Chiếu tới mặt bên AB của lăng GV: Em có nhận xét gì về phương kính một tia sáng đơn sắc SI của tia ló so với phương của tia Tia sáng này sẽ bị khúc xạ tại I tới.. và J khi đi qua các mặt[r]
Trang 1Ngày soạn: 30/03/09 Chương VII: MẮT VA CAC DỤNG CỤ QUANG HỌC
Tiết 72: LĂNG KÍNH
I Mục tiêu:
1 Kiến thức: Học sinh trình bày được:
+ Cấu tạo của lăng kính
+ Đường đi của tia sáng qua lăng kính
+ Các công thức cơ bản của lăng kính
+ Sự biến thiên góc lệch của lăng kính khi góc tới biến thiên
+ Góc lệch cực tiểu và đường đi của tia sáng trong trường hợp này
+ Lăng kính phản xạ toàn phần
2 Kĩ năng:
+ Vẽ được đường đi của tia sáng qua lăng kính
+ Vận dụng được định luật khúc xạ và phản xạ ánh sáng vào trường hợp lăng kính
+ Biết vận dụng các công thức về lăng kính để giải một số bài tập có liên quan
3.Thái độ: Chú ý quan sát, lắng nghe, tích cực thảo luận.
II Chuẩn bị:
1 Chuẩn bị của thầy:
+ Một lăng kính thủy tinh có tiết diện là một tam giác đều
+ Một lăng kính thủy tính có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân
+ Một đèn bấm laze
2 Chuẩn bị của trò:
Ôn lại kiến thức về khúc xạ và phản xạ toàn phần
III Tổ chức hoạt động dạy học:
A Hoạt động ban đầu
1 Ổn định tổ chức: (1phút)
2 Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra
B Hoạt động dạy-học:
TL
ph Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung kiến thức
Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo và đường đi của tia sáng qua lăng kính
10
HS: Quan sát và nêu cấu tạo
của lăng kính theo cách hiểu
của mình
HS: Lắng nghe,ghi nhớ
HS: Thực hiện:
- Hai mặt phẳng giới hạn trên
được gọi là mặt bên của lăng
kính
- Cạnh của lăng kính: Giao
tuyến của hai mặt bên
- Đáy của lăng kính : Mặt
phẳng đối diện với cạnh
- Mặt phẳng tiết diện chính:
Mặt phẳng bất kì vuông góc
với cạnh Trong thực tế, lăng
kính là một khối lăng trụ có tiết
diện là một tam giác
- Góc A làm bởi hai mặt lăng
kính được gọi là góc chiết
quang hay góc ở đỉnh của lăng
kính
GV: Giới thiệu 1 lăng kính thật
Yêu cầu học sinh quan sát và nêu cấu tạo của lăng kính
GV: Nhận xét bổ sung
GV: Quan sát hình và tham khảo sách giáo khoa chỉ ra các yếu tố của lăng kính
GV: Nhận xét, bổ sung
GV: vẽ tia tới SI tới mặt AB của lăng kính, gọi học hinh vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng lên bảng vẽ tiếp đường đi của tia sáng
* Chú ý: Giả sử tại J không xảy ra phản xạ toàn phần
I Cấu tạo lăng kính
Lăng kính là một khối trong suốt, đồng chất, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song.
II.Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Gọi :
- i : Góc tới
- i’ : Góc ló
Trang 2HS: Thực hiện:
HS: trả lời
Chiếu tới mặt bên AB của lăng
kính một tia sáng đơn sắc SI
Tia sáng này sẽ bị khúc xạ tại I
và J khi đi qua các mặt bên, và
ló ra theo tia JR
Đường đi của tia sáng SIJR
nằm trong mặt phẳng tiết diện
chính BAC
HS: Nêu nhận xét
GV: Gọi 1HS dựa vào hình vẽ trình bày bằng lời đường đi của tia sáng qua lăng kính
GV: Em có nhận xét gì về phương của tia ló so với phương của tia tới
GV: Giới thiệu về góc tới, góc ló
và góc lệch
- D : góc lệnh của tia sáng đi qua lăng kính (Làm bởi tia tới SI và tia
ló JR )
* Nhận xét: Hướng của tia ló bị lệch về phía đáy của lăng kính so với hướng của tia tới
Hoạt động 2: Tìm hiểu các công thức của lăng kính
7
HS: Lắng nghe, tiếp nhận
thông tin
HS: THực hiện
HS: Xét tam giác IKJ ta có
r + r’= A
HS: Xét tam giác IJM, ta có
góc lệch
D = MIˆJ MJˆI= (i – r) + (i’
– r’’) = i + i’ – (r + r‘)
D = i + i’ - A
GV: Gọi ;
r là góc khúc xạ tại I
r’ là góc tới tại J
H:Viết biểu thức định luật khúc
xạ ánh sáng tại I và J?
H: Dựa vào hình vẽ cho biết góc A được tính theo r và r’ như thế nào?
H: Dựa vào tam giác IJM tìm góc lệch D?
III Các công thức lăng kính
Định luật khúc xạ cho ta : Các công thức của lăng kính : sin sin (1)
sin ' sin '(2) ' (3) ' (4)
Hoạt động 3: Tìm hiểu sự biến thiên của góc lệch theo góc tới
12 HS : Tìm hiểu mục đích của
thí nghiệm theo hướng dẫn
của giáo viên
Cho một chùm tia sáng hẹp
song song đi qua đỉnh của
lăng kính như trên hình vẽ
Phần chùm tia không đi qua
lăng kính cho một vệt sáng
Ko trên màn E Phần chùm
tia đi qua lăng kính, bị lệch đi
một góc là D, cho trên màn E
một vệt sáng K
HS: Quan sát và nêu nhận xét
HS: Lắng nghe, tiếp nhận
GV: giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, phân tích trên hình vẽ
về góc lệch Khi K càng xa K0 thì góc lệch càng lớn và ngược lại
GV: Yêu cầu Hs theo dõi sự di chuyển vệt sáng K trên màn E khi quay lăng kính và cho nhận xét
GV: Bây giờ ta đi xấy đựng góc lệch cự tiểu
GV: Khi tia sáng có góc lệch
cực tiểu, đường đi tia sáng đối
IV Biến thiên của góc lệnh theo góc tới:
a Thí nghiệm (SGK)
b Nhận xét
Thí nghiệm cho biết, khi góc tới
thay đổi thì góc lệnh cũng thay đổi và qua một giá trị cực tiểu (gọi là góc lệch cực tiểu), kí hiệu là Dm
* Công thức tính góc lệch cực tiểu:
Khi D = Dm thì i’ = i và r’ = r
==>
2
A sin n 2
A D sin m
Trang 3thông tin.
HS: Ta có Dm = i + i’ –A
Mà i = i’
Vậy Dm = 2 i – A
2
A D
Mặt khác r = r’ = A/2(6)
Thay (5) và (6) vào (1) ta
được
2
A sin n 2
A D sin m
xứng qua mặt phân giác của góc
ở đỉnh A và khi đó
i’ = i = im (góc tới ứng với độ lệch cực tiểu
2
1 r
r' GV: Yêu cầu học sinh chứng minh công thức tính góc lệch cự tiểu
Hoạt động 4: Tìm hiểu về lăng kính phản xạ toàn phần và ứng dụng của nó
12 HS: hoạt động nhóm
HS: Làm thí nghiệm và
nêu lên nhận xét
-Thí nghiệm chứng tỏ tia
sáng không ló ra ở mặt
BC mà bị phản xạ toàn
phần tại mặt này rồi ló ra
ở mặt AC
- Ta cũng có thể chiếu
chùm tia tới song song
vuộng góc với mặt huyền
BC Chùm tia này sẽ phản
xạ toàn phần tại hai mặt
BA và CA của góc vuông
và ló ra khỏi mặt huyền
BC
HS: thảo luận , giải thích
GV: Giới thiệu lăng kính phản xạ toàn phần và cách tiến hành thí nghiệm
GV: Yêu cầu học sinh lần lượt làm từng thí nghiệm
Và nhận xét đường đi của tia sáng qua từng thí nghiệm
GV: Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này
GV: Yêu hãy giải thích đường đi của tia sáng qua lăng kính phản xạ toàn phần trong từng thí nghiêm
GV: Tham khảo SGK hãy
kể các trường hợp ứng dụng của lăng kính phản xạ toàn phần trong thực tế và đời sống
V Lăng kính phản xạ toàn phần
a Thí nghiệm
b) Giải thích Tại mặt AB, góc tới i = 00 nên tia sáng đi thẳng vào lăng kính, tới mặt huyền tại J với góc tới là j = 450 Góc tới giới hạn trong trường hợp này là igh= 420
j > ihg
Do đó tia sáng bị phản xạ toàn phần tại J Tia phản xạ vuông góc với mặt góc vuông AC nên ló thẳng ra ngoài không khí
VI Ứng dụng
- Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một gương phẳng
- Kính tiềm vọng Người ta dùng lăng kính phản xạ toàn phần trong các kính tiềm vọng ở các tàu ngầm để làm đổi phương truyền của tia sáng
C Hoạt động kết thúc tiết học:
1 Củng cố kiến thức: (3phút) Cho học sinh làm bài tập 1,2 trang 233 để củng cố kiến thức.
2 Bài tập về nhà – Tìm hiểu:
IV Rút kinh nghiệm: