- Viết và giải thích được ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần2. - Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.[r]
Trang 1GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Trường: THPT PHÚ HỮU Họ tên GSh: VÕ THỊ HỒNG MIỄN
Lớp: 11A2 Môn: Vật lý MSSV: 1107623
Tiết thứ: 53 Họ tên GVHD: PHẠM THỊ KIỀU PHƯƠNG
Ngày 03 tháng 03 năm 2014
BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I MỤC TIÊU
1 Về kiến thức
- Thông qua việc quan sát thí nghiệm, nêu nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần
- Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần là gì ?
- Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần Tính được igh
- Viết và giải thích được ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang
2 Về kĩ năng
- Vận dụng các công thức đã học để giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần
3 Về thái độ
- Yêu thích môn học, tích cực phát biểu xây dựng bài
II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1 Phương tiện: - SGK, SGV, bảng phụ, phấn màu, thước kẻ.
2 Phương pháp: Diễn giảng, đàm thoại, PP thực nghiệm.
III NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP
1 Kiểm tra bài cũ (7 phút):
- Phát biểu khái niệm khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu nội dung định luật khúc xạ ánh sáng
- Nêu khái niệm chiết suất tuyệt đối và cách tính chiết suất tỉ đối theo chiết suất tuyệt đối
2 Giới thiệu bài mới(3 phút): Tại sao khi tăng góc tới lên đến một lúc nào đó thì không có hiện
tượng khúc xạ? Liệu rằng có hiện tượng mới nào xảy ra? Bài học hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu điều đó
3 D y bài m i: ạ ớ
Nội dung lưu bảng Thời
gian
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
I Sự truyền ánh sáng vào
môi trường chiết quang kém
hơn
1 Thí nghiệm
10 phút
GV yêu cầu HS nhắc lại:
+ Định luật khúc xạ ánh sáng + Định luật khúc xạ ánhsáng :
Tia khúc xạ nằm trong
Trang 22 Góc giới hạn phản xạ toàn
phần
- Chiếu một tia tới từ khối nhựa
trong suốt hình bán trụ vào
không khí:
+ Khi góc tới i nhỏ, tia khúc
xạ lệch xa pháp tuyến (so với
tia tới) và rất sáng, tia phản xạ
rất mờ
+ Khi góc tới i tăng, góc khúc
xạ r cũng tăng nhưng luôn lớn
hơn i; Đồng thời tia khúc xạ
mờ dần, tia phản xạ sáng dần
+ Khi i = igh thì r = 900 : tia
khúc xạ rất mờ và đi sát mặt
phân cách, tia phản xạ rất sáng
+ Khi i ≥ igh: tia khúc xạ biến
mất Toàn bộ tia tới bị phản xạ
Hiện tượng phản xạ toàn
phần
+ Ta có: sini gh = n2
n1
+ ĐL phản xạ ánh sáng (đã học ở lớp 7)
GV nhấn mạnh mối liên hệ giữa góc tới và góc phản xạ, góc tới và góc khúc xạ
Như vậy, nếu tia sáng đến mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì sẽ bị khúc xạ, tia khúc xạ sẽ tuân theo ĐLKXAS
GV mô phỏng thí nghiệm với hộp nhựa trong đựng nước trà và bút laze Điều chỉnh chùm sáng sao cho tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường thì bị hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới
Hiện tượng mà chúng ta vừa nói trên được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần
Hiện tượng này xảy ra khi nào? Có ứng dụng gì? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng
ta trả lời câu hỏi trên Trước hết chúng ta xét sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn
- Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ 27.1 SGK
- GV có thể gợi ý: nếu tia sáng đến mặt phân cách giữa
2 môi trường trong suốt thì
sẽ bị khúc xạ, tia khúc xạ tuân theo ĐLKX Yêu cầu
HS nhận xét TN
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
+ ĐL phản xạ ánh sáng : Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương ở điểm tới
Góc phản xạ bằng góc tới
tia khúc xạ
Chùm tia phản xạ
i nhỏ r > i
Rất sáng
Rất mờ
i = igh r 900
Rất mờ
Rất sáng
i > igh Không
còn Rất sáng
Trang 3- Yêu cầu HS trả lời câu C1.
- GV chốt lại vấn đề: Hiện
tượng mà chúng ta vừa tìm
hiểu là hiện tượng phản xạ
toàn phần
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi
C2
- Bổ sung : khi i = 900 thì
r = rgh (gọi là góc giới hạn
khúc xạ), sin rgh=n1
n2
- Chứng tỏ rằng khi ánh
sáng truyền sang môi trường
chiết quang kém hơn thì góc
khúc xạ r lớn hơn góc tới i
(chùm tia khúc xạ lệch xa
pháp tuyến hơn so với tia
tới)
- Khi tăng góc i thì góc r
cũng tăng, khi r đạt cực đại
900 thì i đạt giá trị igh gọi là
góc giới hạn phản xạ toàn
phần(còn gọi là góc tới hạn)
- Vì tại mặt cong của bán trụ thì tia sáng tới có góc tới bằng 00
+ Hiện tượng: Khi chiếu tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì một phần tia sáng
bị hắt ngược trở lại (tuân theo định luật phản xạ ánh sáng) và một phần truyền môi trường bên kia(tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng)
+ Nhận xét: Tăng dần góc tới thì thấy góc khúc xạ cũng tăng dần, đến một giá trị nhất định thì thấy tia sáng khúc xạ đột ngột bị đổi hướng, hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới (không còn tia khúc xạ)
- Trả lời câu C2: Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang hơn thì: + luôn có tia khúc xạ + r < i : tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới
- Từ công thức định luật khúc xạ : n1sini = n2sinr Suy ra : sin r= n1
n2
sin i
Vì n1 > n2 nên sinr > sini
=> r > i
Trang 4II Hiện tượng phản xạ toàn
phần
1 Định nghĩa
Phản xạ toàn phần là hiện
tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng
tới, xảy ra ở mặt phân cách
giữa hai môi trường trong suốt
2 Điều kiện để có phản xạ
toàn phần
+ Ánh sáng truyền từ một môi
trường tới môi trường chiết
quang kém hơn
n 1 > n 2
+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng
góc giới hạn:
i i gh
III Cáp quang
1 Cấu tạo
Sợi quang gồm hai phần
chính:
+ Phần lõi trong suốt bằng
15 phút
10 phút
- Xác định góc tới hạn?
- Khi tăng tiếp góc tới i > igh thì có tia khúc xạ không ? Vì sao ?
- Khi i > igh thì toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách Đó là hiện tượng phản
xạ toàn phần
GV giới thiệu
- Yêu cầu HS nêu định nghĩa hiện tượng PXTP ?
- Hãy phân biệt hiện tượng
phản xạ toàn phần với hiện tượng phản xạ thông thường?
- Vậy điều kiện để có phản
xạ toàn phần là gì?
Gợi ý:
+ Điều kiện về chiết suất của hai môi trường.
+ Điều kiện về góc tới.
- Yêu câu HS đọc bài tập ví
dụ trong SGK
- Dùng hình vẽ 27.7 SGK để
mô tả cấu tạo của cáp quang
- Khi r = 900, ta có :
n1sinigh =n 2 sin 900=n 2 (vì sin 900= 1) =>
sin igh=n2
n1
- Khi i > igh thì ta có:
sin r= n1
n2sin i>1 , điều này vô lí => không có tia khúc xạ
- Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy
ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt
- Hiện tưởng phản xạ toàn phần thì toàn bộ tia sáng bị phản xạ trở lại môi trường chứa tia tới Hiện tượng phản xạ thông thường thì một phần tia sáng bị phản trở lại môi trường tia tới, một phần thì truyền vào môi trường trong suốt khác, tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng
- Điều kiện : n2 < n1 và
i ≥ igh
Trang 5thủy tinh siêu sạch có chiết suất
lớn (n1)
+ Phần vỏ bọc cũng trong
suốt, bằng thủy tinh có chiết
suất n2 < n1
Ngoài cùng là một lớp vỏ
bọc bằng nhựa dẻo để tạo cho
cáp có độ bền và độ dai cơ học
2 Công dụng
Cáp quang được ứng dụng
vào việc truyền thông tin
Cáp quang còn được dùng
để nội soi trong y học
- Chú ý đến 2 phần chính của cáp quang:
+ Phần lõi trong suốt, có chiết suốt lớn(n1)
+ Phần vỏ cũng trong suốt,
có chiết suất nhỏ hơn phần lõi(n2)
- Từ mô tả vừa nói trên các
em hãy giải thích tại sao cáp quang lại có cấu tạo như vậy?
(Gợi ý: Nếu phần vỏ có chiết suất lớn hơn phần lõi thì tia sáng sẽ đi như thế nào?).
- Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra ở đâu?
- Hoàn thành bài tập 5, 6 SGK
- Nếu phần vỏ có chiết suất lớn hơn phần lõi thì một phần của tia sáng sẽ bị khúc xạ đi ra phần vỏ
- Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ở mặt phân cách giữa phần lõi và vỏ
- Câu 5: C Khi góc tới thỏa mãn điều kiện
sin i< n1
n2
(n1<n2) thì có hiện tượng phản xạ toàn phần
- Câu 6: Để có hiện tượng phản xạ toàn phần thì chiết suất n của khối trong suốt phải thỏa mãn n>√2
4 Củng cố bài học:
- Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần
- Điều kiện để có phản xạ toàn phần
- Cấu tạo và ứng dụng của cáp quang
5 Dặn dò:
- Yêu cầu học sinh về nhà làm các câu hỏi và bài tập 7, 8, 9 trang 172, 173 SGK
- Đọc trước kỹ bài 28 trong chương VII Mắt và các dung cụ quang học
Trang 6Phạm Thị Kiều Phương Võ Thị Hồng Miễn