GIÁO án KHÚC xạ ÁNH SÁNG

+ Trình bày và phân biệt các khái niệm: Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối, chỉ ra và giải thích mối quan hệ giữa góc tới, ch

Trang 1

Trường thực tập: THPT Hồng Đức Bài dạy: 26 Tiết: 51

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phụ Hoàn Lớp: 11 Cơ bản

Giáo sinh thực tập: Lý Thị Hậu

Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG.

Số tiết: 1

I Mục tiêu

Học sinh phải:

1 Về tri thức:

+ Nêu hiện tượng khúc xạ ánh sáng (KXAS).

+ Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng

+ Trình bày và phân biệt các khái niệm: Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối, chỉ ra và giải thích mối quan hệ giữa góc tới, chiết suất và góc khúc xạ trong các hiện tượng khúc xạ ánh sáng

+ Nêu nguyên lý thuận nghịch chiều truyền ánh sáng và cách vẽ đường đi của tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác

2 Về kỹ năng:

+ Vẽ đường đi của tia sáng qua 2 môi trường trong suốt một cách thành thạo

+ Vận dụng tốt định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài toán quang hình học về khúc xạ ánh sáng (tính góc tới, góc khúc xạ, tính chiết suất của môi trường, vận tốc ánh sáng trong các môi trường,…)

+ Hình thành phương pháp làm bài tập tốt

3 Về thái độ:

+ Yêu thích, tự giác và hứng thú với môn học;

+ Nâng cao khả năng học hỏi, tìm hiểu để giải thích các hiện tượng vật lý tương tự và cảm thấy tự hào

II Chuẩn bị:

Giáo viên:

1

Trang 2

1 Phương pháp dạy học: phương pháp thuyết trình (bài giảng), phương pháp trực quan- thí nghiệm, dẫn dắt HS xây dựng kiến thức

2 Phương tiện: SGK, bảng, máy chiếu, hình ảnh và một số câu hỏi trắc nghiệm

Học sinh:

1 Ôn tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng đã học ở THCS

2 Chuẩn bị bài mới

III Tổ chứa hoạt động dạy học:

1 Hoạt động 1: Ổn định lớp, đặt vấn đề vèo bài mới (3 phút)

+ Ổn định lớp

+ Đặt vấn đề vào bài mới:

Các hiện tượng liên quan đến ánh sáng, chính là đối tượng nghiên cứu của quang học

Quang hình học là phần quang học nghiên cứu sự truyền ánh sáng qua các môi trường trong suốt,và nghiên cứu sự tạo ảnh bằng phương pháp hình học

Trong thực tế chúng ta thường thấy một số hiện tượng có liên quan đến ánh sáng Chẳng hạn như: hiện tượng cầu vồng, chiếc thìa khi cắm vào li nước bị gãy khúc vậy tại sao lại có những hiện tượng này? Để hiểu được nguyên nhân của hiện tượng này ta sẽ bài học hôm nay Bài 26:

“Khúc xạ ánh sáng”

2 Hoạt động 2: Tìm hiểu về sự khúc xạ ánh sáng (6 phút)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi chép

Với tên bài khúc xạ ánh

sáng, vậy khúc xạ ánh

sáng là gì?

+Tiến hành thí nghiệm

chiếu một chùm tia sáng

từ không khí qua một lăng

kính +Yêu cầu HS nhận

xét về:

- Đường truyền của tia

sáng từ S tới I

-HS quan sát thí nghiệm và quan sát hình vẽ trên bảng

-Đường thẳng

I Sự khúc xạ ánh sáng 1.Định nghĩa hiện tượng KXAS

Định nghĩa: KXAS là hiện tượng

lệch phương (gãy) của các tia sáng khi xiên góc qua mặt phân cách

2

Trang 3

sáng từ I tới K.

sáng từ I tới K

=>Vậy khúc xạ ánh sáng

là gì? Yêu cầu HS phát

biểu định nghĩa hiện

tượng khúc xạ ánh sáng

+Nhận xét trình bày của

HS và kết luận về hiện

tượng KXAS.

Mô tả lại thí nghiệm qua

hình vẽ Thông báo về

chùm tia (1) và chùm tia

(2), Giới thiệu các khái

niệm góc tới i, góc khúc

xạ r, mặt phẳng tới

-Đường thẳng -Đường gãy khúc

-Phát biểu định nghĩa

- Lắng nghe và ghi

giữa hai môi trường trong suốt khác nhau

3.Hoạt động 3: Hình thành định luật khúc xạ ánh sáng (10 phút)

ĐVĐ: Như vậy ta đã có định nghĩa về 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?

+Nêu mục đích thí

nghiệm

+Giới thiệu bộ thí nghiệm

+Tiến hành thí nghiệm

+Yêu cầu HS đọc, ghi số

liệu Nhận xét sự thay đổi

góc r khi i tăng

+Yêu cầu HS tính sini,

sinr Lập tỉ số sini/sinr

+Yêu cầu HS nhận xét về

tỷ số giữa sini/sinr.

+ Đó là một trong những

- Lắng nghe -Quan sát và thảo luận nhóm

về quan hệ giữa tia khúc xạ,

tia tới.

- HS đọc, ghi sự thay đổi góc r theo i

- HS tính sini, sinr Lập tỉ số

I Sự khúc xạ ánh sáng

2 Định luật khúc xạ ánh sáng

a Thí nghiệm:

kết quả:

3

i (độ ) r (độ ) Sin i Sin r

0 20 30 40 50

0 13 19,5 25,5 31

0 0,342 0,500 0,643 0,766

0 0,225 0,334 0,431 0,515

Trang 4

nội dung của định lật

KXAS Yêu cầu HS phát

biểu định luật KXAS

+Nhận xét trình bày của

HS, kết luận và khắc sâu

kiến thức cho HS

và nhận xét

Sini/sinr = const

- Nhận xét trình bày của bạn

và bổ sung Ghi nhớ nội dung định luật KXAS

b Định luật

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới

- Với 2 môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số

sin sin

i

r hằng số=n

4.Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối của môi trường(15 phút)

ĐVĐ: ở biểu thức cua định luật KXAS xuất hiện hằng số n Vậy hằng số này được xác định như thế nào?

Thông báo hằng số n là chiết

suất tỉ đối của môi trường

2( môi trường khúc xạ) so

với môi trường 1 (môi

trường tới), kí hiệu n21

-Xét các trường hợp:

+n21>1

+n21<1

Nhận xét mối quan hệ giữa i

và r?

+n21>1

Sini/sinr>1 => sini>sinr

 r < i

+n21<1

II.Chiết suất của môi trường 1.Chiết suất tỉ đối

-Tỉ số sini/sinr gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới):

sin sin

i

r  n21=n +Nếu n21>1 thì r < i: Tia

4

Trang 5

-Thừa nhận: n=n21=v1/v2

ĐVĐ: Nếu trong hai môi

trường có 1 môi trường là

chân không thì khi đó n21 có

phải là chiết suất tỉ đối nữa

không?

-Vận tốc ánh sang trong chân

khong là?

-Theo định nghĩa chiết suất tỉ

đối, ta có:

n=c/v1

n1/chân không=c/v1

Vậy n1/chân không được gọi

là chiết suất tuyệt đối của

môi trường

-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 của mọi

môi trường đều lớn hơn 1

-thừa nhận: n21=n2/n1

Sini/sinr<1 => sini<sinr

r > i

-Vận tốc ánh sang trong chân không là c=3.108m/s

-Lắng nghe

-Ta có: n1=c/v1, n2=c/v2

Mà v1,v2<<c

 n1,n2>1

-Ta có n21=n2/n1

khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn Ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1

+Nếu n21<1 thì r > i: Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn Ta nói môi trường 2 chiết quang kém hơn môi trường 1

2.Chiết suất tuyệt đối -Định nghĩa: SGK -Biểu thức: n21=n2/n1 -Định luật khúc xạ được viết dưới dạng đối xứng:

n1sini=n2sinr

*chú ý:

+Nếu i nhỏ (<100) thì r nhỏ, khi đó sini~=i, sinr~=r

 sini/sinr~=i/r

5

Trang 6

-yêu cầu HS là câu hỏi

C1,C2,C3 trong SGK

-Từ biểu thức: n21=n2/n1

hãy xây dựng lại biểu thức

của định luật khúc xạ?

Mà sini/sinr=n21

=>sini/sinr=n2/n1

=>n1sini=n2sinr

6 Hoạt động 6: Tính thuận nghịch ánh sáng (5phút)

+Làm TN,lấy 1 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

+Nhận xét trả lời của HS

và kết luận

-Vẽ hình tổng quát

-Kết luận: Ánh sáng có

tính thuận nghịch

- Quan sát thí nghiệm và nhận xét

-

-Tiếp thu

III.Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng

 Ánh sáng truyền theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó

Từ tính thuận nghịch, ta có: 21

12

1

n n



7 Hoạt động 7: Vận dụng, củng cố (5 phút).

+Yêu cầu HS trả lời câu

hỏi 1, 2 trang 166, SGK

+Nêu 1 số câu hỏi trắc

nghiệm cho HS trả lời

+Nhận xét câu trả lời của

HS và tóm tắt kiến thức

bài học

+Yêu cầu HS nêu ý nghĩa,

- Đọc câu hỏi SGK và trả

lời câu hỏi của GV

- Lắng nghe suy nghĩ và trả lời

- Lắng nghe và tóm tắt kiến thức bài học

- Lắng nghe suy nghĩ trả lời

(tham khảo thêm nội dung câu hỏi

và bài tập trong trang 8 của tài liệu)

-Người không biết bơi lội, không

6

Trang 7

vận dụng kiến thức về

hiện tượng KXAS trong

thực tiển:

nên chủ quan nhảy xuống hồ bơi (thấy đáy hồ có vẻ cạn)

- Người săn bắn cá bằng súng, bằng cung tên (điều chỉnh phương phù hợp với độ lệch giữa ảnh quan sát

và vị trí thật của cá)

8 Hoạt động 8: Tổng kết bài học (2 phút)

+Nhận xét thái độ học tập

của HS BTVN: 5, 6, 7, 8

- BTVN khuyến khích: 9

-Dặn HS làm bài tập

- Ghi nhiệm vụ về nhà

V./RÚT RA KINH NGHIỆM TRONG TIẾT DẠY:

1 Ưu điểm cần phát huy:

…

2 Điều cần lưu ý & cải thiện:

…

7

Trang 8

BÀI TẬP VẬN DỤNG VÀ CỦNG CỐ KIẾN THỨC

I.PHẦN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của một chất lỏng, chiết suất n= 3 Hai tia phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhau Góc tới i có giá trị là:

Câu 2 Một người thợ săn cá nhìn con cá dưới nước theo phương đứng Cá cách mặt nước 40cm,

mắt người cách mặt nước 60cm Chiết suất của nước là 4/3 Mắt người nhìn thấy cá cách mình một khoảng biểu kiến là:

Câu 3 Một người thợ săn cá nhìn con cá dưới nước theo phương đứng Cá cách mặt nước 40cm,

mắt người cách mặt nước 60cm Chiết suất của nước là 4/3 Cá nhìn thấy mắt người cách mình một khoảng biểu kiến là:

Câu 4 Một tấm gỗ tròn bán kính R=5cm nổi trên mặt nước Ở tâm đĩa có gắn một cây kim thẳng

đứng chìm trong nước (n=4/3) Dù đặt mắt ở đâu trên mặt thoáng cũng không thấy được cây kim Chiều dài tối đa của cây kim là:

Câu 5 Chiếu một tia sáng từ không khí vào một môi trường có chiết suất n sao cho tia khúc xạ

vuông góc với tia phản xạ Góc tới i khi đó được tính bằng công thức nào?

Câu 6 Vận tốc ánh sáng trong không khí là v1, trong nước là v2 Một tia sáng chiếu từ nước ra ngoài không khí với góc tới là i, có góc khúc xạ là r Kết luận nào dưới đây là đúng?

A v1>v2, i>r B v1>v2, i<r C v1<v2, i>r D v1<v2, i<r

Câu 7 Một cái bể hình chữ nhật có đáy phẳng nằm ngang chứa đầy nước Một người nhìn vào

điểm giữa của mặt nước theo phương hợp với phương đứng một góc 45o thì vừa vặn nhìn thấy một điểm nằm trên giao tuyến của thành bể và đáy bể Tính độ sâu của bể Cho chiết suất của nước là 4/3, hai thành bể cách nhau 30cm

8

Trang 9

Câu 8 Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 9o thì góc khúc xạ là 8o Tìm góc khúc xạ khi góc tới là 60o

Câu 9 Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 9o thì góc khúc xạ là 8o Tính vận tốc ánh sáng trong môi trường A, biết vận tốc ánh sáng trong môi trường B là 2.105km/s

Câu 10 Đặt một thước dài 70cm theo phương thẳng đứng vuông góc với đáy bể nước nằm ngang

(đầu thước chạm đáy bể) Chiều cao lớp nước là 40cm và chiết suất là 4/3 Nếu các tia sáng mặt trời tới nước dưới góc tới i (sini=0,8) thì bóng của thước dưới đáy bể là bao nhiêu?

Câu 11 Một ngọn đèn nhỏ S nằm dưới đáy của một bể nước sâu 20cm Hỏi phải thả nổi trên mặt

nước một tấm gỗ mỏng (có tâm nằm trên đường thẳng đứng qua ngọn đèn) có bán kính nhỏ nhất là bao nhiêu để không có tia sáng nào của ngọn đèn đi ra ngoài không khí Cho nnước=4/3

-oOo -II.PHẦN BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1 Một thợ lặn ở dưới nước nhìn thấy mặt trời ở độ cao 600 so với đường chân trời Tính độ cao thực của mặt trời so với đường chân trời, biết chiết suất nước là 4/3

Bài 2 Tia sáng truyền từ không khí vào mặt thoáng của một chất lỏng có chiết suất là 1,5 Hai tia

phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhau Tìm góc tới?

Bài 3 Một cây gậy dài 2m cắm thẳng đứng ở đáy hồ Gậy nhô lên khỏi mặt nước 0,5m Ánh sáng

mặt trời chiếu xuống hồ với góc tới 600 Tìm chiều dài của bóng gậy in trên mặt hồ?

Bài 4 Một cái máng nước sâu 30cm, rộng 40cm có hai thành bên thẳng đứng Đúng lúc máng cạn

nước thì bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân của thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến một độ cao h thì bóng của thành A ngắn bớt lại 7cm so với trước Tìm h?

Bài 5 Một chậu hình hộp chữ nhật đựng chất lỏng Biết AB = a, AD = 2a Mắt nhìn theo đường

chéo BD thì nhìn thấy được trung điểm M của đáy BC Tìm chiết suất của chất lỏng?

Bài 6 Người ta đổ vào chậu một lớp benzen cao 15cm, chiết suất 1,5 lên phía trên một lớp nước

cao 25cm Chiếu một tia sáng có góc tới 450 từ không khí đi vào benzen

a Tìm các góc khúc xạ?

9

Trang 10

b Tìm khoảng cách giữa điểm tới đầu tiên và điểm tới cuối cùng trên đáy của chậu?

Bài 7 Một cái cọc được cắm thẳng đứng trong một bể rộng chúa đầy nước Phần cọc nhô lên mặt

nước dài 0,6m Bóng của cái cọc ở trên mặt nước là 0,8m; ở dưới đáy bể bài 1,7m Tìm chiều sâu bể?

Bài 8 Một ngọn đèn nhỏ nằm dưới đáy của một bể nước sâu 20cm Người ta thả nổi một tấm gỗ

có hình dạng, kích thước nhỏ nhất là bao nhiêu để không có tia sáng nào lọt ra ngoài không khí?

Bài 9 Một chiếc đĩa mỏng, tròn bằng gỗ có bán kính 5cm Ở tâm của đĩa người ta có gắn một cây

kim chìm trong nước Biết rằng tấm gỗ luôn nổi trên mặt nước và đặt mắt ở trên mặt nước thì không thấy được cây kim Tìm chiều dài tối đa của cây kim?

Bài 10 Một chậu nước có đáy phẳng tráng bạc Lớp nước trong chậu dày 10cm Chiếu vào chậu tia

sáng 450 so với mặt nước Tìm khoảng cách từ điểm tia tới đi vào mặt nước đến điểm ló ra của tia khúc xạ ra khỏi mặt nước?

-oOo -LỜI CẢM ƠN!

Tài liệu này được tổng hợp từ SGK và từ các bài giảng của Quý Thầy Cô trên trang “Violet”, Vật

lý Việt Nam, Bài giảng Vật lý,… và đã được chỉnh sửa theo yêu cầu và cách giảng, Hoàng Anh Toàn xin cảm ơn quý Thầy Cô!

Hoanganhtoan

0902579246

Hoanganhtoan1983@gmail.com

10

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	1,57 MB