- Trình bày được cấu hai tác dụng của lăng kính: tán sắc ánh sáng và làm lệch về đáy một chùm tia sáng đơn sắc.. Về thái độ: - Có sự nhìn nhận sâu sắc về hiện tượng một số hiện tượng tự
Trang 1Bài 28
LĂNG KÍNH
I MỤC TIÊU:
1 Về kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của lăng kính, công dụng của lăng kính
- Trình bày được cấu hai tác dụng của lăng kính: tán sắc ánh sáng và làm lệch về đáy một chùm tia sáng đơn sắc
- Viết được công thức lăng kính
- Nêu được các ứng dụng của lăng kính trong khoa học và kỹ thuật
2 Về kỹ năng:
- Vẽ đường truyền ánh sáng qua lăng kính
- Vận dụng các công thức lăng kính để giải một số bài tập liên quan
3 Về thái độ:
- Có sự nhìn nhận sâu sắc về hiện tượng một số hiện tượng tự nhiên có liên quan đến tán sắc
ánh sáng và các thiết bị có sử dụng lăng kính
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên:
- Các thí nghiệm minh họa về tán sắc ánh sáng tráng và khảo sát đường truyền của tia sáng
qua lăng kính, bao gồm:
+) Lăng kính tam giác đều
+) Một màn chắn, trên có khoét một khe hẹp
+) Một đèn phát ra ánh sáng trắng (tốt nhất là đèn ống)
+) Một bộ các tấm lọc màu
- Một số loại lăng kính tự tạo (ví dụ: có thể dùng hộp nhựa trong đựng nước làm lăng kính),
- Các tranh, ảnh về quang phổ, máy quang phổ, máy ảnh,…
2 Học sinh:
- Ôn tập về sự khúc xạ ánh sáng và sự phản xạ toàn phần.
III TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC
1 Ổn định lớp (1 phút)
2 Kiểm tra bài cũ (không kiểm tra)
3 Vào bài (3 phút)
Trang 2Cạnh của lăng
kính
Mặt bên
của lăng kính.
Mặt đáy của lăng kính.
Ở chương VI các em đã được học về hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần Vậy
2 hiện tượng này được ứng dụng trong những dụng cụ nào? Để biết được điều này chúng ta chuyển sang học chương VII: MẮT, CÁC DỤNG CỤ QUANG
Trong chương này, ta sẽ tìm hiểu một số dụng cụ quang thường dùng như: lăng kính, thấu kính, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn Đầu tiên, chúng ta đi tìm hiểu BÀI 28: LĂNG KÍNH
4 Tiến trình dạy
Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo của lăng kính (5 phút)
Hoạt động cả giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
Cho hs quan sát lăng kính và
hỏi:
-Lăng kính có màu hay trong
suốt?
- Lăng kính có hình gì?
- Thông báo cho hs lăng kính
chỉ được làm từ một chất
có thể là thủy tinh, nhựa, …
- Y/c 1 hs nêu cấu tạo của lăng
kính
- Thông báo: Khi sử dụng lăng
kính, chùm tia sáng hẹp được
chiếu truyền qua lăng kính
trong một mặt phẳng vuông
góc với cạnh của khối lăng trụ
Do đó, lăng kính được biểu
diễn bằng tam giác tiết diện
thẳng.(chỉ trên lăng kính)
- Lăng kính có những phần tử
nào ?
- GV nhận xét, bổ xung
+ Cạnh là giao tuyến của 2 mặt
bên
+ hai mặt bên là hai mặt trong
suốt khi ta chiếu ánh sáng vào
+ Đáy là mặt còn lại, thường
không được sử dụng và được
bôi đen
- Về phương diện quang học,
- Quan sát lăng kính
- Lăng kính trong suốt.
- Có hình lăng trụ tam giác
- Lắng nghe
- Nêu cấu tạo của lăng kính
- Các phần tử của lăng kính
gồm: cạnh, đáy, hai mặt bên
- Quan sát, lắng nghe và ghi
CHƯƠNG VII: MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG
BÀI 28: LĂNG KÍNH
I CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
- Cấu tạo: SGK/176
- Các phần tử của lăng kính:
cạnh, đáy, hai mặt bên
- Lăng kính được đặc trưng Góc chiết
quang
Trang 3một lăng kính được đặc trưng
bởi:
+ Góc chiết quang A là góc
ngụy diện của hai mặt bên
+ Chiết suất n là chiết suất tỉ
đối của chất làm lăng kính với
chiết suất của môi trường bên
ngoài
- Thông thường ở THPT ta
thường xét với lăng kính đặt
trong không khí, mà không khí
có chiết suất là 1 Do đó chiết
suất tỉ đối trùng với chiết suất
tuyệt đối của chất làm lăng
kính Vậy đường truyền của tia
sáng đi qua lăng kính ntn
chúng ta chuyển sang phần II
ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA
SÁNG QUA LĂNG KÍNH
+ Góc chiết quang A;
+ Chiết suất n.
Hoạt động 2: Khảo sát đường truyền các tia sáng qua lăng kính (20 phút)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Ở lớp 9, ta đã biết ánh sáng trắng
gồm nhiều màu và lăng kính có
tác dụng phân tích chùm ánh sáng
truyền qua nó thành nhiều chùm
sáng khác nhau
- Cho hs quan sát TN tán sác ánh
sáng trắng
Mục đích TN: Quan sát sự tán sắc
ánh sáng trắng qua lăng kính
Dụng cụ TN gồm:
+ 1 lăng kính tam giác đều
+ 1 màn chắn trên có khoét một
khe hẹp
+ 1 đèn phát ra ánh sáng trắng
+ 1 bộ các tấm lọc màu
Tiến hành TN: Chiếu ánh sáng
trắng vào lăng kính
- Có nhận xét gì về màu sắc của
ánh sáng chiếu vào và màu sắc
của ánh sánh ló ra khỏi lăng kính?
- Gv nhận xét câu trả lời, bổ sung
và kết luận
- Ánh sáng chiếu vào lăng kính là ánh sáng màu trắng và ánh sáng ló ra khỏi lăng kính
bị tách thành những giải màu khác nhau
II ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1 Tác dụng của tán sắc ánh sáng.
- Lăng kính có tác dụng làm
tán sắc ánh sáng
Trang 4- Hiện tượng ánh sáng bị tách
thành nhiều chùm sáng màu như
trên gọi là sự tán sắc ánh sáng bởi
lăng kính, hiện tượng này do
Newton khám phá ra năm 1669
- Dưới đây, ta chỉ xét sự chuyền
của một chùm tia sáng đơn sắc (có
một màu nhất định) qua một lăng
kính Vậy đường truyền của tia
sáng đơn sắc đi qua lăng kính như
thế nào? Chúng ta cùng chuyển
sang phần 2: Đường truyền của tia
sáng qua lăng kính
- GV tiến hành TN đường truyền
của tia sáng qua lăng kính như ở
hình: 28.4 SGK/177
- Xét một lăng kính có tiết diện
thẳng là ABC, có góc chiết quang
là A, chiết xuất là n, chiếu một
chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI tới
mặt bên của lăng kính thứ nhất
theo hướng từ đáy đi lên trên
- Có nhận xét gì về đường truyền
của tia sáng tại điểm I tại mặt lăng
kính thứ nhất
- C1: Tại sao khi ánh sáng truyền
từ không khí vào lăng kính luôn
có sự khúc xạ và tia khúc xạ lệch
gần pháp tuyến hơn so với tia tới?
- GV nhận xét, bổ sung:
- Tương tự có nhận xét gì về
đường truyền của tia sáng tại điểm
- Tại I: Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa là lệch về phía đáy của lăng kính (do tia tới truyền từ môi trường có chiết xuất nhỏ hơn sang môi trường có chiết xuất lớn hơn
=> góc khúc xạ lớn hơn góc tới)
- Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính thì tức là truyền vào môi trường chiết quang hơn, khi đó i1 > r1
=> tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới
- Tại J tia khúc xạ lệch ra pháp tuyến, tức là cũng lệch
2 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính.
- Tại I: Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa là lệch về phía đáy lăng kính
- Tại J: Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến tức là cũng lệch
về đáy lăng kính
A
Góc lệch D
I
H
J n
r2 i2
i1 r1
A
Góc lệch D
I H
J n
r2 i2 i1 r1
Trang 5J tại mặt lăng kính thứ 2?
(chú ý: Ở mặt lăng kính thứ nhất,
tia IJ đóng vai trò là tia khúc xạ, ở
mặt thứ hai tia IJ lại đóng vai trò
là tia tới)
- GV nhận xét, bổ sung: Tương tự
như vậy, khi ánh sáng truyền từ
lăng kính ra ngoài không khí (tức
là truyền vào môi trường kém
chiết quang) thì r2 < i1 => tia khúc
xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với
tia tới (GV dùng hình 28.4 để
minh họa điều này)
- Tại J, ở đây có thể xảy ra những
hiện tượng gì?
- GV nhận xét: Ta giả sử góc tới i
nhỏ hơn góc igh nên trong trường
hợp này chỉ có thể xảy ra hiện
tượng khúc xạ ánh sáng
- Vậy khi có tia ló ra khỏi lăng
kính thì tia ló bao giờ cũng lệch
về phía đáy lăng kính so với tia
tới
- Góc tạo bởi tia tới SI và tia ló IJr
gọi là góc lệch D của tia sáng khi
chuyền qua lăng kính (GV chỉ rõ
góc lệch D trên hình vẽ).
- Vậy để xác định góc lệch D hay
các góc tới, góc phản xạ chúng ta
phải dùng công thức nào?
về đáy lăng kính (do tia tới truyền từ môi trường có chiết xuất lớn hơn sang môi trường
có chiết xuất nhỏ hơn => góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới)
- Tại J có thể xảy ra hiện tượng khúc xạ hoặc phản xạ toàn phần Do không khí chiết quang kém hơn chất làm lăng kính
- HS tiếp thu, ghi nhớ
Hoạt động 3 (tìm hiểu các công thức lăng kính 7 phút).
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Xét đường truyền của tia sáng
qua lăng kính như hình 28.4
- Áp dụng định luật khúc xạ
ánh sáng và một số định lý
hình học về góc, ta thiết lập
được các công thức lăng kính
sau đây:
* TH1: Góc i1 và góc chiết
quang A lớn: - HS ghi các công thức vào vở để áp dụng làm bài tập
III CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH.
* TH1: Góc i1 và góc chiết quang A lớn:
Trang 6*TH2: Góc i1và góc chiết
quang A nhỏ (<10o):
- Y/c: học sinh về nhà hoàn
thành câu C2
- Y/c học sinh làm bài tập ví dụ
SGK/177
- Vậy trong thực tế, lăng kính
được ứng dụng trong những
trường hợp cụ thể nào, để biết
được điều đó chúng ta cùng
chuyển sang phần IV
- HS nhận nhiệm vụ học tập
- HS lên bảng giải ví dụ
*TH2: Góc i1và góc chiết quang A nhỏ (<10o):
Hoạt động 4: Tìm hiểu công dụng của lăng kính (5 phút).
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Y/c HS đọc sách giáo khoa để
tìm hiểu công dụng của lăng
kính
- GV nhận xét bổ sung
- Ứng dụng ngoài thực tế: Máy
quang phổ dùng trong các
nghành công nghiệp hóa học,
sinh học, công nghệ thực
phẩm, đồ uống cũng như môi
trường
- Thông báo:
+ Lăng kính phản xạ toàn
phần là lăng kính thuỷ tinh có
tiết diện thẳng là một tam giác
vuông cân được sử dụng để tạo
ảnh thuận chiều, có tác dụng
như một gương phẳng Người
ta dùng lăng kính phản xạ toàn
phần trong các kính tiềm vọng
ở các tàu ngầm để làm đổi
phường truyền của tia sáng
Nhờ kính tiềm vọng, thủy thủ ở
dưới tàu ngầm có thể quan sát
được các hoạt động diễn ra trên
mặt biển
+ Trong ống nhòm, người ta
- HS đọc sách giáo khoa
- HS lắng nghe, ghi nhớ
- HS lắng nghe, ghi nhớ
- HS quan sát
IV CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH.
1 Máy quang phổ
phần
Trang 7dùng 2 lăng kính phản xạ toàn
phần có các cạnh vuông góc
với nhau để làm đổi chiều của
ảnh Tương tự với máy ảnh
lăng kính phản xạ toàn phần để
tạo ảnh thuận chiều (cho học
sinh quan sát máy ảnh thực tế)
Hoạt động 5: Vận dụng, củng cố (5 phút).
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Nhắc lại cấu tạo và công
dụng của lăng kính
- Chú ý cho HS: Tính chất lệch
về đáy so với tia tới
- Hoàn thành bài tập 4,5
SGK/179
- Giao nhiệm vụ về nhà: Hoàn
thành các bài tập 6,7 SGK/179
- Ôn lại kiến thức về thấu kính
- Ôn lại kiến thức về khúc xạ
ánh sáng, lăng kính
- Đọc mục: Em có biết?
- Đọc trước phần I, II của bài
29 THẤU KÍNH MỎNG
- HS nhắc lại cấu tạo và công
dụng của lăng kính
- Trả lời các câu hỏi 4,5 SGK
- Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập
IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY