8. Cấu trỳc luận văn
2.3. Mục tiờu dạy học của phần quang hỡnh học
• Về kiến thức
Trong chương này HS cần nắm được một số vấn đề cơ bản sau đõy:
- Biết được thế nào là hiện tượng khỳc xạ ỏnh sang. Quy luật của hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng – Định luật khỳc xạ ỏnh sỏng
- Nờu được chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối là gỡ và mối quan hệ giữa cỏc chiết suất này với vận tốc truyền sang trong cỏc mụi trường
- Vận dụng định luật khỳc xạ ỏnh sỏng trong việc giải bài tập
- Biết được thế nào là hiện tượng phản xạ tồn phần. Để xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần cần cú những điều kiện nào?
- Biết được những ứng dụng quan trọng của phản xạ tồn phần trong thực tế cuộc sống
- Biết được thế nào Lăng kớnh, khi truyền qua lăng kớnh đường đi của tia sỏng cú đặc điểm gỡ?
- Nắm được cụng thức lăng kớnh và ứng dụng của nú
- Nờu được thấu kớnh mỏng là gỡ cỏc đực trưng của thấu kớnh - Phỏt biểu được định nghĩa độ tụ thấu kớnh và đơn vị đo độ tụ - Nờu được số phúng đại của ảnh tạo bởi thấu kớnh là gỡ
- Viết được cụng thức thấu kớnh
- Nờu được cấu tạo, hoạt động của mắt khi quan sỏt vật, điều kiện để mắt quan sỏt được vật. Cỏch khắc phục để quan sỏt được vật khi mắt bị cỏc tật cận thị, viễn thị, mắt lĩo
- Mụ tả được nguyờn tắc cấu tao và cụng dụng của kớnh lỳp, kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn.
- Nờu được số bội giỏc là gỡ, Viết và vận dụng cụng thức tớnh số bội giỏc của kớnh lỳp, kớnh hiển vi và kớnh thiờn văn trong cỏc trường hợp ngắm chừng.
• Về kỹ năng.
Khi học xong chương này HS cần cú những kỹ năng sau đõy:
- Hiểu được thế nào là hiện tượng khỳc xạ, khi nào thỡ xảy ra hiện tượng đú. - Xỏc định một cỏch định tớnh đường đi của tia sỏng khi đi qua mặt phõn cỏch của hai mụi trường
- Vận dụng định luật khỳc xạ để làm bài tập - Xỏc định được chiết suất chất lỏng bằng PPTN
- Xỏc định được gúc tới giới hạn để làm xảy ra hiện tượng phản xạ tồn phần - Vẽ được đường đi của tia lú ra khỏi thấu kớnh hội tụ, phõn kỡ và hệ hai thấu kớnh đồng trục
- Dựng được ảnh của vật thật qua thấu kớnh
- Vận dụng cỏc cụng thức về thấu kớnh để giải được cỏc bài tập đơn giản
- Hiểu được sự điều tiết của mắt, Xỏc định được khoảng nhỡn rừ, phõn biệt được tật của mắt và cỏch khắc phục
- Vẽ được ảnh của vật thất qua kớnh lỳp, kớnh hiển vi, kớnh thiờn văn và giải thớch được tỏc dụng tăng gúc trụng của mỗi loại kớnh
- Xỏc định được tiờu cự của thấu kớnh phõn kỡ bằng thực nghiệm
• Về mặt thỏi độ
- Cú thỏi độ nghiờm tỳc, tinh thần tự giỏc, tớch cực trong học tập. - Cú ý thức vận dụng những hiểu biết vật lớ vào đời sống, học tập.
- Yờu thớch phương phỏp thực nghiệm, bảo quản tốt cỏc dụng cụ thớ nghiệm.
2.4. Cấu trỳc lụgic nội dung của chương chỳng ta cú thể thiết lập theo Grap sau (sơ đồ 7)
Sơ đồ 7: Grap nội dung phần QUANG HèNH HỌC Chương trỡnh cơ bản
QUANG HèNH HỌC
Hiện tượng khỳc xạ AS Hiện tượng phản xạ tồn phần
Định luật khỳc xạ AS Điều kiện Ứng dụng (Sợi quang) Ứng dụng Mắt và cỏc dụng cụ quang học Lăng kớnh Thấu kớnh sini = nsinr sini’ = nsinr’ A = r + r’ D = i + i’ – A Dm = 2im - A Lăng kớnh PXTP Thấu kớnh HT (f > 0) Thấu kớnh PK ( f < 0) 1 2 1 1 1 ( 1)( ) 1 1 1 D n f R R f d d A B d k d AB = = − + = + ′ ′ ′ ′ = =− Mắt Cỏc tật của mắt và cỏch sửa Kớnh lỳp
Kớnh hiển vi Kớnh thiờn văn
2.5. Một số giỏo ỏn vận dụng PPTN vào dạy học phần QUANG HèNH HỌC thuộc chương trỡnh cơ bản
2.5.1. Giỏo ỏn 1:
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG.
(Bài học xõy dựng kiến thức mới – MĐ1)
I. Mục tiờu.
1.Kiến thức:
- Trả lời được cõu hỏi: Hiện tượng khỳc xạ là gỡ? Nhận ra trường hợp giới hạn i = 00
- Phỏt biểu được định luật khỳc xạ ỏnh sỏng
- Trỡnh bày được cỏc khỏi niệm chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối. Viết được hệ thức liờn hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối.
2.Kỹ năng.
- Vận dụng được định luật khỳc xạ ỏnh sỏng
- Vẽ được đường đi của tia sỏng qua mặt phõn cỏch của hai mụi trường trong suốt
- Rốn luyện kỹ năng lắp rỏp, quan sỏt, đọc cỏc giỏ trị trờn dụng cụ thớ nghiệm.
3. Thỏi độ
- Tham gia tớch cực vào quỏ trỡnh học tập
- Cẩn thận, trung thực trong quỏ trỡnh làm thớ nghiệm
II. Chuẩn bị. 1. Giỏo viờn. Chuẩn bị bộ thớ nghiệm - 1 gương phẳng - 1 bảng chia độ hỡnh trũn - 1 đốn chiếu laze
- 1 khối nhựa bỏn trụ trong suốt - Phiếu học tập
(Về số lượng bộ chuẩn bị đủ số lượng để cỏc nhúm học sinh làm thớ nghiệm thực hành)
2. Học sinh.
- Đọc trước SGK.
- Mỗi HS chuẩn bị một tờ giấy kẻ ụ ly để vẽ đồ thị.
III. Tiến trỡnh lờn lớp.
Hoạt động 1: Tạo tỡnh huống học tập
Trợ giỳp của GV Hoạt động của HS
Hằng ngày em quan sỏt thấy
cỏc tia sỏng của AS mặt trời chiếu về trỏi đất theo đường nào?
GV dựng đốn chiếu chiếu ỏnh
sỏng trờn một bề mặt để học sinh nhắc lại định luật truyền thẳng AS
Cũng trờn đường truyền tia sỏng đú đặt gương phẳng để thể hiện hiện tượng phản xạ ỏnh sỏng. Cho học sinh nhắc lại định luật phản xạ ỏnh sỏng.
GV đặt cõu hỏi cho học sinh:
Nếu thay vào vị trớ của gương phẳng đú một bỏn cầu trong suốt thỡ đường đi của tia sỏng tiếp theo sẽ như thế nào?
GV: Giới thiệu cho học sinh gúc tới, gúc khỳc xạ, thớ nghiệm để thấy được mặt định tớnh của định luật
HS: Truyền theo đường thẳng
HS nhắc lại định luật truyền thẳng
ỏnh sỏng: Trong mụi trường trong suốt và đồng tớnh ỏnh sỏng truyền theo đường thẳng.
HS:Phỏt biểu định luật phản xạ ỏnh sỏng + Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bờn kia phỏp tuyến so với tia tới
+ Gúc phản xạ bằng gúc tới
HS: Nờu nhận xột về sự lệch hướng của tia sỏng
Hiện tượng tia sỏng lệch phương khi truyền xiờn gúc qua mặt phõn cỏch của hai mụi trường trong suốt khỏc nhau gọi là hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng
Bằng kiến thức đĩ học em hĩy cho biết mối quan hệ giữa tia tới và tia khỳc xạ
Em cú nhận xột gỡ về mối quan hệ
giữa gúc khỳc xạ và gúc tới?
GV ghi cỏc dự đoỏn của HS lờn bảng.
Tia khỳc xạ nằm trong cựng mặt phẳng tới và ở bờn kia phỏp tuyến so với tia tới.
HS Nờu dự đoỏn khoa học
- Khi gúc tới tăng thỡ gúc khỳc xạ tăng.
- Gúc khỳc xạ tỉ lệ thuận với gúc tới
- Chưa biết
Vậy làm thế nào để biết được
dự đoỏn nào đỳng?
GV yờu cầu học sinh nờu
phương ỏn thớ nghiệm kiểm tra
GV thụng bỏo bõy giờ chỳng
ta sẽ tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra cỏc dự đoỏn trờn.
GV thụng bỏo sơ đồ, cỏc dụng
cụ thớ nghiệm, giải thớch về tỏc dụng của cỏc dụng cụ thớ nghiệm
GV yờu cầu một HS lờn bố trớ
thớ nghiệm, xỏc định đại lượng cần đo
GV nhận xột việc bố trớ thớ nghiệm của học sinh yờu cầu xỏc định đại lượng cần kiểm tra cho cả lớp được biết. Yờu cầu cỏc nhúm tiến hành thớ nghiệm
Sau khi tiến hành thớ nghiệm để
lấy số liệu thỡ GV yờu cầu HS dựa vào số liệu thu được và cho biết kết
HS sẽ yờu cầu tiến hành thớ nghiệm kiểm tra.
HS đề xuất phương ỏn thớ nghiệm
kiểm tra
Lắng nghe nhận xột và yờu cầu của GV
HS tiến hành thớ nghiệm và ghi kết
quả vào bảng theo yờu cầu của GV i
r
Khi gúc tới bộ thỡ gúc khỳc xạ tỉ lệ thuận với gúc tới nhưng khi gúc tới cú giỏ trị lớn thỡ khụng cũn tỉ lệ thuận
quả trờn phự hợp với dự đoỏn nào?
Vậy dự đoỏn gúc tới tỉ lệ thuận với gúc khỳc xạ cú đỳng khụng?
HS bỏc bỏ dự đoỏn đĩ đặt ra và đề xuất dự ỏn mới
Hoạt động 3: Xõy dựng định luật khỳc xạ
GV nhận xột và hướng học sinh đến việc tỡm mối quan hệ giữa Sini và Sinr
GV yờu cầu HS từ số liệu thu được hĩy vẽ đồ thị mối quan hệ giữa Sini và Sinr GV núi thờm từ nhiều thớ nghiệm chớnh xỏc người ta cũng thu được kết quả tương tự như SGK
Đề nghị HS phỏt biểu thành định
luật. Định luật khỳc xạ ỏnh sỏng GV yờu cầu HS ỏp dụng định luật khỳc xạ cho trường hợp gúc tới i = 0 đưa ra nhận xột
HS căn cứ vào kết quả thu được xỏc
lõp mối quan hệ Sini và Sinr
HS vẽ đồ thị theo yờu cầu của GV.
Từ đồ thị suy ra hệ thức: sin ons sin i c t r = (1) + Tia khỳc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bờn kia phỏp tuyến so với tia tới.
+ Với hai mụi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin gúc tới (Sini) và sin gúc khỳc xạ (Sinr) là một hằng số
Hoạt động 4: Tỡm hiểu về chiết suất của mụi trường
GV: Sử dụng thớ nghiệm ảo. (Corocodile) để thể hiện đối với một cặp mụi trường khỏc nhau thỡ gúc khỳc xạ khac nhau khi cú cựng gúc tới
HS: Quan sỏt thớ nghiệm ảo và trả lời cõu hỏi của GV
H? Em cú nhận xột gỡ về giỏ trị của gúc khỳc xạ trong cỏc trường hợp? GV: Giới thiệu cho học sinh biết khỏi niệm chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối. Yờu cầu HS trả lời cõu hỏi:
+ Trong trường hợp nào gúc khỳc xạ cú giỏ trị lớn hơn, bộ hơn, bằng gúc tới?
+ Chiết suất tuyệt đối của một mụi trường trong suốt cú giỏ trị như thế nào so với 1?
Chiết suất tuyệt đúi của một mụi trường được xỏc định: n c
v
=
+ Phương phỏp thực nghiệm nào để xỏc định chiết suất tuyệt đối của một mụi trường trong suốt?
HS: Đối với cỏc mụi trường chứa tia lú khỏc nhau thỡ gúc khỳc xạ cú giỏ trị khỏc nhau
Với n21 > 1 thỡ r <i ; Với n21 < 1 thỡ r > i ; i = 0 thỡ với mọi n21 r = i = 0
Chiết suất tuyệt đối của một mụi trường bao giờ cũng lớn hơn 1
+ Tạo hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng từ chõn khụng (khụng khớ) vào mụi trường đú. Đo gúc tới, gúc khỳc xạ tương ứng lập tỉ số Sini và Sinr đú chớnh là chiết suỏt tuyệt dối của mụi trường cần tỡm
Đề nghị HS thực hiện lại thớ nghiệm về khỳc xạ ỏnh sỏng nhưng đổi chiều truyền ỏnh sỏng cho nhận xột của mỡnh
HS đưa ra ý kiến của mỡnh, nếu chưa chớnh xỏc thỡ GV giải thớch thờm.
Ánh sỏng truyền đi theo đường nào thỡ cũng truyền ngược lại theo đường đú Hoạt động 6: củng cố dặn dũ
GV: Chuẩn bị sẵn phiếu học tập (Sử dụng mỏy chiếu chiếu lờn bảng) để cũng cố kiến thức cho HS.
1. Hiện tượng khỳc xạ là hiện tượng
A. ỏnh sỏng bị gĩy khỳc khi truyền xiờn gúc qua mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suốt.
B. ỏnh sỏng bị giảm cường độ khi truyền qua mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suốt.
C. ỏnh sỏng bị hắt lại mụi trường cũ khi truyền tới mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suốt.
D. ỏnh sỏng bị thay đổi màu sắc khi truyền qua mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suốt.
2. Khi gúc tới tăng 2 lần thỡ gúc khỳc xạ
A. tăng 2 lần. B. tăng 4 lần.
C. tăng 2 lần. D. chưa đủ dữ kiện để xỏc định.
3. Trong cỏc nhận định sau về hiện tượng khỳc xạ, nhận định khụng đỳng là A. Tia khỳc xạ nằm ở mụi trường thứ 2 tiếp giỏp với mụi trường chứa tia tới. B. Tia khỳc xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và phỏp tuyến.
C. Khi gúc tới bằng 0, gúc khỳc xạ cũng bằng 0. D. Gúc khỳc xạ luụn bằng gúc tới.
4. Nếu chiết suất của mụi trường chứa tia tới nhỏ hơn chiết suất của mụi trường chứa tia khỳc xạ thỡ gúc khỳc xạ
A. luụn nhỏ hơn gúc tới. B. luụn lớn hơn gúc tới.
C. luụn bằng gúc tới. D. cú thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn gúc tới.
5. Chiết suất tuyệt đối của một mụi trường là chiết suất tỉ đối của mụi trường đú so với
A. chớnh nú. B. khụng khớ. C. chõn khụng. D. nước.
6. Khi chiếu ỏnh sỏng đơn sắc từ một khụng khớ vào một khối chất trong suốt với gúc tới 600 thỡ gúc khỳc xạ là 300. Khi chiếu cựng ỏnh sỏng đơn sắc đú từ khối chất đĩ cho ra khụng khớ với gúc tới 300 thỡ gúc tới
A. nhỏ hơn 300. B. lớn hơn 600. C. bằng 600. D. khụng xỏc định được.
7. Chiếu một ỏnh sỏng đơn sắc từ chõn khụng vào một khối chất trong suốt với gúc tới 450 thỡ gúc khỳc xạ bằng 300. Chiết suất tuyệt đối của mụi trường này là
A. 2. B. 3 C. 2. D. 3/ 2.
8. Khi chiếu một tia sỏng từ chõn khụng vào một mụi trường trong suốt thỡ thấy tia phản xạ vuụng gúc với tia tới gúc khỳc xạ chỉ cú thể nhận giỏ trị
A. 400. B. 500. C. 600. D. 700.
9. Trong trường hợp sau đõy, tia sỏng khụng truyền thẳng khi
A. truyền qua mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suất cú cựng chiết suất. B. tới vuụng gúc với mặt phõn cỏch giữa hai mụi trường trong suốt.
C. cú hướng đi qua tõm của một quả cầu trong suốt. D. truyền xiờn gúc từ khụng khớ vào kim cương.
10. Chiếu một tia sỏng từ benzen cú chiết suất 1,5 với gúc tới 800 ra khụng khớ. Gúc khỳc xạ là
A. 410 B. 530. C. 800. D. khụng xỏc định được.
Bài tập về nhà:
+ Bài tập tr 166, 167 SGK
+ Chiếu ỏnh sỏng đơn sắc từ thủy tinh (n=1,5) ra khụng khớ. Tớnh gúc khỳc xạ trong cỏc trường hợp gúc tới I bằng:
a. 00 b. 300 c. 450
Dự kiến ghi bảng:
Bài 26. Khỳc xạ ỏnh sỏng
I. Khỳc xạ ỏnh sỏng
1. Hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng
Hiện tượng tia sỏng lệch phương khi truyền xiờn gúc qua mặt phõn cỏch của hai mụi trường trong suốt khỏc nhau gọi là hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng
2. Định luật khỳc xạ ỏnh sỏng
Tia khỳc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bờn kia phỏp tuyến so với tia tới. Với hai mụi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin gúc tới (Sini) và sin gúc
khỳc xạ (Sinr) là một hằng số
II. Chiết suất của mụi trường
1. Chiết suất tỉ đối: 21
sin sinr
i
n =
2.Chiết suất tuyệt đối: n c v
=
III. Tớnh thuận nghịch của sự truyền sỏng
Ánh sỏng truyền đi theo đường nào thỡ cũng truyền ngược lại theo đường đú
IV.Rỳt kinh nghiệm giờ dạy.
2.5.2. Giỏo ỏn 2:
PHẢN XẠ TỒN PHẦN I. Mục tiờu:
1. Kiến thức:
- Phõn biệt được hai trường hợp: Gúc khỳc xạ giới hạn và gúc tới hạn. - Biết được trong trường hợp nào thỡ xẩy ra hiện tượng phản xạ tồn phần. - Nờu được tỡnh chất của sự phản xạ tồn phần.
2. Kỹ năng:
Vận dụng kiến thức về phản xạ tồn phần để giải thớch một số hiện tượng trong đời sống và kỹ thuật.
3. Thỏi độ:
- Cú hứng thỳ học tập, yờu thớch tỡm tũi khoa học.
- Cú ý thức vận dụng những hiểu biết vật lớ vào đời sống, khoa học kỹ thuật.