Giáo án bài khúc xạ ánh sáng pdf

Kiến thức: Sau khi học xong bài này học sinh phải - Biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì - Phát biểu và hiểu được định luật khúc xạ ánh sáng - Hiểu được các khái niệm: Chiết suất

CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

I Mục tiêu

1 Kiến thức: Sau khi học xong bài này học sinh phải

- Biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì

- Phát biểu và hiểu được định luật khúc xạ ánh sáng

- Hiểu được các khái niệm: Chiết suất tỷ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối

- Phân biệt được chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối

- Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng

2 Kỹ năng: Sau khi học xong bài này học sinh phải

- Hiểu rõ vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài tập

- Vận dụng được công thức xác định góc giới hạn

- Vẽ được đường đi của tia sáng trong trường hợp có hiện tượng khúc xạ ánh sáng

3 Thái độ: Sau khi học xong bài này học sinh sẽ

- Rèn luyện khả năng tư duy, giải thích các hiện tượng vật lý liên quan

- Khơi dậy niềm say mê khoa học và khám phá tri thức mới

II Chuẩn bị

1 Học sinh

- Ôn lại kiến thức đã học về quang hình học ở THCS

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng

2 Giáo viên

- Dụng cụ thí nghiệm: một cốc nước bằng thủy tinh, một chiếc đũa hoặc thìa

- Phiếu học tập cho học sinh

III Phương pháp giảng dạy:

- Phương pháp trực quan: thí nghiệm biểu diễn

- Phương pháp vấn đáp

- Phương pháp đàm thoại, gợi mở

IV Hoạt động dạy học

1 Ổn định lớp học- kiểm tra bài cũ

- Giáo viên ổn định lớp học, yêu cầu báo các sĩ số

- Kiểm tra bài cũ:

+ Phát biểu định luật truyền thẳng của ánh sáng

+ Vẽ hình

2 Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học sinh Nội dung

- GV làm thí nghiệm với dụng

cụ đã chuẩn bị

- Yêu cầu HS quan sát thí

nghiệm kết hợp với hình vẽ

26.1 sgk

+ Yêu cầu học sinh nhận xét

sau khi quan sát thí nghiệm

- GV nhận xét câu trả lời của

HS

- GV kết luận : hiện tượng như

trên là hiện tượng khúc xạ ánh

sáng

+ Gọi HS phát biểu hiện tượng

khúc xạ ánh sáng

- Quan sát thí nghiệm của GV và hình vẽ để đưa ra nhận xét

+ Chiếc đũa như bị gãy khúc

- Lắng nghe và ghi chép

I Sự khúc xạ ánh sáng

1 Hiện tượng khúc

xạ ánh sáng:

- Khúc xạ ánh sáng

là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau

+ Tia sáng bị lệch phương tại mặt phân cách của hai môi trường

Hoạt động 2: Định luật khúc xạ ánh sáng

Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học

sinh

Nội dung

- GV cho học sinh quan sát hình

vẽ

- GV giải thích các tia sáng

trong hình vẽ:

SI: tia tới; I: điểm tới

I’S: tia phản xạ

IR: tia khúc xạ

NN’: pháp tuyến của mặt phân

cách

i: góc tới, i’: góc phản xạ (i’= i)

r: góc khúc xạ

+ GV thông báo: tia khúc xạ

nằm phía bên kia pháp tuyến so

với tia tới

- GV tiến hành làm thí nghiệm

theo hình 26.3

+ Lần lượt thay đổi các giá trị

của góc tới i

+ Yêu cầu HS tính các giá trị

sini và sin r

+ Lập tỉ số sin rsin i

+ Yêu cầu HS nhận xét về tỉ số

trên

- Yêu cầu học sinh phát biểu

định luật khúc xạ ánh sáng

- Quan sát hình vẽ

- Chú ý lên bảng nghe

GV giới thiệu hình vẽ 26.2.sgk

- Chú ý quan sát thí nghiệm của GV

+ HS nhận xét về sự thay đổi của góc khúc xạ

+ Tính các giá trị của sini và sin r, lập tỉ số

+ Tỉ số sin rsin i là một hằng số

- Phát biểu định luật

2 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 trường trong suốt nhất định,

tỉ số giữa sin góc tới

và sin góc khúc xạ luôn không đổi sin i

const sin r =

Hoạt động 3: Chiết suất tỉ đối

Hoạt động của Giáo

Viên

Hoạt động của học sinh Nội dung

- Yêu cầu HS nhận xét về

tỉ số sin i

sinr đối với cặp môi

trường trong suốt khác

nhau

- Gv định nghĩa chiết suất

tỉ đối

+ Tỉ số sin i

sinr không đổi

trong hiện tượng khúc xạ

ánh sáng trên được gọi là

chiết suất tỉ đối cuả môi

trường 2 (chứa tia khúc

xạ) đối với môi trường 1

(chưa tia tới) Kí hiệu: n 21

2 21 1

n sin i

n sin r = = n

+ Nếu n21 > 1: môi

trường khúc xạ chiết

quang hơn môi trường tới

+ Nếu n21 < 1: môi

trường khúc xạ kém chiết

quang hơn môi trường tới

- Tìm hiểu SGK

- Nhận xét : tỉ số này luôn

là một hằng số

- Lắng nghe và ghi chép

- Lắng nghe và ghi chép

II: Chiết suất của môi trường

1.Chiết suất tỉ đối

- Tỉ số sin i

sinr không đổi trong hiện tượng khúc

xạ ánh sáng trên được gọi là chiết suất tỉ đối cuả môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chưa tia tới)

2 21 1

n sin i

n sin r = = n

Kí hiệu: n 21

+ Nếu n 21 > 1thì r < i tia khúc xạ bị lệch gần pháp tuyến, môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1)

+ Nếu n 21 < 1thì r > i tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến, môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1)

Hoạt động 4: Chiết suất tuyệt đối

Hoạt động của Giáo

Viên

Hoạt động của học sinh Nội dung

- Yêu cầu HS khái niệm

về chiết suất tuyệt đối

- Chiết suất tỉ đối của một

môi trường đối với chân

không gọi là chiết suất

tuyệt đối, thường gọi tắt

là chiết suất

- Chân không có chiết

suất n=1

- GV chứng minh hệ thức

2 21

1

n n

n

=

- Chiết suất tuyệt đối của

mọi chất đều lớn hơn 1

(vì ánh sáng truyền trong

mọi môi trường đều nhỏ

hơn ánh sáng truyền trong

chân không)

2 21

1

n n

n

=

- Từ đó GV viết lại công

thức của định luật khúc

xạ theo dạng đối xứng

n sin i n sin r=

=> GV nêu lên ý nghĩa

của chiết suất tuyệt đối

- Yêu cầu học sinh trả lời

câu hỏi C1, C2, C3

- Tìm hiểu khái niệm chiết suất tuyệt đối

- Trả lời câu hỏi C1, C2, C3

2 Chiết suất tuyệt đối

- Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không

+ Chân không có chiết suất n=1

+ Chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn hơn 1

1 21 2

v n v

=

Mà 2 1

1 2

n = v

=> 21 2

1

n n n

=

=> Ý nghĩa: Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc truyền ánh sáng truyền trong môi trường

đó chậm hơn bao nhiêu lần trong chân không

=> Vận tốc khi truyền qua các môi trường có chiết suất càng lớn thì v càng giảm

Hoạt động 5: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

Hoạt động của Giáo

Viên

Hoạt động của học sinh Nội dung

- GV cho HS quan sát

hình vẽ

- Quan sát hình vẽ

- Nhận xét về đường đi của tia sáng

III Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

- Nếu ánh sáng truyền

- Yêu cầu học sinh phát

biểu nguyên lí thuận

nghịch

- Phát biểu nguyên lí thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

trong 1 môi trường theo một đường nào đó thì nó cũng truyền theo đường ngược lại nếu hoán đổi vị trí nguồn với ảnh

12

21

n sin i sin i n

sin r

Hoạt động 6: Củng cố- dặn dò

Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu HS phải hiểu và phát biểu

được định nghĩa về hiện tượng khúc xạ

- Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng

- Viết biểu thức

- Hiểu được chiết suất tuyệt đối và

chiết suất tỉ đối

- Làm bài tập 6,7,8,9,10 trang 166, 167

SGK

- Lắng nghe và tự củng cố

- Hỏi giáo viên những vấn đề còn chưa hiểu

- Ghi chép các yêu cầu của GV

Bài tập củng cố:

Bài tập 1: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa đầy nước có chiết suất 4

3 Một tia sáng chiếu tới mặt nước và hợp với mặt nước một góc 600 Tính góc khúc xạ Giải:

Góc i=30 0

Theo định luật khúc xạ ánh sáng:

r n

i

n1sin = 2sin

1

2

sin r sin i sin 30

4

3

0

22

=

⇒r

Bài tập 2: Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí tới mặt thủy tinh (chiết suất 1,5)

sao cho góc khúc xạ bằng phân nữa góc tới.

2

i

r=

Theo định luật kxas:

r n

i

n1sin = 2sin

0 0

2 1

2 1

8 , 82 4

,

41

2

5 , 1 2

cos

.

2

.

1

2

sin 2

cos

2

sin

.

2

2 sin sin

=

⇔

=

⇒

=

⇔

=

⇔

=

⇔

i i

i

i n i i

n

i n

i

n