D. Phương tiện dạy học 1.Dụng cụ thí nghiệ m
A.Nội dung kiến thức cần xây dựng
- Mô tảđược hiện tượng phản xạ toàn phần - Nêu được điều kiện để có phản xạ toàn phần
B. Sơđồ tiến trình xây dựng kiến thức
Một tia sáng khi tới mặt phân cách giữa hai môi trường sẽ bị khúc xạ và đi vào môi trường 2. Có thể xảy ra trường hợp tia sáng không đi vào môi trường 2 hay không? Nếu có thì tia sáng sẽ
truyền như thế nào khi tới mặt phân cách?
Chiếu tia sáng đi từ môi trường 1 có chiết suất n1 sang môi trường 2 có chiết suất n2<n1. Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng để khảo sát sự tồn tại của góc khúc xạ r theo góc tới i.
Theo định luật khúc xạ ánh sáng: n2<n1 nên r>i.
Khi góc tới tăng thì góc khúc xạ cũng tăng, do đó khi góc tới tăng đến một giá trị giới hạn thì góc khúc xạ r=90o. ( 2
1
sinigh n n
). Nếu tiếp tục tăng i thì r>90o (vô lý) nên không có tia khúc xạ. Lúc này tia sáng phản xạ lại môi trường tới
Điều kiện để không có tia khúc xạ: n1>n2 và i>igh ( 2 1
sinigh n n
)
Khi ánh sáng tới mặt phân cách giữa 2 môi trường mà n1>n2 và i>igh ( 2 1
sinigh n n
) thì ánh sáng không bị khúc xạ vào môi trường 2 mà bị phản xạ lại môi trường 1 gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
C. Mục tiêu 1. Kiến thức 1. Kiến thức
Trình bày được các nội dung:
Vận dụng kết quả trên để tìm điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi ánh sáng đi từ môi trường 1 sang môi trường 2? Làm thế nào để kiểm tra bằng thực nghiệm?
Khi tia sáng đi từ không khí vào bản bán trụ: n1<n2: luôn có tia khúc xạ Khi tia sáng đi từ bản bán trụ ra không khí: n1>n2
Nếu i<igh thì có tia khúc xạ
Nếu i>igh thì không có tia khúc xạ, tia sáng bị phản xạ lại môi trường 1
Chiếu tia sáng từ không khí vào bản bán trụ, quay bản bán trụ quan sát luôn thấy có tia khúc xạ
Chiếu tia sáng tới mặt cong theo phương qua tâm bản bán trụ, tia sáng truyền thẳng vào bản bán trụ. Quan sát tia ló ra ngoài không khí, quay bản bán trụ cho tới khi không còn tia khúc xạ. Ghi nhận góc tới giới hạn (ứng với tia khúc xạ nằm trên mặt phân cách) Chiết suất của thủy tinh n=1,52 thì 41o gh i 41o gh i
Hãy tìm điều kiện để không có tia khúc xạ tại mặt phân cách giữa thủy tinh và không khí? Làm thế nào để kiểm tra
bằng thực nghiệm?
Đối tượng thí nghiệm là bản bán trụ bằng thủy tinh (n=1,52).
Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn và có góc tới i lớn hơn góc giới hạn igh thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, trong đó tia sáng đều bị phản xạ lại môi trường tới
Vận dụng
Sợi quang là một ống có lõi làm bằng thủy tinh hoặc chất dẻo có chiết suất n1, được bao quanh bằng một lớp vỏ có chiết suất n2 nhỏ hơn n1. Hãy xác định đường truyền của tia sáng trong sợi quang. Qua đó nêu ứng dụng của sợi quang
- Khái niệm hiện tượng phản xạ toàn phần.
- Điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
- Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần vào thực tiễn
2. Kỹ năng
- Vận dụng được hiện tượng phản xạ toàn phần để giải thích hiện tượng và giải các bài tập đơn giản.
- Tiến hành các thao tác thí nghiệm chuẩn xác, thu thập và xử lí số liệu chính xác.
3. Sáng tạo
- Biết vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để khảo sát sự tồn tại của góc khúc xạ r, từđó suy ra
điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
- Biết sử dụng các dụng cụ thí nghiệm có sẵn để thiết kế phương án thí nghiệm kiểm chứng điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
D. Phương tiện dạy học 1. Dụng cụ thí nghiệm 1. Dụng cụ thí nghiệm
- Nguồn sáng laze, vòng tròn chia độ, bản bán trụ bằng thủy tinh, bảng từ