8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.2. Thiết kế giáo án một số bài học
4.2.1. Bài 35. Tán sắc ánh sáng
Tiết: …theo phân phối chương trình I. Mục tiêu
1. Kiến thức
Mô tả và giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng. Nắm được ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc.
Nắm được chiết suất của một chất trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau và tăng dần từ đỏ đến tím.
2. Kĩ năng
Rèn luyện kĩ năng phương pháp tương tự.
Vận dụng giải thích được các hiện tượng vật lí trong đời sống.
Vận dụng giải các bài tập về tán sắc ánh sáng.
II. Chuẩn bị
1. GV:
Bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng tán sắc theo sơ đồ hình 35.1, 35.2 . Bảng vẽ sẵn hình 35.1, 35.2 .
Đĩa bằng giấy cứng có 7 màu như hình 35.3. Chuẩn bị phiếu học tập.
2. HS:
Ôn kiến thức về lăng kínhvà cách vẽ đường đi của tia sáng qua lăng kính lớp 11.
Đọc bài mới trước khi đến lớp.
Giọt sương khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào.
Quan sát bóng đèn sau
một lọ nước
Hiện tượng cầu vồng
sau cơn mưa
Ánh sáng bị tán sắc khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
TN (H.35.1): Sự tán sắc ánh sáng
Ánh sáng trắng->lăng kính=>chùm sáng biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Hệ quả: lăng kính đã nhuộm màu ánh sáng trắng thành ánh sáng màu?
TNKT: Đặt sau lăng kính P một lăng kính P’ giống hệt lăng kính P làm thành bản mặt song song.
- TN của Niu-tơn về ánh sáng đơn sắc.
- Tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng bằng bìa cứng.
Củng cố và hướng dẫn về nhà. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh
sáng vàứng dụng của sự tán sắc
Các cơ hội bồi dưỡng năng lực tự học cho HS trong bài học:
Cơ hội 1: HS giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng, giải thích hiện tượng cầu vồng, hiện tượng giọt sương lấp lánh nhiều sắc khi có ánh sáng Mặt Trời chiếu vào?
Cơ hội 2: Trong thực tế em đã gặp hiện tượng tán sắc ánh sáng nào? Cơ hội 3:Các hiện tượng tán sắc nào HS đã gặp trong thực tế?
IV. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Chuẩn bị kiến thức (5 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
HS thảo luận nhóm ôn lại kiến thức cũ và phát biểu.
Lăng kính là khối trong suốt, đồng chất,
giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song.
Hai mặt phẳng giới hạn ở trên được gọi là cạnh của lăng kính. Mặt đối diện với cạnh là
đáy của lăng kính.
Khi chiếu tia sáng tới mặt bên của lăng
kính. Tia sáng này sẽ bị khúc xạ khi qua các
mặt bên và ló ra theo tia JR.
GV nêu các câu hỏi:
Trình bày cấu tạo của lăng kính?
Trình bàyđường đi của một tia sáng qua lăng kính? A i i11 R R i i22 J J r r22 r r11 D D S S I I ? ?
Hoạt động 2: Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng (8 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Nghe GV đặt vấn đề
Nhìn thấy hình ảnh cầu vồng qua
bể nước.
Quan sát nhận xét hiện tượng xuất
hiện khi chưa có lăng kính và khi có
lăng kính.
Chúng đều bị lệch về phía đáy lăng
kính.
Chùm ánh sáng sau khi qua lăng
kính không những bị lệch về phía đáy
mà còn bị tách ra thành các chùm sáng có màu khác nhau.
HS rút ra kết luận về hiện tượng tán
sắc ánh sáng.
HS đề xuất cách KT xem có phải lăng kính đã làm thay đổi màu sắc ánh
sáng?
Trong những ngày hè, khi cơn mưa vừa
tạnh trên bầu trời đôi khi xuất hiện cầu vồng
nhiều màu sắc, vắt ngang vòm trời. Vậy nguyên nhân nào gây ra điều này?
Đặt mắt nhìn sát mặt bên một bể cá vàng hình hộp mà phía bên vuông góc có một ngọn đèn, nhìn thấy hìnhảnh thế nào?
Tiến hành TN H35.1, GV định hướng
HS quan sát. Yêu cầu HS nhận xét.
Quan sát phương của chùm tia sáng đi
trong lăng kính và chùm tia sáng ló ra lăng
kính?
Từ những đặc điểm trên em rút ra kết
luận gì?
Phát biểu kết luận về hiện tượng tán sắc
ánh sáng.
Có phải lăng kính đã làm thay đổi màu sắc ánh sáng?
Hoạt động 3 (15 phút): Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Nghe GV đặt vấn đề vào bài . Trong thí nghiệm trên có phải thủy tinh làm thay đổi màu sắc ánh sáng trắng chiếu vào nó không?
?
?
? ?
Quan sát GV làm thí nghiệm và kết quả thu được.
Khi đi qua lăng kính, chùm sáng
bị lệch nhưng màu sắc không đổi.
Góc lệch khác nhau. HS rút ra kết
luận về ánh sáng đơn sắc.
Nghe GV đặt vấn đề vào bài.
Quan sát TN và kết quả thu được.
Dãi sáng thuđược ở TN về sự tán
sắc ánh sáng là dãi màu liên tục, còn dãi sáng thu được ở TN tổng hợp này là dãi sáng trắng.
Nghe, ghi nhớ lời GV.
Làm thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc. Yêu cầu HS quan sát kết quả thu được.
Khi đi qua lăng kính hình ảnh thu được trên màn như thế nào?
Góc lệch của các chùm tia sáng có màu khác nhau như thế nào? Ánh sáng đơn sắc là gì?
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán
sắc mà chỉ bị lệch khi đi qua lăng kính. Đặt vấn đề về ánh sáng trắng.
Làm TN tổng hợp ánh sáng trắng.
Điều khác biệt về dãy ánh sáng trên màn
giữa TN về sựtán sắc ánh sáng và TN tổng hợp ánh sáng trắng? Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím. Ánh sáng trắng là một trường hợp của ánh sáng phức tạp, hay ánh sáng đa sắc.
Hoạt động 4: Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng (5 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
D = A(n-1)
Các thành phần đơn sắc bị khúc xạ
với những góc lệch khác nhau nên chiết suất của lăng kính với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau.
Công thức nào về lăng kí nh để thấy rõ góc lệch D của tia sáng truyền qua lăng kính phụ
thuộc vào chiết suất n của lăng kính?
Góc lệch của những lăng kính khác nhau cho thấy chiết suất của môi trường lăng kính như thế nào?
Chiết suất của một môi trường trong suốt có
quan hệ với màu sắc ánh sáng. ?
?
?
?
Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng (5 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
HS quan sát, thảo luận và đưa ra
cách giải thích riêng.
Nghe và biết thêm về ứng dụng
của hiện tượng tán s ắc ánh sáng.
GV cho HS quan sát hình ảnh cầu vồng,
yêu cầu HS giải thích?
Sau cơn mưa, trước khi tới mắt ta, các tia
sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong
các giọt nước.
GV nêu thêm một ứng dụng quan trọng của
hiện tượng tán sắc: chế tạo máy quang phổ.
Hoạt động 6: Củng cố (5 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Đọc phiếu học tập, suy nghĩ
Trình bàyđáp án (có giải thích lý
do chọn đáp án đó)
Lựa chọn phương án trả lời
Ghi tóm tắt nội dung bài học
Yêu cầu HS trả lời câu hỏi trong phiếu học
tập.
Gợi ý
Yêu cầu HS trả lời.
Tóm tắt bài học
Hoạt động 7: Hướng dẫn về nhà (2 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Ghi nhận lời căn dặn của GV Giao nhiệm vụ về nhà: làm các bài tập
trong SGK và sách bài tập có liên quan.
Yêu cầu HS chuẩn bị bài học tiếp theo: mỗi
tổ chuẩn bị 1 đèn pin nhỏ O, mạt đối diện khoét
một lỗ P đối diện với lỗ O, và 2 đến 3 lỗ xung
quanh lỗ P, các lỗ ở mặt này bịt kín khi nào quan sát TN thì mở ra.
Phiếu học tập củng cố bài
Câu 1: Giải thích sự tán sắc ánh sáng
Câu 2: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh:
A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc.
B.Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.
C. Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc.
D. Ánh sáng có bất kì màu gì, khiđi qua lăng kínhcũng bị lệch về phía đáy.
Câu 3: Chùm sáng Mặt Trời sau khi qua lăng kính đã bị phân tích thành các chùm sáng
có màu khác nhau, trong đó:
A. Chùm sáng màu đỏ bị lệch nhiều nhất. B. Chùm sáng màu đỏ bị lệch ít nhất.
C. Chùm sáng màu tím bị lệch ít nhất.
D. Chùm sáng màu đỏ và màu tím không bị lệch.
Câu 4: Khi sóng ánh sáng truyền từ môi trường này sang một môi trường khác thì: A. tần số không đổi, nhưng bước sóng thay đổi.
B. bước sóng không đổi, nhưng tần số thay đổi.
C. cả tần số lần bước sóng đều không đổi.
D. cả tần số lẫn bước sóng đều thay đổi.
Đáp án: Câu 2 (A): Câu 3 (B); Câu 4 (A)
V. Rút kinh nghiệm –bổ sung
... ... ... ...
4.2.2. Bài 36. Nhiễu xạ ánh sáng.Giao thoa ánh sángTiết: …theo phân phối chương trình Tiết: …theo phân phối chương trình
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
Mô tả và giải thích được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
Nắm được và giải thích được hiện tượng giao thoa ánh sáng, điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Thông qua hai hiện tượng này khẳng định tính chất sóng của ánh sáng.
2. Kĩ năng
Rèn luyện kĩ năng PPTT.
Vận dụng giải thích hiện tượng có liên quan trong đời sống hằng ngày. Vận dụng giải các bài tập.
II. Chuẩn bị
1. GV:
Sơ đồ mô tả thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng, thí nghiệm giao thoa ánh sáng.
Hình vẽ 36.1, 36.2, 36.3, 36.4.
2. HS:
Ôn lạihiện tượng giao thoa sóng cơ và hiện tượng nhiễu xạ sóng nước.
Chuẩn bị dụng cụ TN nhiễu xạ ánh sáng gồm: mỗi tổ chuẩn bị 1 đèn pin nhỏ, một
hộp giấy kín khoét một lỗ tròn nhỏ O, mặt đối diện khoét một lỗ P đối diện với lỗ O, và 2 đến ba lỗ xung quanh lỗ P, các lỗ ở mặt này bịt kín khi nào quan sát TN thì mở ra.
Trả lời câu hỏi trong phiếu học tập.
Khi nhìn ánh sáng Mặt Trời phản xạ trên màn nước xà phòng hay trên ván dầu, ta thấy có các vân màu sặc sỡ. Tại sao vậy?
Nhiễu xạ ánh sáng: - TN bố trí như hình 36.1 SGK:
Vệt sáng ab tạo bởi tia sáng từ S truyền thẳng qua lỗ O. Đứng ở
M vẫn thấy O.
Ánh sáng từ S qua lỗ O, lệch khỏi phương truyền thẳng tới mắt
ta. Lỗ O đã nhiễu xạ ánh sáng.
Định nghĩa hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Ánh sáng có tính chất sóng.
Mỗi chùm sáng đơn sắc là một chùm sáng có bước sóng và tần số xác định.
+ Trong chân không, ánh sáng có bước sóng:
f c
với c = 3.108 m/s
+ Trong môi trường có chiết suất n:
n ' Giao thoa ánh sáng: - TN bố trí như hình 36.3 SGK: + Kết quả:
Với F là kính lọc đỏ, tren màn E có vùng sáng hẹp xuất hiện
những vạch đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau, song song với khe
S. Các vạch sáng, vạch tối gọi là vân giao thoa. - Giải thích kết quả thí nghiệm:
- Kết luận: ánh sáng có tính chất sóng.
- Điều kiện giao thoa ánh sáng: 2 chùm sáng giao thoa nhau phải
là hai chùm sáng kết hợp.
Các cơ hội bồi dưỡng năng lực tự học cho HS trong bài học:
Cơ hội 1: HS quan sát thí nghiệm và rút ra kết luận về tính chất của ánh sáng?
Cơ hội 2: Suy luận tương tự giữa hìnhảnh quan sát được trong thí nghiệm ở hình 36.3 với hìnhảnh giao thoa của sóng cơ?
Cơ hội 3: HS quan sát hình 36.3,độ lệch pha của 2 nguồn S1và S2bằng bao nhiêu?
Cơ hội 4: Nếu ta thay khe S1, S2bằng 2 lỗ nhỏ S1, S2thì sẽ quan sát thấy gì?
Cơ hội 5: Khi ta chắn một trong hai khe S1hoặc S2, quan sát trên màn E có hiện tượng gì?
IV. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài (8 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Trả lời các câu hỏi của GV.
Chú ý, lắng nghe.
Nêu hiện tượng tán sắc ánh sáng. Ánh sáng đơn sắc là gì?
Ánh sáng trắng là gì? Nêu sự phụ thuộc
của chiết suất của một môi trường trong suốt
vào màu sắc ánh sáng.
GV đặt vấn đề vào bài như SGK.
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng nhiễu xạ (10 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Hiện tượng sóng lệch khỏi phương truyền thẳng và đi vòng qua vật cản gọi là nhiễu xạ sóng.
Mỗi tổ thực hiện TN lần lượt các thành viên quan sát, sau đó trả lời câu
hỏi của GV.
Quan sát TN
HS phát biểu
Hãy nhắc lại hiện tượng nhiễu xạ sóng?
Cho HS làm TN đã dặn trước (mỗi tổ tự
chuẩn bị 1 dụng cụ để làm quen với việc tự chế
tạo đồ dùng TN), 1 HS dùng mắt quan sát tại
các vị trí khác nhau trên các lỗ khoétở mặt sau
hộp giấy, rút ra nhận xét.
Chiếu cho HS quan sát hình 36.1, 36.2 và mô tả TN ảo về nhiễu xạ ánh sáng, hình ảnh
nhiễu xạ qua một lỗ tròn.
Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì?
?
?
?
Tương tự nhau.
Lắng nghe và ghi nhận.
Theo dõi và phát hiện vấn đề cần
nghiên cứu.
So sánh hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng và hiện tượng nhiễu xạ của sóng nước?
Để giải thích hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng,
Huy-ghen và Fre-nen đã khẳng định ánh sáng
có tính chất sóng, lỗ nhỏ hoặc khe nhỏ được
chiếu sáng có vai trò như một nguồn phát sóng
ánh sáng.
Trong chân không, bước sóng của ánh sáng đơn sắc được tính theo công thức
f c
, f
là tần số ánh sáng.
Trong môi trường có chiết suất n, bước
sóng của ánh sáng đơn sắc là ' . n nf c f c
Ở trên ra đã đưa ra giả thuyết ánh sáng có
tính chất sóng để giải thích hiện tượng nhiễu
xạ. Vậy thực sự ánh sáng có tính chất sóng hay
không thì ta tiến hành làm TN để tạo sự giao
thoa ánh sáng, vì giao thoa chính là hiện tượng đặc trưng của sóng.
Hoạt dộng 3: Tìm hiểu hiện tượng giao thoa ánh sáng (20 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Nhắc lại về giao thoa sóng cơ.
Quan sát và tìm hiểu cách bố trí
TN I-âng, chức năng của từng dụng cụ
thí nghiệm.
Quan sát TN và so sánh.
Nhận xét: điều này chứng tỏ đã xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Nhắc lại đặc điểm của giao thoa sóng cơ. Sau đó chốt lại khái niệm giao thoa sóng?
Bố trí TN hình 36.3 hay gọi là TN I -âng (có thể chiếu cho HS quan sát TN ảo), nêu đầy đủ dụng cụ, chức năng cho HS quan sát sơ đồ.
Tiến hành thí nghiệm cho HS quan sát
hiện tượng xảy ra và yêu cầu HS so sánh với
hìnhảnh giao thoa sóng cơ (Hình 16.2 trang 86
?
Thấy được các vạch sáng màu đỏ và các vạch tối. Nêu định nghĩa. Các vạch sáng và các vạch tối. Ánh sáng có tính chất sóng. Khe S Khe S1và khe S2 Cùng tần số và có độ lệch pha không đổi. Nêu định nghĩa
Hiện tượng giao thoa là một bằng
chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.
Hai chùm sáng giao nhau phải là hai chùm sáng kết hợp.
HS suy nghĩ và trả lời.
SGK Vật lý 12 NC), từ đó rút ra nhận xét.
Quan sát hình ảnh phía sau M2 bằng kính
lúp, em thấy được hiện tượng gì? Hiện tượng giao thoa là gì? Cái gìđược gọi là vân giao thoa? Ánh sáng có tính chất gì?