8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.2.2. Bài 36 Nhiễu xạ ánh sáng Giao thoa ánh sáng
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?
Quan sát TN và cho biết cái gì trở thành nguồn phát sóng ánh sáng?
Phần ánh sáng chồng lên nhau như hình xuất phát từ đâu?
Tần số và độ lệch pha của hai sóng ánh
sáng phát ra từ S1và S2 có đặc điểm gì?
Thế nào là hai sóng kết hợp, vùng giao thoa? Nêu kết luận về hiện tượng giao thoa?
Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa?
Yêu cầu HS trả lời các câu C1, C2,C3,C4.
Khi nhìn ánh sáng phản xạ trên các váng dầu, mỡ hoặc bong bóng xà phòng, các em thấy
có những vân màu sặc sỡ hiện tượng này là
hiên tượng giao thoa ánh sáng trên bản mỏng.
Hoạt động 4: Củng cố bài học và dặn dò (7 phút)
Hoạt động HS Hoạt động GV
Đọc phiếu học tâp, suy nghĩ
Trình bàyđáp án
Lựa chọn phương án trả lời
HS trả lời các câu hỏi
Yêu cầu HS trả lời câu hỏi trong phiếu học
tập củng cố bài. Gợi ý
Yêu cầu HS trả lời câu hỏi trong SGK.
Dặn dò: Ôn kiến thức, chuẩn bị bài tiếp
theo. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Phiếu học tập củng cố bài
Câu 1: Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng? Nêu ví dụ.
Câu 2: Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng giao nhau phải: A. Cùng cường độ và cùng bước sóng
B. Cùng cường độ và có độ lệch p ha không đổi C. Cùng cường độ và cùng tần số
D. Cùng tần số và có độ lệch pha không đổi
Câu 3: Hai nguồn sáng nào dưới đây là hai nguồn sáng kết hợp?
A. Hai ngọn đèn đỏ
B. Hai ngôi sao
C. Hai đèn LED lục
D. Haiảnh thật của cùng một ngọn đèn xanh qua hai t hấu kính hội tụ khác nhau
Câu 4: Chọn câu đúng:
Trong TN về hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng của Y-âng, trên màn quan sát thu được
hìnhảnh giao thoa gồm:
A. Chính giữa là vạch trắng, hai bên có những dải màu
B. Một dải màu như cầu vồng biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
C. Các vạch sáng và tối xen kẽ lẫn nhau
D. Chính giữa là vạch trắng, hai bên có những dải màu cách đều nhau
Câu 5: Từ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là đúng về chiết suất của môi trường?
A. Chiếtsuất của môi trường như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc
B. Chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ lớn hơn ánh sáng tím
C. Chiết suất của môi trường đối với ánh sáng tím lớn hơn ánh sáng đỏ
D. Chiết suất của môi trường nhỏ đối với môi trường có nhi ều ánh sáng truyền qua.
Đáp án phiếu học tập: Câu 2 (D), Câu 3 (D), Câu 4 (A), Câu 5 (C)
V. Rút kinh nghiệm bổ sung
... ... ... ...