2 Với môi trường (2) (3): n2sini2 = n3sini3 Với môi trường (n – 1) (n): n(n-1)sini(n-1) = nnsinin Cuối ta được: n1sini1 = n2sini2 = n3sini3 = …nnsinin Nhận xét: Có thể viết tổng quát: nsini = số hình thức, cách viết giống với cách viết định luật bảo toàn Tia sáng bị bẻ cong truyền liên tiếp qua mơi trường suốt khác có chiết suất tăng dần Bước - GV vẽ lại đường truyền tia sáng thí nghiệm khảo sát định luật khúc xạ ánh sáng GV tiến hành lại TN với vòng tròn chia độ, ánh sáng theo chiều ngược lại Yêu cầu HS quan sát TN nhà hoàn thành phiếu học tập số - HS hoàn thành phiếu học tập nhà Hoạt động 2.3: Tìm hiểu tượng phản xạ tồn phần a Mục tiêu: - Mô tả tượng phản xạ toàn phần nêu điều kiện xảy tượng b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Hiện tượng phản xạ toàn phần a Định nghĩa Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt b Điều kiện để có phản xạ tồn phần Ánh sáng truyền từ mơi trường tới môi trường chiết quang n2  i  igh với sinigh = n1 d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS hoàn thành tập phiếu học tập số HS thực nhiệm vụ theo nhóm báo cáo kết quả: Theo định luật khúc xạ ánh sáng: n1sini =n2sinr a i=300: Sinr  n1 sini  Sinr  sin 300  2/3  r  41,800 n2 Sinr  Bước n1 sini  Sinr  sin 600  1,155 n Chùm tia khúc xạ lý xạ Chùm Vơ tia phản b i=60 Góc0:tới GV đặt dần) vấn đề: Tại ta khơng thể tính khúc xạ câu b? (tăng (Góc lệch, độ (Độgóc sáng) Có phải không xảy sáng) tượng khúc xạ ánh sáng trường hợp Nhỏ Lệchtaxađãpháp so tượng với tiakhúc - Rất mờ sáng chiếu Ở tiết-trước khảotuyến sát xạ ánh tớikhơng khí vào khối bán trụ thủy tinh Khi thay đổi góc ánh sáng từ tới, ta luôn- Rất thu sáng tia khúc xạ Bây ta tiến hành chiếu ánh Cósáng giá từ trị khối - Gần mặt phân cáchkhí Yêu- cầu Rất sáng bánnhư trụ sát ngồi khơng nhóm làm TN đặcvà hoàn biệt thành - Rấtphiếu mờ học tập số igh - GV quan Có giá trị - Khơng cịn - Rất sáng sát lớn lựa igh chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp Dự kiến câu trả lời HS: Câu 1: Khi chiếu tia sáng tới mặt phân cách hai môi trường suốt phần tia sáng bị hắt ngược trở lại (tuân theo định luật phản xạ ánh sáng) phần truyền sang môi trường (tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng) Câu 2: Khi tăng dần góc tới góc khúc xạ tăng dần, đến giá trị định thấy tia khúc xạ bị đột ngột đổi hướng, hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới (khơng cịn tia khúc xạ) Câu 3: Xác định giá trị góc giới hạn phản xạ toàn phần Khi r = 900: n1 sin igh  n2 sin 90  n2 � sin gh  i  igh : s inr  Bước Bước : n2 n1 n1 sin i  n2 , điều vơ lý nên khơng có Câu 4: Khi tia khúc xạ - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh tổng kết nội dung kiến thức chính: ii Bước igh gh Khi , toàn tia sáng tới bị phản xạ mặt phân cách Hiện tượng gọi tượng phản xạ tồn phần - GV giao nhiệm vụ: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số - HS thực nhiệm vụ theo nhóm - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Tổng kết nội dung kiến thức cần nắm: Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai mơi trường suốt  Điều kiện để có phản xạ toàn phần + Ánh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang n2 + i  igh với sinigh = n1 Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức học b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS: - Hoàn thành bảng KWL đầu - Các nhóm hồn thành phiếu học tập số phiếu học tập số (mỗi nhóm hồn thành phiếu 8a, 8b, 8c, 8d) để tìm hiểu ứng dụng tượng khúc xạ phản xạ toàn phần Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm, sử dụng phiếu trợ giúp cần thiết Bước GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh, quan sát ghi để phát khó khăn HS q trình học tập, ghi vào sổ theo dõi trường hợp cần lưu ý (nếu cần) Bước - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp Bước - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung: - Tìm hiểu thêm số ứng dụng tượng khúc xạ phản xạ Vận dụng kiến toàn phần thức - Làm tập SGK V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 49: BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức - Củng cố lại kiến thức liên quan đến tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thông tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Làm số tập khúc xạ ánh sáng, phản xạ tồn phần - Rèn luyện kĩ tính tốn suy luận cho học sinh Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Game powerpoint: Cùng chăm sóc với 12 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập Bài tập 1: Một người nhìn xuống đáy dịng suối thấy hịn sỏi cách mặt nước 0,5m Hỏi độ sâu thực dòng suối người nhìn hịn sỏi góc   70 so với pháp tuyến mặt nước Biết nước có n = Bài tập 2: Có ba mơi trường (1); (2) (3) Với góc tới, ánh sáng từ (1) vào(2) góc khúc xạ 300, ánh sáng từ (1) vào (3) góc khúc xạ 450 a Hai mơi trường (2) (3) mơi trường chiết quang hơn? b Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần (2) (3) Học sinh - Ơn lại cơng thức khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a Mục tiêu: Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức học trước để làm tập liên quan b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần Bước HS trả lời câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải số tập trắc nghiệm thơng qua trị chơi: Cùng chăm sóc a Mục tiêu: - Giải số tập trắc nghiệm thơng qua trị chơi: Cùng chăm sóc b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu Chiết suất nước thủy tinh ánh sáng đơn sắc có giá trị 1,333 1,532 Chiết suất tỉ đối nước thủy tinh ứng với ánh sáng đơn sắc A 0,199 B 0,870 C 1,433 D 1,149 Lời giải: n nuoc _ thuy tinh  + Chọn đáp án B n nuoc 1,333   0,870 n thuy tinh 1,532 Câu Chiếu tia sáng đơn sắc từ khơng khí tới mặt nước với góc tới 60°, tia khúc xạ vào nước với góc khúc xạ r Biết chiết suất khơng khí nước ánh sáng đơn sắc 1,333 Giá trị r A 37,97° B 22,03° C 40,52° D 19,48° Lời giải: + n1 sin i  n s inr � 1.sin 60  1,333sin r � r  40,52 Chọn đáp án C Câu Tia sáng từ nước có chiết suất n = 4/3 sang thủy tinh có chiết suất n = 1,5 với góc tới i = 30° Góc khúc xạ góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới A 27,20 2,80 B 24,20 5,80 C 2,23.108m/s D 1,5.108m/s 0 Lời giải: �n � n1 sin i  n sin r � r  arcsin � sin i � �n � + �4 / � � r  arcsin � sin 300 �� D  i  r  300  26, 40  3, 60 �1,5 � Chọn đáp án D Câu Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thống chất lỏng có chiết suất n = Nếu tia phản xạ tia khúc xạ vng góc với góc tới A 30° B 60° C 75° D 45° Lời giải: r 90  i n1 sin i  n sin r ���� � sin i  sin  900  i  n 1;n  + � i  60 Chọn đáp án B Câu Nếu tia phản xạ tia khúc xạ vng góc với nhau, mặt khác góc tới 30° chiết suất tỉ đối n21 gần giá trị sau đây? A 0,58 B 0,71 C 1,7 D 1,8 Lời giải: + r 30 n1 sin i  n sin r ����� � n 21  r 900 i  600 � n 21  n sin i  n1 sin r sin 300  0,577 sin 600 Chọn đáp án A Câu Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thống chất lỏng có chiết suất n = 1,6 Nếu tia phản xạ tia khúc xạ hợp với góc 100° góc tới A 36° B 60° C 72° D 51° Lời giải: r 180  i n1 sin i  n sin r ���� � sin i  1, 6sin  80  i  n1 1,n 1,6 + � i  50,960 Chọn đáp án D Câu Chiếu tia sáng đơn sắc từ nước tới mặt phân cách với khơng khí Biết chiết suất nước khơng khí ánh sáng đơn sắc 1,333 Góc giới hạn phản xạ toàn phần mặt phân cách nước khơng khí ánh sáng đơn sắc A 41,40° B 53,12° C 36,88° D 48,61° Lời giải: sin i gh  n nho  � i gh  48, 610 n lon 1,333 + Chọn đáp án D Câu Biết chiế suất thủy tinh 1,5, nước 4/2 Góc giới hạn phản xạ toàn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước: A 46,80 B 72,50 C 62,70 D 41,80 Lời giải: sin i gh  n nho /  � igh  62, n lon 1,5 + Chọn đáp án C Câu Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phẳng tiêt diện vng góc khối suốt, đặt khơng khí, tam giác ABC vng A với AB = 1,2AC, hình vẽ Tia sáng phản xạ tồn phần mặt AC Trong điều kiện đó, chiết suất n khối suốt có giá trị nào? A n > l,4 B n < l,41 C l < n < l,42 D n > 1,3 Lời giải: AB  1, �   50,190 AC + + Vì SI  BC nên tia sáng truyền thẳng đện với góc tới I = 50,190 n sin  �sini gh  nho  n lon n + Vì J phản xạ tồn phần nên: tan    n sin i sin 50,190 1, Chọn đáp án D Câu 10 Một khối bán trụ suốt có chiết suất n = 1,414, đặt khơng khí Một chùm tia sáng hẹp nằm mặt phẳng tiết diện vng góc, chiếu tới khối bán trụ hình vẽ Chọn phương án A α = 60° tia khúc xạ ngồi khơng khí với góc khúc xạ 30° B α = 45° tia khúc xạ ngồi khơng khí với góc khúc xạ 60° C α = 60° tia khúc xạ là mặt phân cách D α = 30° xảy tượng phản xạ toàn Lời giải: sin i n  � sin r  1, 414sin  900    sin r n + �   600 � r  44,990 �   450 � r  890 � �   300 � r +� Chọn đáp án D d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV chia lớp thành đội thơng qua luật chơi: Có 10 câu hỏi trắc nghiệm Mỗi câu hỏi đưa ra, đội giơ tay giành quyền trả lời trước trả lời, câu trả lời thực nhiệm vụ chăm sóc phát triển cành là, trả lời sai đội lại quyền trả lời, sau hai lượt mà khơng có đội trả lời GV đưa đáp án chuyển sang câu hỏi khác Sau 10 câu trắc nghiệm, đội tốt đội chiến thắng Bước Các đội chơi trả lời câu hỏi Bước Sau câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS Bước Kết thức 10 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng có hình thức tun dương, khen thưởng (tun dương trước lớp, tràng pháo tay, điểm cộng,…) Hoạt động 2.2: Giải tập tự luận khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần a Mục tiêu: b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: CÂU HỎI TỰ LUẬN Bài tập 1: Một người nhìn xuống đáy dịng suối thấy sỏi cách mặt nước 0,5m Hỏi độ sâu thực dòng suối người nhìn hịn sỏi góc   70 so với pháp tuyến mặt nước Biết nước có n = Lời giải: Xét trường hợp người nhìn thep phương vng góc mặt nước - Tia sáng truyền hình vẽ: Ánh sáng từ S đến mặt nước khúc xạ vào mắt => mắt thấy S’ ảnh sỏi S * Khi r    70 HS’ = 0,5m Theo định luật khúc xạ ánh sáng ta có: n sin i  kk sin r nnuoc = ¾ HI => i = 45 Ta lại có: tanS = tani = HS HI tan i HS ' HS '.tan r   HS  tan i = 1,37m Và tanS’ = tanr = HS ' => tan r HS Vậy hịn sỏi cách mặt nước 1,37m * Khi nhìn vng góc n sin i i   kk  Ta có: sin r r nnuoc tan i i HS '   Và tan r r HS (1) (2) Từ (1) (2) => HS = nHS’ = 0,667m Bài tập 2: Có ba mơi trường (1); (2) (3) Với góc tới, ánh sáng từ (1) vào(2) góc khúc xạ 300, ánh sáng từ (1) vào (3) góc khúc xạ 450 a Hai môi trường (2) (3) mơi trường chiết quang hơn? b Tính góc giới hạn phản xạ tồn phần (2) (3) Lời giải: a - Ánh sáng truyền từ sang 2: n1 sin i  n2 sin 30 n2 sin 450    n3 sin 30 => - Ánh sáng truyền từ (1) sang (3) n1 sin i  n3 sin 45 => (2) chiết quang (3) sin igh  s in300  sin45 i  450 b Góc giới hạn phản xạ tồn phần: => gh d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước GV quan sát, theo dõi, hỗ trợ HS cần thiết Bước Bước - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập HS Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Tự dựng tập đơn giản để đố bạn tự đưa hướng giải cho bạn - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung : Từ nội dung tập phương pháp giải tập phiếu học tập số 2, Rèn khả hay tự đề tập tương ứng dạng với tập (kèm đề hướng giải) V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) ... khúc xạ ánh sáng a Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác b Định luật khúc xạ ánh sáng Tia khúc. .. dựng định luật khúc xạ ánh sáng a Mục tiêu: - Thiết kế phương án TN khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng - Phát biểu định nghĩa tượng khúc xạ ánh sáng - Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng b Nội dung:... mặt nước - Nguyên nhân: Sự khúc xạ ánh sáng - GV đặt vấn đề: Trong chương trình lớp 9, ta bước đầu tìm hiểu tượng khúc xạ ánh sáng Nêu vài hiểu biết em tượng khúc xạ ánh sáng? - Sử dụng kĩ thuật