D. Dòng Fu-cô là dòng điện xuất hiện trong khối vật dẫn khi nó chuyển động trong từ tr−ờng.
Phần hai quang hình học
quang hình học Ch−ơng VI. khúc xạ ánh sáng Bμi 26 khúc xạ ánh sáng I – Mục tiêu 1. Về kiến thức
– Phát biểu đ−ợc định nghĩa hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng. Nhận ra tr−ờng hợp giới hạn i = 0o.
– Phát biểu đ−ợc nội dung định luật khúc xạ ánh sáng.
– Hiểu khái niệm chiết suất của môi tr−ờng. Phân biệt chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Viết hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối
2. Về kĩ năng
– Vận dụng đ−ợc công thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập liên quan.
II – Chuẩn bị
Giáo viên
– Các thí nghiệm phát hiện hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng : cốc n−ớc, que khuấy, hòn sỏi.
– Các thí nghiệm về sự khúc xạ ánh sáng. Có thể chọn dùng một trong hai bộ sau (tuỳ vào điều kiện cụ thể của tr−ờng) :
+ Chùm laze cho truyền qua n−ớc đựng trong hộp nhựa trong.
+ Các thiết bị của hộp quang học : vòng tròn chia độ, khối nhựa bán trụ và chùm laze.
Học sinh
– Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về sự khúc xạ ánh sáng.
III – Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1: Ôn lại những kiến thức đã biết về sự khúc xạ ánh sáng
Cá nhân quan sát.
– Hiện t−ợng: Que khuấy d−ờng nh− bị gãy ở mặt n−ớc.
– Nguyên nhân: sự khúc xạ ánh sáng.
– Hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng: là hiện t−ợng tia sáng khi đi từ môi tr−ờng trong suốt này sang môi tr−ờng trong suốt khác thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng.
– Khi tia sáng truyền từ không khí sang n−ớc, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
– Khi tia sáng truyền từ n−ớc sang không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới.
GV tiến hành thí ngiệm phát hiện hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng, bằng cách cắm que khuấy vào một cốc n−ớc trong.
Yêu cầu HS quan sát hiện t−ợng và nêu nguyên nhân dẫn đến hiện t−ợng đó.
O. Trong ch−ơng trình vật lí lớp 9, chúng ta đã b−ớc đầu tìm hiểu hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng. Nêu một vài những hiểu biết của em về hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng?
Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề cần nghiên cứu.
hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng về mặt định tính. Trong bài học sau đây, chúng ta sẽ khảo sát đầy đủ hơn hiện t−ợng này về mặt định l−ợng.
Hoạt động 2: Khảo sát định l−ợng hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Cá nhân làm việc theo h−ớng dẫn của GV: đọc, ghi số liệu, vẽ đồ thị, nêu nhận xét về dạng đồ thị. Góc tới Góc khúc xạ 0o 10o 30o 45o 60o 80o Nhận xét: sin sin i const r = ◊. Khúc xạ ánh sáng là hiện t−ợng lệch ph−ơng (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng trong suốt khác nhau.
GV tiến hành thí nghiệm khảo sát hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng.
Cho HS cách xác định góc tới và góc khúc xạ trên vòng tròn chia độ. Tăng dần góc tới. Yêu cầu HS đọc giá trị góc khúc xạ và ghi vào bảng số liệu theo mẫu sau:
O. Từ số liệu thu đ−ợc, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của góc khúc xạ r vào góc tới i và đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của sinr vào sini.
Chú ý: nếu không đủ thời gian thì thí nghiệm này GV tiến hành nhanh để HS thấy đ−ợc rằng: khi tăng dần góc tới thì góc khúc xạ cũng tăng dần. Sau đó giới thiệu bảng số liệu đo đ−ợc khi làm thí nghiệm t−ơng tự đ−ợc giới thiệu ở sách giáo khoa và các đồ thị ở hình 26.4, 26.5
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
O. Lập tỉ số giữa sini và sinr, kết hợp với dạng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của sini vào sinr, nêu nhận xét. GV sử dụng hình vẽ 26.2, yêu cầu HS gọi tên các tia sáng SI, IR, IS’, điểm, đ−ờng thẳng NN’, các góc i, i', r. I
◊. Khái quát những kết quả tìm đ−ợc, ng−ời ta đã xây dựng một định luật goi là Định luật khúc xạ ánh sáng, với nội dung nh− sau:
– Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. – Với hai môi tr−ờng trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi.
sin sin
i
const r = Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm
chiết suất của môi tr−ờng
Chiết suất tỉ đối: 21 sin sin
i n
r
=
– Nếu n21 < 1 thì sini < sinr và do
◊. Trong hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng mà chúng ta vừa khảo sát, tỉ số
sin sin
i
r đ−ợc gọi là chiết suất tỉ đối n21
của môi tr−ờng (2) chứa tia khúc xạ và môi tr−ờng (1) chứa tia tới.
O. Viết biểu thức tính n21.
◊. Nếu n21 > 1 thì sini > sinr và do đó i > r: tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi tr−ờng (2) chiết quang hơn môi tr−ờng (1).
đó i < r: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói môi tr−ờng (2) chiết quang kém môi tr−ờng (1).
– Chiết suất tuyệt đối của một môi tr−ờng là chiết suất tỉ đối của môi tr−òng đó với chân không. – Hệ thức : 21 2 1 n n n = – Công thức: 21 2 1 sin sin i n n r = = n 1sin 2sin n i n r ⇒ =
Nếu n1 > n2 thì sin i < sin r ⇒ i < r.
Nếu n1 < n2 thì sin i > sin r ⇒ i > r. C1. Khi i < 10o, r < 10o thì sin i ≈ i, sin r ≈ r ⇒ n i1 =n r2 hoặc 21. i n r= 1.
◊. Trong biểu thức 21 sin , sin
i n
r
= nếu
môi tr−ờng (2) là chân không thì chiết suất tỉ đối của môi tr−ờng (1) so với môi tr−ờng chân không đ−ợc gọi là chiết suất tuyệt đối của môi tr−ờng đó (gọi tắt là chiết suất).
O. Chiết suất tuyệt đối là gì?
Nh− vậy, chiết suất của chân không là 1. Mọi môi tr−ờng trong suốt đều có chiết suất lớn hơn 1.
O. Gọi n1 là chiết suất tuyệt đối của môi tr−ờng (1), n2 là chiết suất tuyệt đối của môi tr−ờng (2), thiết lập hệ thức của n21.
O. Viết lại công thức của định luật khúc xạ đối với hai môi tr−ờng bất kì có chiết suất n1 và n2.
O. Nêu mối quan hệ giữa n1, n2 và i, r.
O. Hoàn thành yêu cầu C1, C2, C3.
◊. Công thức vừa xây dựng ở câu C2 chính là tr−ờng hợp giới hạn của sự
C2.
( ) ( )
o
0 sin 0 0 sin 0
i= i= ⇒ =r r=
C3. Khi có sự khúc xạ xảy ra liên tiếp ở các mặt phẳng phân cách song song, ta có:
1sin 1 2sin 2 ... nsin n
n i =n i = =n i
khúc xạ.
Hoạt động 4: Tìm hiểu tính thuận nghịch của ánh sáng
Thí nghiệm cho thấy : nếu đảo chiều, cho ánh sáng truyền từ n−ớc ra không khí theo tia RI thì nó khúc xạ vào không khí theo tia IS.
Khi ánh sáng truyền theo chiều SIR ta có: n1sini=n2sinr hay
21sin sin sin i n r =
Khi ánh sáng truyền theo chiều RIS ta có: n1sinr=n2sini hay
12sin sin sin i n r = 1 12 2 21 1 n n n n ⇒ = = ⋅
GV vẽ lại đ−ờng truyền của tia sáng trong thí nghiệm khảo sát định luật khúc xạ ánh sáng và GV tiến hành lại thí nghiệm với vòng tròn chia độ, sao cho ánh sáng đi theo chiều ng−ợc lại.
O. Nhận xét kết quả thí nghiệm.
◊. Nh− vậy, ánh sáng truyền đi theo đ−ờng nào thì cũng truyền ng−ợc lại theo đ−ờng đó. Đây là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. O. Xây dựng biểu thức 12 21 1 n n = ⋅
Với đối t−ợng HS khá, giỏi, GV có thể nâng cao: Nguyên nhân của hiện t−ợng khúc xạ là sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng. Ng−ời ta thiết lập đ−ợc hệ thức về chiết suất tuyệt đối n
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
của một môi tr−ờng nh− sau: n c,
v
=
trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không, v là tốc độ ánh sáng trong môi tr−ờng đang xét.
◊. Tính thuận nghịch của ánh sáng cũng biểu hiện ở sự truyền thẳng của ánh sáng và sự phản xạ ánh sáng.
Hoạt động 5: Củng cố - Vận dụng
Cá nhân hoàn thành yêu cầu của GV.
Bài 6. Câu B. Tia S2I. Bài 7. Câu A. 37o.
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi: – Thế nào là hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng? Phát biểu nội dung định luật khúc xạ ánh sáng.
– Khái niệm chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối.
– Thế nào là tính thuận nghịch của ánh sáng? Tính thuận nghịch của ánh sáng biểu hiện ở những hiện t−ợng nào?
O. Hoàn thành yêu cầu ở bài 6, 7 SGK.
Hoạt động 6: Tổng kết bài học
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét, đánh giá giờ học. Yêu cầu về nhà đối với HS: – Tham khảo bài tập ví dụ ở SGK. – Hoàn thành bài tập 8, 9, 10 SGK. – Đọc mục Có thể em ch−a biết? – Ôn lại định luật phản xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng.
– Ôn lại khái niệm về chiết suất của các môi tr−ờng.
bμi 27