- Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: sini n 21 1 sinr ta có thể viết công thức trên dưới dạng sini n 21 sinr 2 Hằng số n được gọi là chiết suất tỉ đối [r]
Trang 1Ngày soạn: 19/03/2009 Phần hai: QUANG HÌNH
Chương VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Tiết 66: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I Mục tiêu:
1 Kiến thức: Học sinh trình bày được các nội dung sau.
+ Hiện tượng khúc xạ của ánh sáng
+ Định luật khúc xạ ánh sáng
+ Các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối + Tính chất thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
2 Kĩ năng:
+ Vận dụng được định luật khúc xạ để giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng
+ Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối và hiểu vai trò của chiết suất trong hienj tượng khúc
xạ ánh sáng
3.Thái độ: Chú ý quan sát lắng nghe, tích cực thảo luận.
II Chuẩn bị:
1 Chuẩn bị của thầy: Thí nghiệm khảo sát hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
2 Chuẩn bị của trò: Ôn lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng đã học ở lớp 9
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 định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
5
HS: Nêu lại định nghĩa
- HS: Chùm tia sáng (1)
đươc gọi là chùm tia tới
- Chùm tia sáng (2) gọi là
chùm tia khúc xạ.
HS: Nêu nắm khái niệm
và mặt lưỡng chất
GV: Yêu cầu HS nhắc lại thế nào
là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
GV: Làm thí nghiệm học sinh quan sát
GV: Giới thiệu chùm tia tới và
chùm tia khúc xạ
H: Thế nào là lưỡng chất phẳng, mặt lưỡng chất
I Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi qua mặt phân cách hai mội trường truyền ánh sáng
Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng
15
HS: Lắng nghe, ghi nhận
- Suy nghĩ
- Tìm hiểu dụng cụ và các
bước tiến hành thí
nghiệm
GV: Vẽ hình giới thiệu về góc tới, góc khúc xạ, pháp tuyến tại điểm tới
H: Khi ta thay đổi góc tới thì góc khúc xạ có thay đổi không? Nếu
có thì có thuân theo quy luật nào không? Để trả lời câu hỏi đó ta
đi vào thí nghiêm
GV: Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và các bước làm thí nghiệm
I Định luật khúc xạ ánh sáng
1 Thí nghiệm
a Thí nghiệm SGK
b Tên gọi các thành phần và đại lương trong thí nghiệm khúc xạ ánh sáng
- Gọi tia khúc xạ đó là IR
- Gọi NN’ là pháp tuyến I của mặt lưỡng chất
- Góc SIN được gọi là góc tới i
- Góc RIN’ được gọi là góc khúc xạ r
- Mặt phẳng làm bởi tia tới và pháp
Trang 2- HS: Khi làm thí nghệm
cần lưu ý quan sát những
chú ý của GV:
- Tiến hành thí nghệm và
đền kết quả vào bảng số
liệu
HS: Xử lí số lệu và nêu
nhận xét
c Nhận xét : Tỉ số giữa
sini và sinr là số không
đổi
HS: Nêu kết luận( nội
dung của định luật khúc
xạ
HS: Nắm nội dung và
biểu thức của định luật
HS: sini n sinr 21
- HS: Nếu n > 1thì sini >
sinr hay i > r
- Gần pháp tuyến hơn
- Nếu n < 1 thì sini < sinr
hay i < r
- Xa pháp tuyến hơn
- Chia nhóm và phát dụng cụ về cho nhóm
*Chú ý: -Tia khúc xạ và tia tới
có cùng nằm trong cùng mặt phẳng tới hay không?
- Tia khúc xạ nằm ở cùng một bên hay hai bên pháp tuyến tại điểm tới?
-Yêu cầu học sinh tính sin và
s inr
i
cho nhận xét
GV:Làm thí nghiệm với các cặp môi trường trong suốt khác ta cũng được kết quả tương tự:
H: Qua thí nghiệm trên em có kết luận gì về hiện tượng khúc xạ
GV: Thông báo nội dung định luật khúc xạ
HS: Hãy viết biểu thức của định luật dưới dạng hàm nhân
GV: khi nào thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới khi nào thì góc khúc
xạ lớn hơn góc tới
HS:Trong trường hợp này, khi đi qua mặt lưỡng chất,tia khúc xạ ánh sáng đi gần pháp tuyến hay
xa hơn tia tới?
tuyến được gọi là mặt phẳng tới
d Nhận xét : Tỉ số giữa sini và sinr
là số không đổi
2 Định luật
a Định luật
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới
- Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: sini n 21 (1)
sinr
ta có thể viết công thức trên dưới dạng sini n sinr 21 (2) Hằng số n được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường khúc xạ (môi trường chứa tia khúc xạ) đối với môi trường tới (môi trường chứa tia tới)
b Nhận xét.:
- Nếu n > 1 thì sini > sinr hay i > r
Ta nói môi trường khúc xạ chiếc quang kém hơn môi trường tới
- Nếu n < 1 thì sini < sinr hay i < r.Ta nói môi trường khúc xạ chiết quang kém hơn môi trương tới
Hoạt động 3:Tìm hiểu về chiết suất của môi trường
7
HS: Lăng nghe, tìm hiểu
khái niệm chiết suất tỉ đối
và chiết suất tuyệt đối
Thông báo GV: Đưa khái niệm về các đại lượng trong biểu thức của định luật khúc xạ n là chiết suất tỉ đối
III Chiết suất của môi trường
1 Chiết suất tỉ đối
Chiết suất tỉ đối được tính bằng tỉ số giữa các vận tốc v1 và v2 của ánh sáng
Trang 3HS: Nhận xét.
Vì vận tốc ánh sáng
truyền đi trong các môi
trường bao giờ cũng nhỏ
hơn vận tốc áng sáng
trong chân không (v < c),
nên chiết suất tuyệt đối
của mọi chất đều lớn hơn
của môi trường 2 (môi trường khúc xạ) đối với môi trường 1(môi trường tới)
Trong lý thuyết về ánh sáng, chiết suất tỉ đối này bằng tỉ số giữa các vận tốc v1 và v2 của ánh sáng khi đi trong môi trường 1
và trong môi trường 2
‘Chiết suất tuyệt đối
H: Từ biểu thức định nghĩa chiết suất tuyệt đối em có nhận xét gì
về giá trị của chiết suất tuyệt đối n
do đó, nếu đặt i = i1 và r = i2 định luật khúc xạ có thể được viết dưới dạng đối xứng sau :
n1sin i1 = n 2 sin i2
Chú ý : Công thức đối xứng
rất tiện dụng
khi đi trong môi trường 1 và trong môi trường 2
1
21 2
v
n v
2.Chiết suất tuyệt đối
a Đinh nghĩa
Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không
b Công thức
n c
v
c Nhận xét
vì v <c nên n < 1
* Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối
1
2
n
n
Đặt i = i1 và r = i2
Định luật khúc xạ có thể được viết dưới dạng đối xứng sau :
2 2 1
Hoạt động 4: Tìm hiểu ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường Và nguyên lí thuận nghịch sự truyền ánh sáng
10 Quan sát
Nhận xét có cảm giác là
đáy cốc được nâng cao
hơn so với bình thường
HS: quan sát lắng nghe
cách giả thích
HS: Lên hệ hiện tượng
này
HS: Trả lời C2.
GV: Tiến hành thí nghiệm Xét điểm O nằm ở đáy một cốc nước Cho nhận xét
GV: Giải thich1 bằng hình ảnh
Ta chú ý hai tia tới OA, OB ; OA vuông góc với mặt nước, đồng thời B rất gần Nếu kéo dài các tia của chùm khúc xạ thì các đường kéo dài gặp nhau tại O’,
O’ là điểm ảnh ảo của O Đặt mắt ngoài không khí sao cho chùm
khúc xạ nói trên đi vào mắt GV: vì vậy khi lội nước cần
chúy ý hiện tượng này để khỏi bị tai nạn
IV Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường:
Nhận xét: Có cảm giác là đáy cốc
được nâng cao hơn so với bình thường
Trang 4HS: quan sát lắng nghe,
tìm hiểu nguyên lí
V Nguyên lí thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng:
Nếu ánh sáng truyền từ S tới R, giả sử theo đường truyền là SIJHR, thì khi truyền ngược lại theo tia RK, đường truyền là RKJIS Đó là tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
C Hoạt động kết thúc tiết học:
1 Củng cố kiến thức: ( 3phút) Hướng dẫn học sinh trả lời bài tập 1,2 trang 217 để củng cố kiến thức.
2 Bài tập về nhà – Tìm hiểu: Về nhà học bài và làm các bài tập còn lại của bài học.
IV Rút kinh nghiệm: