Kiến thức: Học sinh nắm được cấu tạo của lăng kính và hai đặc trưng cơ bản của lăng kính là góc chiết quang A và chiết suất n của lăng kính; Nêu được các tác dụng của lăng kính đối với t
Trang 1VẬT LÝ 11
CHƯƠNG VII MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC
Bài 28: LĂNG KÍNH
I MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1 Kiến thức: Học sinh nắm được cấu tạo của lăng kính và hai đặc trưng cơ bản của lăng kính
là góc chiết quang A và chiết suất n của lăng kính; Nêu được các tác dụng của lăng kính đối với tia sáng đơn sắc truyền qua, và hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng, làm lệch tia sáng về phía đáy của lăng kính Nắm được khái niệm về góc lệch của lăng kính, góc lệch cực tiểu và công thức tính
2 Kĩ năng: Viết được các công thức của lăng kính và vận dụng để giải một số bài tập cơ bản
về lăng kính;
3 Giáo dục thái độ: Học sinh có ý thức tìm hiểu vai trò của lăng kính trong các dụng cụ
quang học
II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1 Giáo viên: Một số loại lăng kính, bộ thí nghiệm chứng minh quang hình học.
2 Học sinh: Ôn lại những kiến thức về hiện tượng khúc xạ và định luật khúc xạ ánh sáng III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Nêu
điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn
phần?
*Viết biểu thức tính góc giới hạn của phản xạ
toàn phần
*Giáo viên nhận xét và cho điểm
*Giáo viên nêu yêu cầu của tiết học
*Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề cần nghiên cứu
Hoạt động 2: TÌm hiểu cấu tạo và xây dựng khái niệm chiết suất của lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên cho học sinh quan sát một số loại
lăng kính, rút ra nhận xét về cấu tạo: Hình dạng,
các định nghĩa về mặt bên, mặt đáy, góc chiết
quang?
*Giáo viên thông báo khái niệm về chiết suất
của lăng kính, yêu cầu học sinh tiếp thu và ghi
nhớ kiến thức
*Giáo viên lấy ví dụ: Một lăng kính khi đặt
trong không khí thì chiết suất là 1,5 Xác định
chiết suất của lăng kính khi đặt trong nước? Biết
chiết suất tuyệt đối của nước là 4/3
*Học sinh quan sát và kết luận được:
+Lăng kính là khối chất trong suốt có dạng hình lăng trụ đứng, với tiết diện ngang là hình tam giác + Các mặt bên ABB’A’, ACC’A’ được đánh nhẵn
để sử dụng;
+ Mặt đáy BCC’B’ không sử dụng, thường được bôi đen hay không nhẵn
*Góc chiết quang là góc nhị diện tạo bởi hai mặt bên;
*Học sinh ghi nhớ được khái niệm chiết suất của lăng kính là chiết suất tỉ đối của chất làm lăng kính và môi trường đặt lăng kính;
*Học sinh dựa vào khái niệm chiết suất lăng kính
để tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán;
Hoạt động 3: Nghiên cứu đường đi của tia sáng qua lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Với ánh sáng đơn sắc:
*Giáo viên tổ chức cho học tiến hành thí nghiệm
*Học sinh tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn của giáo viên;
Trang 2chiếu tia sáng đơn sắc qua lăng kính có chiết
suất n > 1, nhận xét quan hệ giữa tia tới và tia
ló?
*Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ đường đi của tia
sáng đơn sắc qua lăng kính;
*Giáo viên yêu cầu học sinh xác định góc lệch
của tia tới so với tia ló?
Với ánh sáng trắng
*Giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm
với ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời) qua lăng
kính;
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về kết quả
thu được?
*Giáo viên trình bày khái niệm về hiện tượng
tán sắc ánh sáng
*Hiện tượng tán sắc của ánh sáng trắng do
nguyên nhân nào? Có phải là lăng kính đã
nhuộm màu ánh sáng trắng hay không?
*Giáo viên trình tự trình bày giả thiết về ánh
sáng trắng để giải thích nguyên nhân sự tán sắc
của ánh sáng gốm nhiều màu sắc khác nhau;
*Học sinh quan sát và nhận xét về mối quan hệ
giữa tia tới và tia ló: Tia sáng đơn sắc qua lăng
kính có chiết suất n > 1 thì tia ló luôn lệch về phía đáy hơn so với tia tới.
*Học sinh dựa vào định luật khúc xạ để vẽ đường
đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính;
*Học sinh xác định góc lệch của tia ló so với tia tới qua lăng kính
*Học sinh tiến hành thí nghiệm với ánh sáng trắng, quan sát và nhận xét kết quả thu được: Trên màn xuất hiện một dải màu sắc biến thiên liên tục
từ đỏ đến tím như màu cầu vồng; Trong đó các tia
đỏ bị lệch ít nhất còn các tia tím bị lệch nhiều nhất
*Học sinh nắm được khái niệm tán sắc ánh sáng;
*Học sinh thảo luận theo nhóm để giải thích sự tán sắc ánh sáng;
*Học sinh ghi nhận hai giả thiết:
+Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc;
+Chiết suất của một môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng;
*Học sinh vận dụng để đưa ra lời giải thích chính xác về hiện tượng tán sắc ánh sáng;
Hoạt động 4: Xây dựng các công thức lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên dẫn dắt học sinh chứng minh công
thức lăng kính:
*Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng để rút ra
được: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2;
*Dựa vào tính chất của tứ giác nội tiếp hoặc
tổng các góc của tam giác, tứ giác để chứng
minh công thức: A = r1 + r2;
*Dựa vào các tính chất của mối liên hệ giữa
góc ngoài, góc trong của tam giác và góc đối
đỉnh để chứng minh công thức:
D = i1 + i1 – A;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh thảo luận
theo nhóm để thành lập các công thức 28.1
trường hợp góc tới i và góc chiết quang A
đều nhỏ;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh thiết lập
công thức tính góc lệch cực tiểu;
*Học sinh thảo luận và liên hệ các công thức của hình học, định luật khúc xạ ánh sáng để chứng minh các công thức của lăng kính theo yêu cầu của giáo viên:
* sini1 = nsinr1;
* sini2 = nsinr2;
* A = r1 + r2;
* D = i1 + i1 – A;
Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên;
Hoạt động : Tìm hiểu các công dụng của lăng kính
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên thông báo và diễn giảng các ứng
dụng của lăng kính;
*Giáo viên trình bày cấu tạo của máy quang
phổ;
*Học sinh chú ý lắng nghe và tiếp nhận kiến thức
về các ứng dụng của lăng kính;
*Học sinh nắm được cấu tạo của máy quang phổ gồm ba bộ phận chính là: Ống chuẩn trực, hệ tán
Trang 3*Giáo viên nhấn mạnh:
+Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng
tán sắc ánh sáng, bộ phận chính của máy quang
phổ là hệ tán sắc, gồm một hoặc hệ lăng kính;
+Máy quang phổ có nhiệm vụ phân tích chùm
sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc
khác nhau;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh cách xác định
góc lệch cực tiểu của lăng kính;
sắc và buồng ảnh;
*Học sinh nắm được nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ là dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng;
*Bộ phận chính của máy quang phổ là hệ tán sắc;
*Học sinh nắm được nhiệm vụ của máy quang phổ là phân tích chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau;
*Học sinh nắm được cách xác định góc lệch cực tiểu của tia ló so với tia tới của ánh sáng đơn sắc qua lăng kính
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung tóm
tắt ở sách giáo khoa;
*Giáo viên nhấn mạnh các công thức của lăng
kính, chú ý công thức về góc lệch cực tiểu;
*Giáo viên đưa hệ thống các câu hỏi trắc
nghiệm, yêu cầu học sinh trả lời và nộp cho giáo
viên, giáo viên đánh giá và sửa;
*Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm lại các
bài tập để chuẩn bị tiết sau;
*Học sinh đọc nội dung tóm tắt ở sách giáo khoa theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh khắc sâu các công thức của lăng kính
và phương pháp áp dụng;
*Học sinh trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập
IV RÚT KINH NGHIỆM
……… ………….
………
………
………
………
…
………
……… …… …………
V BỔ SUNG ……… …………
………
………
………
………
…
………
………
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Kết luận nào sau đây là đúng khi giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc của ánh sáng Mặt Trời khi chiếu tới lăng kính?
A.Do lăng kính nhuộm ánh sáng mặt trời thành các màu sắc khác nhau;
B Do ánh sáng mặt trời gồm nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau;
C.Do ánh sáng mặt trời chiếu tới lăng kính với nhiều góc tới khác nhau;
Trang 4D Do ánh sáng mặt trời là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím và chiết suất của lăng kính phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng
Câu 2: Tính chất nào sau đây là tính chất chung của mọi lăng kính?
A.Ánh sáng trắng truyền qua nó sẽ bị tán sắc;
B.Ánh sáng trắng truyền qua nó sẽ bị nhiễu xạ;
C Ánh sáng trắng truyền qua sẽ không thay đổi;
D Kết luận A và B đều đúng
Câu 3: Lăng kính có góc chiết quang A = 4o và có chiết suất n = 1,5 Góc lệch của một tia sáng khi gặp lăng kính dưới góc nhỏ sẽ có giá trị nào sau đây?
A 3o; B 4o; C 2o; D.6o;
Câu 4: Chiếu một tia sáng vuông góc với một mặt của lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5 và có góc chiết quang A.Tia ló hợp với tia tới một góc D = 30o Góc chiết quang A có giá trị nào sau đây?
A 41o; B.26,4o; C.66o; D.24o