bài 44: Khúc xạ ánh sáng

Phần hai: Quang hình học Chương VI: Khúc xạ ánh sáng Tiết 67: Bài 44 Khúc xạ ánh sáng I.. - Vận dụng được các công thức của định luật khúc xạ để giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng.. -

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

GIÁO ÁN BÀI 44: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Giáo viên hướng dẫn: Thầy Trần Viết Thắng Giáo sinh thực tập: Nguyễn Thị Hà My

Thái Nguyên, tháng 08 năm 2011

Phần hai: Quang hình học Chương VI: Khúc xạ ánh sáng Tiết 67: Bài 44 Khúc xạ ánh sáng

I Mục đích:

1 Kiến thức:

- Trình bày được hiện tượng khúc xạ ánh sáng

- Định luật khúc xạ ánh sáng

- Các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất

tỉ đối và chiết suất tuyệt đối

- Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng

2 Kỹ năng:

- Cách vẽ đường đi tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác

- Vận dụng được các công thức của định luật khúc xạ để giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng

- Phân biệt được vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng

II Chuẩn bị:

1 Giáo viên: Bộ dụng cụ thí nghiệm để khảo sát hiện tượng khúc xạ ánh

sáng

2 Học sinh: Ôn lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng và định luật khúc xạ đã

được học ở lớp 9

III Tiến trình dạy học:

1 Hoạt động 1 ( 3 phút): Ổn định tổ chức lớp, kiểm tra sĩ số, đặt vấn đề vào bài mới:

+ Ổn định tổ chức lớp.

+ Kiểm tra sĩ số

+ Đặt vấn đề vào bài mới:

Chúng ta đã nghiên cứu xong phần I: Điện học – Điện từ học Hôm nay, chúng ta chuyển sang nghiên cứu phần II: Quang hình học Vậy Quang hình học là gì?

Quang học: nói về ánh sáng, nghiên cứu các hiện tượng về ánh sáng

Quang hình học: là dùng công cụ toán bằng hình học để giải thích các hiện tượng quang học

- Quang hình học gồm 2 chương:

Chương VI: Khúc xạ ánh sáng

Chương VII: Mắt Các dụng cụ quang học

Chúng ta vào chương VI: Khúc xạ ánh sáng

Bài đầu tiên của chương: Bài 44: Khúc xạ ánh sáng

2 Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu khái niệm hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ĐVĐ: Với tên bài Khúc

xạ ánh sáng Vậy khúc

xạ ánh sáng là gì? Để

hiểu định nghĩa này

chúng ta quan sát hình vẽ

sau:

- Vẽ hình 44.1 lên

bảng, thông báo

chùm tia sáng (1)

và chùm tia sáng

(2)

- Yêu cầu HS nhận

1 Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

a) Nhận xét:

- Chùm tia sáng (1): chùm tia tới, góc tới i

- Chùm tia sáng (2): chùm tia khúc xạ, góc khúc xạ r

- Chùm tia (2) bị đổi phương so với chùm

xét phương của

chùm tia (2) so với

phương của chùm

tia (1) ?

Thông báo: chùm tia (1)

gọi là chùm tia tới, chùm

tia (2) gọi là chùm khúc

xạ

- Vậy chùm tia khúc xạ

do đâu mà có?

- Định nghĩa lưỡng chất

phẳng, mặt lưỡng chất

- Chùm tia (2) bị lệch một góc so với chùm tia (1)

- Do khi chiếu chùm tia (1) vào mặt nước

- Theo dõi, lắng nghe, ghi chép

tia (1) khi qua mặt phân cách

b) Định nghĩa: Sgk – 214

- Lưỡng chất phẳng:

hệ hai môi trường truyền sáng phân cách bằng mặt phẳng

- Mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là mặt lưỡng chất

3 Hoạt động 3 ( 15 phút): Hình thành định luật khúc xạ ánh sáng:

ĐVĐ: Như vậy, ta đã có định nghĩa hiện tượng khúc xạ, biết cách xác định góc tới i và góc khúc xạ r Vậy giữa i và r có mối quan hệ như thế nào? Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Nêu mục đích thí

nghiệm

- Yêu cầu HS cho

biết dụng cụ thí

nghiệm bao gồm

những gì?

- Yêu cầu 2 HS lên

cùng tiến hành thí

nghiệm với GV

- Lắng nghe

- Gồm:

+ Tấm kính mờ + Bản trụ D thủy tinh trong suốt + Nguồn sáng S + Thước tròn chia độ

- Thực hiện yêu cầu

2 Định luật khúc xạ ánh sáng: a) Thí nghiệm:

- Mục đích: tìm mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r

- Dụng cụ

- Tiến hành

- Kết quả

- Yêu cầu HS lập tỉ

số sinsinr i và rút ra

nhận xét?

Giải thích kết quả:

nếu bỏ qua sai số,

suy ra: sinsinr i = n

- Đưa ra nội dung

định luật: Sgk – 215

- Biểu thức định luật,

chú y n phụ thuộc

vào môi trường tới và

môi trường khúc xạ

- Xét các TH:

+ n > 1

+ n < 1

Nhận xét mối quan

hệ giữa i và r

NX: n càng lớn thì tia

sáng gãy khúc càng

nhiều khi đi qua mặt

phân cách hai môi

trường

của GV

- Thực hiện yêu cầu tính toán

- Lắng nghe, ghi chép

- Phát biểu định luật

- Biểu thức:

r

i

sin

sin

= n

+ Nếu n > 1, sini >

sinr, i > r

+ Nếu n < 1, sini <

sinr, i < r

Với 00 ≤ i, r < 900

- Lắng nghe

*Nếu i nhỏ ( < 10 0 ) thì r nhỏ, khi

đó sini ≈ i, sinr ≈ r, suy ra:

r

i

sin

sin

≈

i r

b) Định luật:

- Nội dung định luật: Sgk – 215

- Biểu thức: n

sinr

sini

 (1) Hay sini  n sinr

+ Nếu n > 1, i > r, môi trường khúc xạ chiết quang hơn + Nếu n < 1, i < r, môi trường khúc xạ kém chiết quang hơn

4 Hoạt động 4 (15 phút): Khái niệm chiết suất tuyệt đối, tỉ đối:

ĐVĐ: Ở biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng xuất hiện hằng số n Vậy hằng

số n được xác định như thế nào?

- Thông báo hằng số n là

chiết suất tỉ đối của môi

trường 2 (môi trường

khúc xạ) đối với môi

trường 1 (môi trường

tới), kí hiệu n21

- Thừa nhận: n  n21 =

2

1

v

v

ĐVĐ: Nếu trong 2 môi

trường có 1 môi trường

chân không thì khi đó n21

có phải là chiết suất tỉ

đối nữa không?

- Vận tốc ánh sáng trong

chân không là?

- Theo định nghĩa chiết

suất tỉ đối, ta có

1

v

c

n 

n1/chân không = c / v1

Vậy n1/chân không, được

gọi là chiết suất tuyệt đối

của môi trường

- Lắng nghe, ghi chép

- Vận tốc ánh sáng trong chân không là c

- Lắng nghe

- Ta có:

n1 = c/v1, n2 = c/v2

v1, v2 < c, suy ra n1, n2 > 1

3 Chiết suất của môi trường:

a) Chiết suất tỉ đối:

n  n 21 =

2

1

v v

v 1 , v 2 tốc độ ánh sáng qua môi trường 1, 2.

b) Chiết suất tuyệt đối:

- Định nghĩa: Sgk – 215

- Biểu thức:

1

2

n n

Định luật khúc xạ viết dưới dạng đối xứng:

2 2

1

1 sin i n sin i

(3)

Thông báo định nghĩa

chiết suất tuyệt đối

- Yêu cầu HS viết biểu

thức n1, n2 Rút ra đặc

điểm của n1, n2

- Kết luận: Chiết suất

tuyệt đối của mọi chất

đều lớn hơn 1

- Từ biểu thức: 2

21 1

n

hãy xây dựng lại biểu

thức của định luật khúc

xạ?

Nếu thay i = i1, r = i2, ta

có biểu thức:

2 2

1

1 sin i n sin i

Lưu y: biểu thức này được sử

dụng để tránh sự nhầm lẫn

khi đánh số các góc là i, r.

ĐVĐ: Thực tế khi nhìn

vào đáy chậu nước ta

thấy dường như đáy chậu

được nâng cao hơn Vậy

giải thích hiện tượng này

như thế nào?

Đưa ra ví dụ cụ thể: khi

có một vật (hòn sỏi) ở

1

2 1

n

n n



21 1

sin sinr

n

→ n1.sini = n2.sinr

- Vẽ hình vào vở

4 Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường:

- Điểm O nằm ở đáy cốc

- Tia tới OA, OB

đáy chậu nước, nhìn vào

hòn sỏi ta thấy nó được

nâng cao hơn

- Giải thích: hòn sỏi nằm

tại O, từ O có 2 tia tới

mặt phân cách là OA,

OB Tia OA vuông góc

mặt phân cách sẽ được

truyền thẳng – yêu cầu

HS trả lời

- Tia OB tới mặt phân

cách xảy ra hiện tượng

gì?

- Lúc này góc khúc xạ và

góc tới sẽ như thế nào?

- Ảnh của O (hòn sỏi)

chính là giao 2 chùm tia

khúc xạ, yêu cầu HS trả

lời câu C2

Ứng dụng thực tế: Khi đi tắm

biển, ao, hồ, ta cần lưu y do

hiện tượng khúc xạ mà ta

thấy đáy dường như nông

hơn 1/3 so với thực tế: sẽ rất

nguy hiểm đối với người

không biết bơi.

- Tia OA vuông góc với mặt phân cách được truyền thẳng

- Tại B xảy ra hiện tượng khúc xạ

- Do n1 > n2, i < r Thấy ảnh O’ cao hơn so với O

- Lắng nghe

5 Hoạt động 5 (4 phút): Tìm hiểu định luật truyền thẳng ánh sáng:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Làm thí nghiệm, lấy

một giá trị cụ thể của

góc i, r ở thí nghiệm

ban đầu, đảo chiều

truyền ánh sáng HS

quan sát và đưa ra

nhận xét

- Vẽ hình tổng quát

- Kết luận: Ánh sáng

có tính thuận nghịch

- Ánh sáng truyền theo chiều nào thì cũng truyền ngược lại theo chiều đó

5 Tính thuận nghịch trong

sự truyền ánh sáng:

6 Hoạt động 6 (3 phút): Củng cố và vận dụng:

- Tóm tắt nội dung chính của bài học

- Cho HS làm bài 1, 2 Sgk – 217

- Về nhà làm bài 3, 4, 5 và đọc mục Em có biết

- Rút kinh nghiệm giờ dạy:

………

………

………

………

………

………

………