Giải pháp làm các dạng bài tập về lăng kính

MỤC LỤC I MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 2 Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG Cơ sở lý luận 1.1 Các định luật ngun lí quang hình 1.2 Những kiến thức lăng kính Thực trạng vấn đề Các giải pháp thực 3.1 Phương pháp chung giải tập v ật lí 3.2 Các loại tập vật lí lăng kinh 3.2.1.Các tập định tính v ề lăng kính .8 3.2.2.Các tập tính tốn lăng kính 10 3.2.3.Các tập đồ thị lăng kính 14 3.2.4.Các tập th ực nghiệm lăng kính 15 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 17 III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 18 Kết luận 18 2.Kiến nghị 18 Tài liệu tham khảo 20 Danh mục sáng kiến .21 Phụ lục 22 I Mở đầu Lý chọn đề tài Dạy học công việc mà đòi h ỏi người giáo viên ph ải sáng t ạo, ph ải trau dồi tiếp thu kiến thức mới, phương pháp m ới cho phù hợp với yêu cầu đào tạo nguồn lực xã h ội Với kinh nghiệm giảng dạy tơi nh ận th : Việc quan tr ọng trình dạy học làm để h ọc sinh h ứng thú, say mê học tập, thích học mơn Để làm điều ngồi vi ệc giáo viên phải chuẩn bị tốt kiến thức, giáo án, phương tiện, thi ết bị d ạy học Cần phải thay đổi cách dạy, cách đặt vấn đề, cách đặt câu h ỏi Đ ặt biệt tìm phương pháp mới, dạy cách học m ới hiệu hơn, dễ tiếp thu, giảm bớt áp lực học tập Bài tập vật lí khâu quan trọng q trình d ạy h ọc, m ột phương pháp dạy học, cầu nối để học sinh từ t tr ừu t ượng đ ến trực quan sinh động ngược lại Bài tập phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để ôn tập, để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, bồi dưỡng ph ương pháp nghiên cứu khoa học Chính việc giải tốt tập vật lí góp phần to lớn việc phát triễn tư cho h ọc sinh Hiện trắc nghiệm khác quan trở thành phương pháp ch ủ đ ạo kiểm tra đánh giá trường học, ki thi quốc gia đ ể đánh giá chất lượng dạy học Với hình thức thi trắc nghiệm nội dung kiến thức tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm v ững toàn ki ến thức chương trình Trong đề thi tốt nghiệp trung h ọc ph ổ thơng, ta thấy tập đề có đầy đủ loại tập nh tập đ ịnh tính, tập tính tốn, tập đồ thị, tập thí nghiệm Đây bốn lo ại tập mà học học sinh gặp trình h ọc Nh ưng h ọc sinh thường yếu một, hai ba loại tập , có th ể kh ả c học sinh, hay cách dạy giáo viên ch ỉ trọng vào m ột s ố lo ại tập định , hay sách giáo khoa, sách tham kh ảo ch ỉ t ập trung vào số loại tập định Trong q trình giảng dạy tơi nhận thấy h ầu h ết h ọc, ta đưa vào q trình dạy học đầy đủ bốn loại t ập ( đ ịnh tính, tính toán, đồ thị, thực nghiệm) với mức độ, yêu cầu khác Qua giúp học sinh có kiến thức , kĩ đ ầy đ ủ nh ất, h ọc t ập đạt hiệu cao Với mong muốn hình thành thói quen, m ột ph ương pháp d ạy học vật lí học, học sinh phải làm đầy đ ủ bốn loại tập vật lí tập định tính, tập tính tốn, t ập đ th ị t ập thực nghiệm nên viết đề tài “ Giải pháp làm dạng tập lăng kính” Mục đích nghiên cứu + Giúp giáo viên thấy rằng, học v ật lí đ ều đưa ra, phải thực đầy đủ bốn kiểu tập cho học sinh làm, phát triễn cách đầy đủ kiến th ức kĩ cho học sinh + Phát triễn rèn luyện cho học sinh giải loại tập khác trong vật lí + Giúp học sinh nắm vững kiến thức, kĩ v ề ph ần lăng kính Đối tượng nghiên cứu + Các tập lăng kính chương trình vật lí l ớp 11 + Đối tượng sử dụng đề tài là: Học sinh lớp 11, lớp 12 dùng trình học tập, luyện thi trung học phổ thông, thi h ọc sinh gi ỏi c ấp tr ường, c ấp tỉnh Giáo viên sử dụng đề tài tài liệu tham khảo hay, m ột phương pháp hay áp dụng vào trình giảng dạy Phương pháp nghiên cứu Khi xác định vấn đề nhiệm vụ nghiên cứu dùng ph ương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp điều tra giáo dục Phương pháp quan sát sư phạm Phương pháp thống kê, tổng hợp , so sánh Phương pháp mô tả mô thí nghiệm ảo Các phương pháp thực nghiệm dạy học vật lý II Nội dung Cơ sở lý luận 1.1 Các định luật nguyên lí quang hình Ánh sáng đối tượng nghiên cứu quang học Quang hình h ọc nghiên cứu truyền ánh sáng qua môi trường suốt nghiên cứu tạo ảnh phương pháp hình học Nhờ nghiên cứu quang hình học, người ta chế tạo nhiều dụng cụ quang cần thiết cho khoa h ọc đời sống Kiến thức quang hình thể thể ba đ ịnh luật nguyên lí sau : Định luật truyền thẳng ánh sáng: Trong môi trường suốt đồng tính, ánh sáng truyền theo đ ường thẳng Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp ến) phía bên pháp tuyến so với tia tới + Góc phản xạ ln góc tới i’=i Định luật khúc xạ ánh sáng + Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp ến) phía bên pháp tuyến so với tia tới + Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc t ới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) không đổi: sin i sin r = số Nguyên lí thuận nghịch truyền ánh sáng Anh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đ ường Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = n21 1.2 Những kiến thức lăng kính 1.2.1 Cấu tạo lăng kính Lăng kính khối chất suốt, đồng chất, gi ới h ạn b ởi hai m ặt phẳng khơng song song, thường có dạng lăng trụ tam giác Một lăng kính đặc trưng bởi: + Góc chiết quang A; + Chiết suất n r1 r2 i1 I2 S R J A B D I 1.2.2 Đường tia sáng qua lăng kính Gọi n chiết suất tỉ đối lăng kính với mơi trường chứa nó, n= nlangkinh nmoitruong [1] Chiều lệch tia sáng   n > 1: Lệch đáy lăng kính, trường hợp th ường di ễn n < 1: Lệch đỉnh lăng kính, trường hợp gặp Xét trường hợp thường gặp n>1: - Tia sáng ló JR qua lăng kính bị lệch phía đáy c lăng kính so v ới phương tia sáng tới - Vẽ đường tia sáng đơn sắc qua lăng kính: - Khi tia sáng vng góc với mặt lăng kính thẳng - Nếu r2 < igh: tia sáng khúc xạ ngồi, với góc ló i2 ( sin i2 = n sin r2 ) - Nếu r2 = igh => i2 = 900: tia ló sát mặt bên thứ lăng kính - Nếu r2 > igh : tia sáng phản xạ toàn phần mặt bên 1.2.3 Cơng thức lăng kính: - Cơng thức lăng kính: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; Góc chiết quang: A = r1 + r2 Góc lệch: D = i + i2 – A [1] - Nếu góc chiết quang A < 100 góc tới nhỏ, ta có: i = nr1; i2 = nr2; Góc chiết quang: A = r1 + r2 Góc lệch: D = A(n - 1) [1] 1.2.4 Góc lệch cực tiểu: Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu đường tia sáng đối xứng qua mặt phân giác góc chiết quang lăng kính Ta có: i1 = i2 = im(góc tới ứng với độ lệch cực tiểu) r1 = r2 = A/2 Dm = 2.im – A hay im = (Dm + A)/2 sin(Dm + A)/2 = n.sinA/2 [2] 1.2.5 Điều kiện để có tia ló mặt bên thứ hai: - Đối với góc chiết quang A: A ≤ 2.igh - Đối với góc tới i: i1 ≥ i0 với sini0 = n.sin(A – igh) [3] 2.Thực trạng vấn đề 2.1 Thực trạng giải loại tập vật lí học sinh Qua thực tế giảng dạy trường qua trao đổi với đồng nghi ệp trường các trường khác nhận thấy: - Số học sinh thích, ham học vật li chọn mơn vật lí kì thi đại học, học sinh giỏi , có xu hướng giảm dần Số học sinh thích chon mơn vật lí mơn tự chọn đ ể h ọc giảm dần theo khối từ khối 10 đến khối 11 khối 12 Đa số học sinh làm tập vật lí trường trung h ọc ph ổ thông, đ ặc biệt lớp 10 11 chủ yếu kiểu tập định tính t ập tính tốn Rất khơng có làm kiểu tập đồ th ị ho ặc t ập v ề thực nghiệm Có đến lớp 12 với em ơn thi v ật lí m ới xu ất hi ện nhiều kiểu tập đồ thị thực nghiệm Hiện tập vật lí sách giáo khoa, sách t ập cách sách tham khảo lớp 10, lớp 11 chủ yếu ki ểu t ập đ ịnh tính tính tốn mà khơng có có ki ểu v ề đ th ị v ề th ực nghiệm 2.2 Nguyên nhân Về phía giáo viên: Trong q trình giải dạy thường khai thác tập sách giáo khoa mà chủ yếu tập tính tốn Vì thiết b ị thí nghiệm trường khơng có có cũ hay bi h hỏng nên giáo viên cho học sinh làm thí nghiệm th ực hành Việc giáo viên soạn giáo án tiết tập mà có đầy đủ loại t ập đ ịnh tính, tập tính tốn, tập đồ thị tập thực nghiệm khơng có Về phía học sinh: Do trình độ, khả học sinh nên em th ường làm m ột s ố tập mức độ biết hiểu kiểu định tính tính tốn đơn giản Do chưa có phương pháp học tập tốt ch ưa có đam mê v ề v ật lí nên em chưa sâu tìm hiểu nghiên cứu cách đầy đ ủ ki ểu t ập vật lí Để khắc phục thực trạng trên, q trình dạy học tơi nghiên c ứu tìm tịi đưa sáng kiến “Phát triễn lực giải loại tập vật lí cho học sinh lăng kính” giúp cho giáo viên học sinh có sở kiến thức phương pháp đầy đủ để dạy học vật lí tốt h ơn 3.Các giải pháp thực 3.1 Phương pháp chung giải tập vật lí Bài tập vật li ph ương tiện t ốt nh ất đ ể rèn luy ện kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức thu nhận để giải vấn đề th ực tiễn Trong làm tập phải tự phân tích ều ki ện c đ ề bài, tự xây dựng lập luận nên tư học sinh phát tri ển, l ực làm việc tự lực nâng cao, tính kiên trì phát triển Giải tập vật lí khơng dừng lại phạm vi vận dụng kiến th ức học mà giúp rèn luyện cho học sinh tư sáng tạo Khi giải bài tập , học sinh phải nhớ lại kiến thức học, có phải sử dụng tổng hợp kiến thức nhiều ch ương, v ậy phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Bài tập vật lí ph ương tiện có hiệu để kiểm tra mức độ nắm vững kiến th ức, vận dụng kiến thức học sinh Phương pháp chung giải tập vật lí, với bước cụ thể sau: Bước 1: Tìm hiểu đầu Bước bao gồm việc xác định ý nghĩa thuật ngữ, phân bi ệt đâu ẩn số, đâu liệu Với tập tính tốn sau tìm hi ểu đ ầu cần dùng kí hiệu để tóm tắt đầu Trong tr ường h ợp c ần thi ết phải vẽ hình để diễn đạt điều kiện đầu Bước 2: Xác lập mối liên hệ liệu xuất phát ph ải tìm Phân tích nội dung tập, đối chiếu liệu xuất phát t ph ải tìm để làm sáng tỏ chất vật lí tượng mơ t ả Trong q trình phân tích, cần làm sáng tỏ số vấn đề sau: - Bài tập giải thuộc loại tập nào? Định tính hay đ ịnh l ượng? Bài tập thí nghiệm hay đồ thị - Đối tượng xét trạng thái nào? Ổn đ ịnh hay bi ến đ ổi? Nh ững điều kiện ổn định hay biến đổi nào? - Có đặc trưng định tính, định lượng biết ch ưa biết, m ối quan hệ đặc trưng biểu định luật, quy tắc, định nghĩa, công thức nào? Bước 3: Rút kết cần tìm Từ liên hệ cần thiết xác lập tiếp tục luận giải tính tốn đ ể rút kết cần tìm Bước 4: Kiểm tra biện luận kết Trong bước phải phân tích kết cuối để loại bỏ nh ững kết không phù hợp với điều kiện đầu không phù h ợp v ới th ực t ế Việc biện luận cách để kiểm tra s ự đ ắn q trình l ập luận Đơi nhờ biện luận mà học sinh có th ể tự phát sai lầm q trình lập luận vơ lí kết thu đ ược Trong thực tế việc giải tập vật lí khơng thiết ph ải tách bạch cách cứng nhắc bước bước trình bày trên, khơng ph ải bao gi xác lập xong xi hệ thống chương trình để rút kết cần tìm Có thể sau xác lập mối liên hệ vật lí tiếp tục thi ết lập mối liên hệ khác Nghĩa biến đổi mối liên hệ (các phương trình) xác lập xen kẽ, hịa l ẫn v ới vi ệc tìm tịi xác lập mối liên hệ cần thiết 3.2 Các loại tập vật lí lăng kinh Trong trình giảng dạy vật lí c ả ba kh ối 10, 11 12 nhận thấy tập học thiết kế đưa vào đ ầy đ ủ bốn loại tập tập định tính, tập tính tốn, t ập đ th ị tập thực nghiệm để học sinh làm Ở lấy v ật lí kh ối 11 làm mẫu lăng kính.Và tơi trình bày t ập d ưới d ạng trắc nghiệm, riêng phần tập thí nghiệm dạng t ự luận 3.2.1 Các tập định tính lăng kính 3.2.1.1 Nội dung tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, h ọc sinh không c ần ph ải thực phép tính phức tạp hay phải làm phép tính đ ơn giản, tính nhẩm Muốn giải tập định tính, học sinh phải thực phép suy luận lơgic, phải hiểu rõ ch ất (nội hàm) khái niệm, định luật vật lý nhận biết nh ững biểu chúng trường hợp cụ thể Đa số t ập đ ịnh tính u cầu học sinh giải thích dự đốn tượng xảy điều kiện xác định Bài tập định tính có nhiều ưu ểm m ặt phương pháp học Nhờ đưa lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, tập làm tăng thêm học sinh h ứng thú v ới môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát học sinh Vì ph ương pháp giải tập bao gồm việc xây dựng suy lý lôgic d ựa định luật vật lý nên chúng phương tiện tốt đ ể phát tri ển t học sinh Việc giải tập rèn luyện cho học sinh hi ểu rõ đ ược chất tượng vật lý quy luật chúng, d ạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc giải t ập đ ịnh tính rèn luyện cho học sinh ý đến việc phân tích n ội dung v ật lý tập tính tốn Do có tác dụng v ề nhiều m ặt nh nên tập định tính sử dụng ưu tiên hàng đầu sau h ọc xong lý thuy ết luyện tập, ôn tập vật lý Bài tập định tính có th ể t ập đ ơn giản, áp dụng định luật, quy tắc, m ột phép suy lu ật lơgic 3.2.1.2.Các tập ví dụ Câu Lăng kính cấu tạo khối chất suốt, đ ồng ch ất, thường có dạng hình lăng trụ Tiết diện thẳng lăng kính hình A Trịn B Elip C Tam giác D Chữ nhật Đáp án: C Vì theo định nghĩa lăng kính thường có dạng hình lăng trụ có tiết diện thẳng lăng kính hình tam giác Câu Biết lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC, góc chi ết quang A Tia sáng tới mặt bên AB ló mặt bên AC So v ới tia t ới tia ló A lệch góc chiết quang A B góc B C lệch đáy lăng kính D phương Đáp án: C So với tia tới tia ló lệch đáy lăng kính Câu Chiếu chùm sáng song song tới mặt bên lăng kính có tia ló mặt bên cịn lại Khi thay đổi góc tới (tăng dần ) tia tới góc lệch tia ló so với tia tới A tăng dần B giảm dần C không đổi D giảm tăng [2] 10 2.Kiến nghị + Đối với nhà trường: - - - Nên thành lập ban hay tổ phụ trách, đôn đ ốc, h ướng d ẫn vi ệc làm sáng kiến kinh nghiệm giáo viên trải nghiệm khoa học cho học sinh Tổ chức buổi trao đổi, thảo luận phương pháp d ạy h ọc, xây dựng chủ đề dạy học Các tổ nhóm chun mơn cần tổ chức tao đổi, thảo luận đề ển sinh năm để tìm mới, hay, từ đ ịnh h ướng cho vi ệc dạy học Đầu tư thí nghiệm vật lí đầy đủ, kịp thời Nhà trường nên đặt mua tạp chí phục v ụ cho d ạy h ọc nh t ạp chí tốn học tuổi trẻ, vật lí tuổi trẻ + Đối với Sở Giáo dục Đào tạo: Công bố, phổ biến sáng kiến kinh nghiệm hay đ ể giáo viên h ọc t ập, áp dụng vào trình dạy học Nên lùi thời điểm thu sáng kiến, vào th ời điểm cuối năm thường có nhiều việc phải làm, tất nhiên việc làm sáng kiến có chu ẩn b ị lên kế hoạch từ trước Nếu nên thu ch ấm sáng kiến vào th ời điểm sau kết thúc năm học khoảng 10 ngày XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Vũ Ngọc Liêm Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2021 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết sáng kiến Hoàng Anh 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vật lí 11 – Cơ – Lương Dun Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (ch ủ biên) – NXB GD – Năm 2016 (Tái bản) Vật lí 11 – Nâng cao – Nguyễn Thế Khôi (chủ biên) – NXB GD – Năm 2016 Cơng phá vật lí tập – Tăng Hải Tuân – Năm 2018 180 tốn quang hình – Đỗ Xn Hội – Nhà xuất Đại H ọc Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh – Năm 2005 Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 11 - tập – Trịnh Minh Hiệp Báo vật lí tuổi trẻ 21 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC C ẤP CAO H ƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Hồng Anh Chức vụ đơn vị cơng tác: Giáo viên vật lí trường THPT Ngọc Lặc TT 1 Tên đề tài SKKN Kết Cấp đánh giá xếp đánh Năm học loại giá xếp đánh giá (Phòng, loại (A, xếp loại Sở, Tỉnh ) B, C) Một số phương pháp giải tốn tìm cường độ hiệu Cấp Sở dụng dòng điện C 2016-2017 22 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Chứng minh góc lệch cực tiểu tia sáng qua lăng kính Trong trình dạy học, cơng thức góc lệch cực tiểu D thường xây dựng từ thực nghiệm ( Khi góc lệch cực tiểu tia t ới tia ló đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc chiết quang t suy i = i2 r1 = r2 = A/2 ) Trong q trình dạy học, tìm tịi , nghiên cứu tơi ch ứng minh lí thuyết cơng thức góc lệch cực tiêu D Cách 1: Để chứng minh D có giá trị cực tiểu i = i2 ,ta xét đạo hàm D theo i1 biểu thức : D = i1 + i2 – A suy (1) Vì r1 + r2 = A = const nên dr1 + dr2 = hay dr1 = - dr2 Lấy vi phân hệ thức: sini1 = n.sinr1 sini = n.sinr2 Ta có: cosi1di1 = ncosr1dr1 cosi2di2 = ncosr2dr2 = - ncosr2dr1 Vậy : suy ra: Từ hay Suy ra: cosi1.cosr2 = cosi2.cosr1 Bình phương hai vế: cos2i1.cos2r2 = cos2i2.cos2r1 ⇔ (1- sin2i1).(1 - sin2r2 ) = (1 - sin2i2).(1 - sin2r1 ) ⇔ ( 1- sin2i1).(1 - ) = (1 - sin2i2).(1 - ) ) ⇔ Vì suy i1 = i2 ( ta loại nghiệm i1 = - i2 ) Vậy Khi i1 = i2 = im có cực trị Gọi i0 góc tới i1 nhỏ để có tia ló : sini0 =n Sin(A – igh ) Ta có : i1 = i0 , i2 = 900 , ( lúc r2 = igh ,sinigh = 1/n ) Góc lớn i1 900 , cos900 = nên Ta có: ta có bảng biến thiên góc lệch D theo góc t ới i là: i1 i0 im 900 23 D - + i0 + 900 - A i0 + 900 - A Dmin = 2im - A Khi i1 = i0 ; D = i1 + i2 – A = i0 + 900 – A Khi i1 = 900 , i2 = i0 ( tính thuận nghich chiều truyền ánh sáng ), lúc D = i0 + 900 – A Ta có đường biểu diễn biến thiên D theo i sau D i0 +900 - A Dmin O D i0 im 900 i1 Ta nhận xét , ứng với giá trị D ta có hai giá trị c i ( giải thích tính chất cách dùng nguyên lí thu ận ngh ịch v ề chiều truyền ánh sáng ) Cách 2: i lần khúc xạ Góc lệch qua Xét tia sáng từ khơng khí vào n ước, chẳng hạn (HV) Gi ữa góc t ới góc khúc xạ có hệ thức: sini = nsinr Trong n chi ết suất c n ước Ta gọi D = i – r góc lệch tia sáng xét r Khi góc i tăng góc r tăng Ta chứng minh góc lệch D tăng Ta có: sini – sỉn = (n-1).sinr = Suy ra: Khi i tăng tử số biểu th ức tăng, m ẫu s ố gi ảm, suy D/2 tăng, tức D tăng Góc lệch tia sáng qua lăng kính 24 r1 r2 i1 I2 S R J A B D I Khi tia sáng qua lăng kính bị khúc xạ hai lần Ta có : A = r1 + r2 (1) D = i1 + i2 - A (2) Trong trường hợp đặt biệt tia tới tia ló đối xứng qua đ ường phân giác góc chiết quang, tức i1 = i2 = i0 Lúc : r1 = r2 = A/2 ; D = 2.i0 – A (3) sini0 = n.sin(A/2) (4) Ta chứng minh (3) góc lệch cực tiểu Muốn cần ch ứng minh : i1 + i2 2i0 (5) với i1 , i2 900 Ở ta chứng minh ( i – r ) tăng i tăng Do đó: i2 – r2 i1 – r1 i2 i1 ⇒ i2 – i r – r nế u i2 i Ta có: (6) Mặt khác: sini1 +sini2 = = n.(sinr1 +sinr2 ) = 2n suy ra: Kết hợp với (6), (4) (1), từ biểu th ức ta suy ra: Từ suy (5) điều cần chứng minh [6] 25 PHỤ LỤC 2: Phiếu Học Tập ( tiết tập lăng kính) Đây phiếu học tập mà dạy lớp 11A1 năm h ọc 2019 – 2020 Với đối tượng học sinh giỏi, em làm đầy đủ c ả bốn ki ểu t ập ( định tính, tính toán, đồ thị thực nghiệm) Với em học sinh trung bình làm ba hai kiểu tập Dưới phiếu h ọc t ập cho đối tượng học sinh giỏi I ) Trình bày công thức lăng kinh: 1)Các công thức tổng quát: 2) Các cơng thức với góc nhỏ: 3) Các cơng thức với góc lệch cực tiểu: 26 4) Các công thức liên quan đến điều kiện để có tia ló mặt bên th ứ hai II).Bài tập định tính: Câu Lăng kính phản xạ tồn phần khối lăng trụ thủy tinh có ti ết diện thẳng A tam giác vng cân B hình vng C tam giác D tam giác Câu Trong số dụng cụ quang, cần làm cho chùm sáng lệch góc vng, người ta thường dùng lăng kính phản xạ tồn ph ần thay cho gương phẳng A tiết kiệm chi phí sản xuất khơng cần mạ bạc B khó điều chỉnh gương nghiêng 45o, cịn lăng kính khơng cần điều chỉnh C lớp mạ mặt sau gương tạo nhiều ảnh phụ phản xạ nhiều lần D lăng kính có hệ số phản xạ gần 100% cao gương Câu 3: Góc lệch tia sáng truyền qua lăng kính góc tạo A hai mặt bên lăng kính B tia tới pháp tuyến C tia tới lăng kính tia ló khỏi lăng kính D tia ló pháp tuyến Câu Chiếu tia sáng đến lăng kính th tia ló m ột tia sáng đơn sắc Có thể kết luận tia sáng chiếu tới lăng kính ánh sáng: A Chưa đủ để kết luận C Tạp sắc B Đơn sắc D Ánh sáng trắng Câu Một lăng kính có góc chiết quang A nh ỏ chiết suất n, đặt nước có chiết suất n’ Chiếu tia sáng tới lăng kính với góc tới nhỏ Tính góc lệch tia sáng qua lăng kính 27 A D = A( C D = A( n − 1) n' B D = A( n' − 1) n D D = A( n + 1) n' n' + 1) n III ) Bài tập tính tốn: Câu 1: Lăng kính có chiết suất n =1,6 góc chiết quang A = o Một chùm sáng đơn sắc hẹp chiếu vào mặt bên AB lăng kính v ới góc t ới nh ỏ Tính góc lệch tia ló tia tới A 4,40 B 3,60 C 9,60 D 5,40 Câu 2: Chiếu tia sáng đơn sắc đến mặt bên lăng kính tiết diện tam giác ABC, theo phương song song với đáy BC Tia ló khỏi AC là mặt AC Tính chiết suất ch ất làm lăng kính ? A 1,58 B 1,52 C 1,62 D 1,48 Câu Một lăng kính có góc chiết quang A chiết suất n chiếu tia tới nằm tiết diện thẳng vào mặt bên góc tới i = 45o, góc lệch D đặt giá trị cực tiểu 30o, tìm chiết suất lăng kính A.1,2 B √3 C √2 D 3,21 Câu Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 chiết suất n Một tia sáng đơn sắc chiếu tới mặt bên lăng kính với góc tới i = 300 Tìm điều kiện chiết suất n để tia sáng bị phản xạ toàn phần mặt bên th ứ hai A B C D IV) Bài tập đồ thị: Câu 1: Một lăng kính có góc chiết quang A chiết suất n Một tia sáng tới lăng kính với góc tới i1 có góc lệch tia sáng D truyền qua lăng kính D Cho đồ thị biểu diễn biến thiên D theo i1 hình vẽ 200 Góc lệch cực tiểu Dmin gần với giá trị Dmin A) 15 B) 16 C) 17 D) 18 O 100 im 400 i1 Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 chiết suất n = Một tia sáng tới lăng kính với góc tới i1 có góc lệch tia sáng truy ền qua 28 lăng kính D Hỏi tăng góc tới i1 từ 350 lên đến 600 góc lệch D thay đổi A) Góc lệch D tăng B) Góc lệch D giảm C) Góc lệch D tăng giảm D) Góc lệch D giảm tăng Bài 3: Một lăng kính có góc chiết quang A nhỏ khơng đổi, chiết suất n lăng kính thay đổi Một tia sáng tới lăng kính với góc tới D nhỏ có góc lệch D Cho đồ thị biểu diễn biến thiên D theo n hình vẽ Tìm góc chiết quang A lăng kính ? A) 40 B) 50 C) 60 1,20 1,2 n D) 80 V) Bài tập thực nghiệm Câu ; Cho dụng cụ sau: - Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC ch ưa biết chiết su ất - Một nguồn sáng laze - Màn chắn sáng - Thước đo góc - Một bảng giá thí nghiệm Hãy trình bày sở lý thuyết cách làm thí nghiệm để xác định chiết suất lăng kính ánh sáng đơn sắc 29 Đáp án phần tập phiếu học tập: II).Bài tập định tính: Câu Đáp án: A Câu Đáp án: C Người ta thường dùng lăng kính phản xạ tồn ph ần thay cho g ương ph ẳng lớp mạ mặt sau gương tạo nhiều ảnh phụ phản xạ nhiều lần Câu 3: Đáp án : C Vì theo định nghĩa góc lệch tia sáng truyền qua lăng kính góc tạo tia tới lăng kính tia ló khỏi lăng kính Câu Đáp án : B Vì ánh sáng đa sắc qua lăng kính bị tán s ắc, t ức b ị tách thành nhiều tia sáng đơn sắc Câu Đáp án : A Vì góc nhỏ góc lệch : D = A(n-1) với n chi ết su ất t ỉ đ ối c ch ất làm lăng kính với mơi trường đặt lăng kính III ) Bài tập tính tốn: Câu 1: Đáp án : B Với góc nhỏ ta có góc lệch tia sáng truyền qua lăng kính D = A.(n -1) Hay D = 60.(1,6 -1) = 3,60 Câu 2: Đáp án : B Góc chiết quang lăng kính : A = 600 Tia tới song song với đáy BC nên góc tới i1 = 600 30 sini1 = n.sinr1 suy sinr1 = Tia ló là mặt AC nên góc i2 = 900 Sini2 = n.sinr2 suy sinr2 = cosr2 = Ta có : A = r1 +r2 hay r 1= A – r2 suy : sinr1 = sin (A – r2 ) = sinA.cosr2 – sinr2 cosA suy : n = 1,52 Câu Đáp án: C Câu Đáp án : B Ta có : Suy Ta có : Để tia sáng bị phản xạ toàn phần mặt th ứ hai ta ph ải có (1) Với sinr2 = sin( A – r1) = sinA Cosr1 – sinr1.cosA = Và sinigh = 1/n Thay vào (1) ta có : suy ra: IV) Bài tập đồ thị: Câu 1: Đáp án: D Từ đồ thị ta thấy góc tới 10 hay 400 góc lệch D Nên theo tính thuận nghịch chiều truyền ánh sáng góc t ới i = 100 góc ló i2 = 400 ngược lại 31 Ta có : D = i1 + i1 – A A = i1 + i1 – D = 10 + 40 – 20 =300 Ta có : sini1 = n.sinr1 ; sini2 = n.sinr2 r1 + r2 = A Suy : hay Vậy chiết suất : 1,6 Để góc lệch cực tiểu góc tới im vơi sinim =n.sin(A/2) =1,6.sin150 Suy im = 240 Dmin = 2im – A = 180 Bài 2: Đáp án: D Góc lệch D thay đổi theo góc tới i1 D Đồ thị biểu diễn biến thiên D theo i hình vẽ.Ta thấy góc tới i1 = im góc lệch nhỏ Dmin Với sinim = n.sin = suy im = 450 Dmin O 350 im 600 i1 Từ đồ thị ta suy góc góc tới i1 tăng từ 350 lên đến 600 góc lệch D giảm giá trị cực tiểu sau tăng Bài 3: Đáp án: C Khi góc tới góc chiết quang nhỏ, góc lệch tia sáng truy ền qua lăng kính : D = A.(n-1) Từ hình vẽ ta thấy n = 1,2 D = 1,2 nên góc chiết quang V) Bài tập thực nghiệm Câu ; Đáp án 32 Gắn lăng kính bảng cho có th ể quay lăng kính m ột cách d ễ dàng - Đặt chắn sáng phía sau lăng kính để hứng chùm sáng sau lăng kính - Dùng nguồn sáng Laze tạo chùm sáng hẹp chiếu tới đ ỉnh A lăng kính cho phần khơng qua lăng kính m ột ph ần qua lăng kính Phần khơng qua lăng kính truyền thẳng đến đập vào t ại H, ph ần tia sáng gặp lăng kính khúc xạ đến đập vào t ại M Góc MAH góc lệch D tia sáng - Quay lăng kính quanh trục vng góc với cạnh lăng kính cho đ ến góc lệch D đạt cực tiểu dừng lại - Khi góc lệch cực tiểu thi ta có: i1 = i2 r1 = r2 = A/2 i1 = Dmin = 2i1 – A suy D + A Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta được: sini = nsinr1 hay sin D + A A = n sin ⇒ n = 2 sin D + A A sin Dùng thước đo góc đo A D từ tính n 33 34 ... ph ương pháp d ạy học vật lí học, học sinh phải làm đầy đ ủ bốn loại tập vật lí tập định tính, tập tính tốn, t ập đ th ị t ập thực nghiệm nên viết đề tài “ Giải pháp làm dạng tập lăng kính? ?? Mục... luật xác định 3.2.2.2 .Các tập ví dụ Các tập tính tốn lăng kính có nhi ều d ạng t ập khác nhau, đưa số dạng Dạng 1: Tính tốn đại lượng lăng kính t công th ức c Câu 1: Một lăng kính có góc chiết quang... thí nghiệm dạng t ự luận 3.2.1 Các tập định tính lăng kính 3.2.1.1 Nội dung tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, h ọc sinh không c ần ph ải thực phép tính phức tạp hay phải làm phép tính