PHẦN II. QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên đưa ra hệ thống kiến thức để hệ thống hoá các kiến thức trọng tâm của hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
*Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên
HỆ THỐNG CÁC KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
+Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phân:
- Ánh sáng phải truyền từ môi trường có chiết quang hơn sang môi trường có chiết quang kém hơn;
- Góc tới i phải lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần igh
+Biểu thức tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần:
sinigh = n21 = =Chiết Chiết suất suất bélớn
1 2
n n
Góc giới hạn phản xạ toàn phần là góc tới ứng với góc khúc xạ r = 90o. Khi đó tia khúc xạ nằm là là ở mặt phân cách.
Lưu ý: * Khi chiếu tia sáng vào mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt:
+Nếu xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì ta áp dụng định luật khúc xạ;
+ Nếu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì ta áp dụng định luật phản xạ;
* Khi khảo sát tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất bé, ta cần phải tính góc giới hạn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, kiểm tra quá trình xảy ra hiện tượng khúc xạ hay phản xạ toàn phần của tia sáng tại điểm tới.
Hoạt động 2 (30 phút): Giải một số bài toán cơ bản.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Một khối bán trụ trong suất có chiết suất n = 2. Một chùm tia sáng hẹp trong một mặt phẳng của tiết diện vuông góc được chiếu tới bán trụ như hình vẽ.
Xác định đường đi của chùm tia sáng trong các trường hợp
sau:
1α = 60o; 2.α= 45o; 3. α = 30o.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải;
*Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận để tìm phương pháp giải theo yêu cầu của bài toán;
Bài giải:
Nhận xét: + Từ tính chất của đường tròn, ta suy ra tại I góc tới iI = 0 => rI = 0: Vậy tia sáng truyền thẳng đi qua tâm O.
+ Tại O, tia sáng truyền từ môi trường có chiết suất lớn sang chiết suất bé, nên ta tính góc giới hạn phản xạ toàn phần: igh =
2 1 n
1 = => igh = 45o.
1. Xét trường hợp α = 60o.
*Giáo viên định hướng:
+ đường đi tia sáng gặp bao nhiêu mặt phân cách giữa hai môi trường?
+Khi đi từ không khí đến thuỷ tinh?
+Khi đi từ thuỷ tinh sang không khí?
+Vậy để biết đường đi của tia sáng sau khi qua mặt phân cách thứ hai, ta phải tìm điều kiện gì?
*Giáo viên yêu cầu đại diện các nhóm lên trình bày kết quả ba trường hợp.
*Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải;
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Một bể nước có độ sâu h = 20m, dưới đáy bể có một ngọn đèn S, hỏi phải thả trên mặt nước một tấm gỗ mỏng hình tròn có bán kính tối thiểu bằng bao nhiêu để ta không thể nhìn thấy ngọn đèn. Biết rằng tâm của hình tròn rơi xuống ngọn đèn S.
Cho biết chiết suất của nước là n = 3 4
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải , tìm kết quả bài toán;
*Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả;
*Giáo viên nhận xét, bổ sung để hoàn thiện bài giải;
*Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các bài toán liên quan đến phản xạ toàn phần.
=> io = 90o -ε = 30o < igh. Vậy xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng tại O.
Theo định luật khúc xạ ánh sáng:
sinro = nsinio = 2. 2 1 =
2
2 => ro = 45o. (hình 1) 2. Xét trường hợp α = 45o.
=> io = 90o -α = 45o = igh. Vậy tia khúc xạ nằm là là ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
Cũng có thể tính góc khúc xạ từ định luật khúc xạ ánh sáng:
sinro = nsinio = 2. 2
2 = 1=> ro = 90o. (hình 2) 3. Xét trường hợp α = 30o.
=> io = 90o -α = 60o > igh. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra.
Toàn bộ phần ánh ánh sáng đều phản xạ lại trong môi trường chiết suất n tại tâm O, từ tính chất đường tròn, ta nhận thấy ánh sáng truyền thẳng ra ngoài không khí. (hình 3)
*Học sinh chép đề theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, tìm phương pháp giải theo định hướng của giáo viên;
Đáp án: r =
7 h 60 7
3 = cm
*Đại diện nhóm lên trình bày bài giải.
*Học sinh quan sát, nhận xét, bổ sung để hoàn thiện bài giải;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận phương pháp.
Hoạt động 4 (5 phút): Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các kiến thức, công thức đã gặp trong tiết học;
*Giáo viên nêu yêu cầu cho tiết học tiếp theo.
*Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên.
Hình 1
Hình 2
Hình 3