III. Xây dựng tiến trình dạy học
SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. Mục tiêu bài học:
- Về nội dung kiến thức:
• Học sinh trình bày được các khái niệm về sự khúc xạ ánh sáng, chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối của mơi trường, hiểu được các hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối; giữa chiết suất tuyệt đối và vận tốc truyền ánh sáng trong mơi trường • Phát biểu đúng định luật khúc xạ ánh sáng • Viết được cơng thức của định luật khúc xạ ánh sáng - Về kĩ năng: vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tốn khúc xạđơn giản. Trọng tâm kiến thức của bài học: - Khái niệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Khái niệm chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉđối
- Các hệ thức liên hệ về chiết suất và vận tốc truyền của ánh sáng trong mơi trường
- Định luật khúc xạ ánh sáng.
II. Chuẩn bị
1. Đối với giáo viên
- Chuẩn bị thí nghiệm minh họa bằng Flash về hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Tham khảo các tài liệu, sưu tầm một số hình ảnh cĩ liên quan đến bài học - Xây tiến trình dạy học
- Chuẩn bị một số câu hỏi trắc nghiệm để củng cố bài học và kiểm tra kiến thức của học sinh
Câu 1. Chọn câu trả lời đúng. Trong hiện tượng khúc xạ
A. gĩc khúc xạ r lớn hơn gĩc i B. gĩc khúc xạ r nhỏ hơn gĩc tới i C. gĩc khúc xạ r tỉ lệ thuận với gĩc tới i
D. gĩc khúc xạ r cĩ thể nhỏ hơn, lớn hơn gĩc tới i
Câu 2. Một tia sáng đi từ khơng khí chiếu đến một khối thủy tinh cĩ chiết suất 1,5. Cho gĩc tới bằng 400, tính gĩc khúc xạ.
A. 240 B. 25,40 B. 25,40
C. 600D. 650 D. 650
Câu 3. Chọn câu sai về hiện tượng khúc xạ.
A. Hiện tượng khúc xạ luơn luơn xảy ra khi ánh sáng truyền xiên gĩc tới mặt phân cách hai mơi trường.
B. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. C. Với hai mơi trường nhất định, tỉ số giữa sin của gĩc tới và sin của gĩc khúc xạ
luơn khơng đổi.
D. Do bản chất của hai mơi trường trong suốt, gĩc khúc xạ cĩ thể lớn hơn hay nhỏ
hơn gĩc tới
Câu 4. Chọn câu sai.
A. Chiết suất tỉ đối n21 là tỉ số giữa sin của gĩc tới i và sin của gĩc khúc xạ r. B. Chiết suất tuyệt đối n của mơi trường trong suốt bất kỳ cĩ giá trị lớn hơn 1. C. Chiết suất tỉ đối n21đo bằng tỉ số vận tốc ánh sáng V1 và V2 trong các mơi trường
1 và 2.
D. Chiết suất tuyệt đối n của mơi trường tỉ lệ thuận với vận tốc ánh sáng trong mơi trường đĩ.
Câu 5. Khi nĩi “Mơi trường 1 chiết quang hơn mơi trường 2” thì khẳng định nào sau đây đúng?
A. v1 > v2
B. v1 < v2
C. v1≥ v2
D. v1≤ v2
Câu 6. Biểu thức nào sau đây là sai?
A. 21 2 2 c n v B. 2 21 1 n n n C. 2 12 1 v n v D. 21 12 1 n n
Câu 6. Khi ánh sáng truyền xiên gĩc từ mơi trường chiết suất n1 sang mơi trường chiết suất n2 với n2 > n1 thì:
A. Gĩc khúc xạ nhỏ hơn gĩc tới B. Gĩc khúc xạ bằng gĩc tới C. Gĩc khúc xạ lớn hơn gĩc tới
D. Khơng kết luận được độ lớn của hai gĩc này
Câu 7. Chọn câu sai. Trong hiện tượng khúc xạ. A. Gĩc tới cĩ thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn gĩc khúc xạ
B. Tỉ số giữa gĩc tới với gĩc khúc xạ luơn khơng đổi
C. Tia sáng đi từ nước ra khơng khí thì gĩc khúc xạ lớn hơn gĩc tới D. Tia khúc xạ, tia phản xạ, tia tới cùng nằm trong cùng mặt phẳng
Câu 8. Vận tốc ánh sáng trong chân khơng là 3.108 m/s. Tìm vận tốc ánh sáng truyền trong nước cĩ chiết suất 4/3.
A. 2,25.108 m/s B. 4.108 m/s
C. 3.108m/s
D. Một giá trị khác
Câu 9. Chiếu một chùm tia sáng song song từ khơng khí vào nước ( n = 4/3) với gĩc tới là 450. Gĩc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới là:
A. D = 70032’ B. D = 450 B. D = 450
C. D = 25032’ D. D = 12058’ D. D = 12058’
Câu 10. Chiếu chùm sáng hẹp từ khơng khí vào bản thủy tinh với gĩc tới 600 ta nhận được chùm tia phản xạ vuơng gĩc chùm tia khúc xạ. Tính chiết suất của thủy tinh là A. 3 B. 1,5 C. 4/3 D. 1,25 2. Đối với học sinh - Nắm vững những kiến thức cũ: định luật phản xạ ánh sáng, định luật truyền thẳng ánh sáng.
- Đọc trước bài học mới “Sự khúc xạ ánh sáng” trang127 sách giáo khoa lớp 12.
III. Xây dựng tiến trình dạy học
Hoạt động 1 (8 phút): Ổn định lớp, kiểm tra kiến thức cũ
Hoạt động 2 (13 phút): Tổ chức dạy học nội dung
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Đặt vấn đề bằng cách nêu một vài hiện tượng về khúc xạ ánh sáng mà học sinh thường gặp trong đời sống và đặt câu hỏi để các em suy nghĩ: khi nhìn vào chậu nước ta thấy đáy chậu hình như nơng hơn bình thường, chiếc bút chì
đặt trong nước như bị gãy? Tại sao?
- Gợi ý: Khi ánh sáng truyền trong mơi trường trong suốt và đồng tính, sẽ truyền thẳng. Nếu ánh sáng truyền từ mơi trường trong suốt này sang mơi trường trong suốt khác thì đường truyền của nĩ cĩ cịn là đường thẳng khơng? Yêu cầu học sinh quan sát hình ảnh đường đi của tia sáng trên màn hình và rút ra nhận xét về
phương truyền của tia sáng khi đi qua mặt phân cách giữa hai mơi trường.
- Yêu cầu học sinh định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Học sinh lắng nghe, quan sát hình ảnh trên màn hình. - Học sinh trả lời bằng kinh nghiệm thực tế và bằng kiến thức cũ. - Quan sát hiện tượng và rút ra kết luận - Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng Hoạt động 3 (12 phút): Tổ chức dạy học nội dung ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Đặt vấn đề: Khi truyền qua mặt phân cách giữa hai mơi trường trong suốt, đường đi của tia sáng thay đổi như thế nào và tuân theo quy luật gì?
* Thí nghiệm 1: Đặt một bảng gỗ (mặt phẳng) vuơng gĩc với mặt nước, sao cho tia tới SI quét là là mặt bảng gỗ. Học sinh quan sát và rút ra kết luận vềđường truyền của tia khúc xạ.
Đưa ra khái niệm về mặt phẳng tới, pháp tuyến cho học sinh * Thí nghiệm 2: Để xác vị trí của tia khúc xạ trong mặt phẳng tới, ta phải đo chính xác giá trị của gĩc hợp bởi tia tới với pháp tuyến, gĩc hợp bởi tia khúc xạ với pháp tuyến. - Yêu cầu học sinh phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng.
Hình thành khái niệm chiết suất tỉ đối giữa hai mơi trường trong suốt.
- Từ biểu thức định luật yêu cầu học sinh xác
định trong điều kiện nào của n21 để cĩ gĩc khúc xạ nhỏ hơn gĩc tới, gĩc khúc xạ lớn hơn gĩc tới?
- Trong trường hợp tia sáng chiếu vuơng gĩc với mặt phân cách, thì đường truyền của nĩ sẽ
như thế nào?
- Nếu ta chiếu tia sáng theo hướng ngược lại (từ
nước ra khơng khí) hãy viết biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng. Cĩ kết luận gì về n12 và n21?
- Giới thiệu cho học sinh biết theo lý thuyết sĩng ánh sáng thì chiết suất của các mơi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền của ánh sáng trong các mơi trường đĩ. Suy ra biểu
- Đưa ra kết luận
- Phát biểu định luật
- Sử dụng các phép biến đổi đơn giản trả lời câu hỏi của giáo viên - Học sinh suy luận tìm ra i, r. Vẽ đường đi của tia sáng trong trường hợp này. - Chứng minh cơng thức: 12 21 n 1 n
thức 2 1 1 2 21 v v n n n (1) Hoạt động 4 (7 phút): Tổ chức dạy học nội dung CHIẾT SUẤT TỈĐỐI
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Thơng báo cho học sinh: chiết suất tuyệt đối của mơi trường là chiếc suất tỉ đối của mơi trường đĩ đối với chân khơng.
- Từ định nghĩa này kết hợp với biểu thức (1), biết trong chân khơng vận tốc truyền của ánh sáng là c = 3.108m/s, hãy suy ra biểu thức n1, n2?
n1, n2 là chiết suất tuyệt đối của mơi trường 1, 2. - Dựa vào biểu thức n1, n2, cĩ nhận xét gì về giá trị của chúng.
- Học sinh làm bài tốn nhỏ sau đây:
Tính chiết suất của thủy tinh và nước biết vận tốc ánh sáng trong thủy tinh và trong nước lần lượt là 2,25.108m/s và 2.108m/s.
- Từ kết quả, nêu lên ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối của mơi trường trong suốt.
- Học sinh biến đổi rút ra biểu thức 1 1 v c n , 2 2 v c n
- Chiết suất tuyệt đối của các mơi trường luơn luơn lớn hơn 1.
- Hai học sinh lên bảng giải bài tốn ví dụ, tìm được giá trị ntt, và nnước
Rút ra ý nghĩa: chiết suất tuyệt
đối của mơi trường cho biết vận tốc ánh sáng trong mơi trường đĩ nhỏ hơn trong chân khơng bao nhiêu lần.
Hoạt động (5 phút): Củng cố, tổng kết bài học, giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh
BÀI 34