D. Dòng Fu-cô là dòng điện xuất hiện trong khối vật dẫn khi nó chuyển động trong từ tr−ờng.
phản xạ toàn phần
I – Mục tiêu 1. Về kiến thức
– Thông qua việc quan sát các thí nghiệm, nêu đ−ợc nhận xét về hiện t−ợng phản xạ toàn phần.
– Trả lời đ−ợc câu hỏi Thế nào là hiện t−ợng phản xạ toàn phần ? Tính đ−ợc góc igh và nêu đ−ợc các điều kiện để có phản xạ toàn phần.
– Nêu đ−ợc ứng dụng của hiện t−ợng phản xạ toàn phần. Trình bày đ−ợc cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang.
2. Về kĩ năng
– Biết vận dụng các công thức đã học để làm đ−ợc một số bài tập liên quan.
II – Chuẩn bị
Giáo viên
– Các thiết bị của hộp quang học : vòng tròn chia độ, khối nhựa bán trụ và chùm laze, hộp nhựa trong đựng n−ớc trà.
– S−u tầm một số sợi nhựa dẫn sáng (đồ chơi của trẻ em) để làm ví dụ về cáp quang.
– S−u tầm một số tranh ảnh về ứng dụng của cáp quang.
Học sinh
– 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.
III – Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
hiện vấn đề cần nghiên cứu
Cá nhân trả lời:
• Định luật phản xạ ánh sáng: – Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đ−ờng pháp tuyến của g−ơng ở điểm tới.
– Góc phản xạ bằng góc tới.
• Định luật khúc xạ ánh sáng: – Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới 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 và sin góc khúc xạ luôn không đổi.
Cá nhân quan sát.
Hiện t−ợng: tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng trong suốt thì không bị khúc xạ mà hắt ng−ợc trở lại môi tr−ờng chứa tia tới.
GV yêu cầu HS nêu những hiểu biết về hiện t−ợng phản xạ ánh sáng đã học ở lớp 7 THCS và hiện t−ợng khúc xạ ánh sáng.
GV cần chú ý nhấn mạnh cho HS về mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ; góc tới và góc khúc xạ.
◊. Nh− vậy, nếu tia sáng đến mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng trong suốt thì sẽ bị khúc xạ, tia khúc xạ sẽ tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng. GV tiến hành nhanh thí nghiệm với hộp nhựa trong đựng n−ớc trà và bút laze hoặc thí nghiệm với dụng cụ có trong hộp thí nghiệm quang học. GV sẽ điều chỉnh chùm sáng sao cho tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng thì bị hắt ng−ợc trở lại môi tr−ờng chứa tia tới.
Yêu cầu HS quan sát hiện t−ợng và nêu nhận xét.
Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề cần nghiên cứu.
◊. Hiện t−ợng chúng ta vừa quan sát đ−ợc gọi là hiện t−ợng phản xạ toàn phần. Hiện t−ợng này xảy ra khi nào ? Có ứng dụng gì ? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi trên. Tr−ớc hết chúng ta xét sự truyền ánh sáng vào môi tr−ờng chiết quang kém.
Hoạt động 2: Nghiên cứu sự truyền ánh sáng vào môi tr−ờng chiết quang kém
Cá nhân quan sát và hoàn thành yêu cầu của GV.
C1. Vì tại mặt cong của bán trụ thì tia sáng tới có góc tới bằng 0o. – Hiện t−ợng: Khi chiếu tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng trong suốt thì một phần tia sáng bị hắt ng−ợc trở lại (tuân theo định luật phản xạ ánh sáng) và một phần truyền sang môi tr−ờng kia (tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng).
– Nhận xét : Tăng dần góc tới thì thấy góc khúc xạ cũng tăng dần, đến một giá trị nhất định thì thấy tia sáng khúc xạ đột ngột bị đổi h−ớng, hắt ng−ợc trở lại môi tr−ờng chứa tia tới (không còn
GV tiến hành thí nghiệm nh− ở hình vẽ 27.1 SGK. L−u ý cho HS quan sát phần tia sáng đi trong khối nhựa trong suốt để đảm bảo ánh sáng đi từ môi tr−ờng chiết quang hơn sang môi tr−ờng kém chiết quang.
O. Chỉ rõ trong thí nghiệm chùm tia tới, chùm tia khúc xạ và chùm tia phản xạ.
O. Hoàn thành yêu cầu C1.
Thay đổi độ nghiêng của chùm tia tới (thay đổi góc tới) và quan sát chùm tia khúc xạ ra không khí (quan sát góc khúc xạ và độ sáng của chùm tia khúc xạ).
tia khúc xạ).
C2. Khi ánh sáng truyền vào môi tr−ờng chiết quang hơn thì : – luôn có tia khúc xạ.
– r < i : tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới.
Từ công thức định luật khúc xạ : 1sin 2sin n i=n r suy ra : 1 2 sinr n sini n =
Vì n1 > n2 nên sinr>sini⇒ r >
i.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Khi r = 90o, ta có : o 1sin gh 2sin 90 2 n i =n =n (vì sin 90o = 1) ⇒ 2 1 sinigh n n = – Khi i > igh thì ta có : 1 2 sinr n sini 1 n
= > , điều này là vô lí
⇒ không có tia khúc xạ.
GV giới thiệu bảng kết quả nh− đã trình bày ở SGK.
O. Hoàn thành yêu cầu C2.
Bổ sung : khi i = 90o thì r = rgh (gọi là
góc giới hạn khúc xạ), 1 2 sinrgh n n = ⋅ O. Chứng tỏ rằng khi ánh sáng truyền sang môi tr−ờng chiết quang kém hơn thì góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i (chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới).
◊. Khi góc i tăng thì góc r cũng tăng, khi r đạt giá trị cực đại 90o thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần (còn gọi là góc tới hạn).
O. Xác định giá trị của góc tới hạn ?
O. Khi tăng tiếp góc tới i > igh thì có tia khúc xạ không ? Vì sao ?
phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện t−ợng phản xạ toàn phần.
Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm hiện t−ợng phản xạ toàn phần
– Hiện t−ợng phản xạ toàn phần thì toàn bộ tia sáng bị phản xạ trở lại môi tr−ờng chứa tia tới. Hiện t−ợng phản xạ thông th−ờng thì một phần tia sáng bị phản xạ trở lại môi tr−ờng chứa tia tới, một phần thì truyền vào môi tr−ờng trong suốt khác, tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng.
– Điều kiện : n2 < n1 và i ≥ igh.
Bài giải :
Xảy ra phản xạ toàn phần tức là
◊. Hiện t−ợng phản xạ toàn phần là hiện t−ợng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi tr−ờng trong suốt.
O. Phân biệt hiện t−ợng phản xạ toàn phần với hiện t−ợng phản xạ thông th−ờng.
O. Vậy điều kiện để có hiện t−ợng phản xạ toàn phần là gì ?
Gợi ý :
– Điều kiện về chiết suất của hai môi tr−ờng.
– Điều kiện về góc tới.
GV có thể yêu cầu HS tham khảo bài tập ví dụ trong SGK hoặc làm bài tập sau :
Một tấm thuỷ tinh trong suốt, rất mỏng, tiết diện hỡnh chữ nhật ABCD (AB >> CB). Mặt đỏy tiếp xỳc với chất
lỏng cú
n0 = 2. Tia tới đơn sắc SI tới mặt AD, cho tia khỳc xạ trong thuỷ tinh tại K (trờn đỏy AB).
: sinγ = n0 2n =1, 5⋅ n =1, 5⋅ Từ : rmax + γ = 90o ⇒ sinrmax = 2 2 1 1 1,5 3 ⎛ ⎞ −⎜⎜ ⎟⎟ = ⎝ ⎠
⇒ sinimax = 0,5 => imax = 30o.
Biết n = 1,5. Tớnh giỏ trị lớn nhất của gúc tới i để cú phản xạ toàn phần tại K.
Hoạt động 4: Tìm hiểu những ứng dụng của hiện t−ợng phản xạ toàn phần : cáp quang
Cá nhân quan sát.
– Nếu phần vỏ có chiết suất lớn hơn phần lõi thì một phần của tia sáng sẽ bị khúc xạ đi ra phần vỏ.
– Hiện t−ợng phản xạ toàn phần xảy ra ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ.
Cá nhân tự thu thập thông tin.
GV dùng hình vẽ 27.7 SGK hoặc vật mẫu để mô tả cấu tạo của cáp quang. Chú ý đến 2 phần chính của cáp quang :
– Phần lõi trong suốt, có chiết suất lớn (n1).
– Phần vỏ cũng trong suốt, có chiết suất nhỏ hơn phần lõi (n2).
O. Giải thích cấu tạo của cáp quang.
Gợi ý : Nếu phần vỏ có chiết suất lớn hơn phần lõi thì tia sáng sẽ đi nh− thế nào ?
O. Hiện t−ợng phản xạ toàn phần xảy ra ở đâu ?
GV yêu cầu HS tự đọc SGK để tìm hiểu công dụng của cáp quang. Nếu cố điều kiện thì cho HS xem một số hình ánh về ứng dụng của cáp quang trong y học và truyền thông tin. Trả lời câu hỏi.
Bài 5. Câu C. Khi góc tới thoả
Yêu cầu HS trả lời câu hỏi:
mãn điều kiện 1 2 sini n n < (n1 < n2) thì có hiện t−ợng phản xạ toàn phần. Bài 6. Để có hiện t−ợng phản xạ toàn phần thì chiết suất n của khối trong suốt phải thoả mãn
2
n> .
phần? Điều kiện để có hiện t−ợng phản xạ toàn phần?
– Cáp quang có cấu tạo nh− thế nào? Những ứng dụng của nó?
– Hoàn thành bài tập 5, 6 SGK.
Hoạt động 5: Tổng kết bài học
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét và đánh giá giờ học. Yêu cầu về nhà với HS:
– Làm bài tập 7, 8, 9 SGk. – Ôn tập kiểm tra (nếu có).
Đề kiểm tra cuối ch−ơng vi
I − Mục tiêu
– Củng cố, khắc sâu kiến thức ở chuơng VI.
– Rèn luyện đức tính trung thực, cần cù, cẩn thận, chính xác, khoa học. Phát huy khả năng làm việc độc lập ở HS.
II − Chuẩn bị
Giáo viên
– Đề bài kiểm tra theo mẫu.
Học sinh
– Kiến thức toàn ch−ơng VI và các kiến thức khác đã học.
III − thiết kế ph−ơng án dạy học
Do nội dung của ch−ơng chỉ gói gọn trong hai bài nên tuỳ từng điều kiện cụ thể, GV có thể lựa chọn các hình thức kiểm tra khác nhau (kiểm tra 15 phút hoặc kiểm tra 30 phút).
Đề số 1
(Thời gian 15 phút) Câu 1. Tìm phát biểu đúng.
A. Trong một môi tr−ờng trong suốt ánh sáng truyền theo đ−ờng thẳng. B. Trong một môi tr−ờng đồng tính ánh sáng truyền theo đ−ờng thẳng. C. Trong một môi tr−ờng trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo
đ−ờng thẳng.
D. ánh sáng không truyền theo đ−ờng thẳng ngay cả trong môi tr−ờng trong suốt và đồng tính.
Câu 2. Góc giữa tia tới đến một g−ơng phẳng và tia phản xạ của nó sẽ thay đổi nh− thế nào khi tăng góc tới của nó lên 10o ?
A. Không thay đổi. B. Tăng lên 5o. C. Tăng lên 10o. D. Tăng lên 20o.
Câu 3. Tốc độ của ánh sáng trong môi tr−ờng với chiết suất n = 1,5 bằng khoảng
A. 150000 km/s. B. 200000 km/s. C. 300000 km/s. D. 350000 km/s. Câu 4.Chựm sỏng tới hợp với mặt gương một gúc là 50o.