giáo án Bai 28 lang kinh (2) vật lý 11

- Trình bày được cấu hai tác dụng của lăng kính: tán sắc ánh sáng và làm lệch về đáy một chùm tia sáng đơn sắc.. Về thái độ: - Có sự nhìn nhận sâu sắc về hiện tượng một số hiện tượng tự

Trường :

Lớp dạy : 11A1

GVHGD :

SVTT :

Bài 28

LĂNG KÍNH

I MỤC TIÊU:

1 Về kiến thức:

- Nêu được cấu tạo của lăng kính, công dụng của lăng kính

- Trình bày được cấu hai tác dụng của lăng kính: tán sắc ánh sáng và làm lệch về đáy một chùm tia sáng đơn sắc

- Viết được công thức lăng kính

- Nêu được các ứng dụng của lăng kính trong khoa học và kỹ thuật

2 Về kỹ năng:

- Vẽ đường truyền ánh sáng qua lăng kính

- Vận dụng các công thức lăng kính để giải một số bài tập liên quan

3 Về thái độ:

- Có sự nhìn nhận sâu sắc về hiện tượng một số hiện tượng tự nhiên có liên quan đến

tán sắc ánh sáng và các thiết bị có sử dụng lăng kính

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- Video các thí nghiệm mô tả hiện tượng tán xạ ánh sáng và đường truyền của ánh

sáng đơn sắc qua lăng kính

- Các tranh, ảnh về quang phổ, máy quang phổ, máy ảnh,…

2 Học sinh:

- Ôn tập về sự khúc xạ ánh sáng và sự phản xạ toàn phần.

III TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC

1 Ổn định lớp (1 phút)

2 Kiểm tra bài cũ (3 phút)

+ Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng và điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần + Áp dụng giải 1 bài tập có liên quan: tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần khi chiếu ánh sáng từ nước ra không khí biết chiết suất của nước bằng 1.4 (đáp số:

45035’)

3 Đặt vấn đề vào bài mới

Cạnh của lăng

kính

Mặt bên

của lăng kính.

Mặt đáy của lăng kính.

Ở chương VI các em đã được học về hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần Vậy 2 hiện tượng này được ứng dụng trong những dụng cụ nào? Để biết được điều này chúng ta chuyển sang học chương VII: MẮT, CÁC DỤNG CỤ QUANG

Trong chương này, ta sẽ tìm hiểu một số dụng cụ quang thường dùng như: lăng kính, thấu kính, kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn Đầu tiên, chúng ta đi tìm hiểu

BÀI 28: LĂNG KÍNH

4 Tiến trình dạy

Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo của lăng kính (5 phút)

Hoạt động cả giáo viên Hoạt động của học

sinh

Nội dung ghi bảng

Cho hs quan sát lăng kính và hỏi:

-Lăng kính có màu hay trong suốt?

- Lăng kính có hình gì?

- Thông báo cho hs lăng kính chỉ

được làm từ một chất

có thể là thủy tinh, nhựa, …

- Y/c 1 hs nêu cấu tạo của lăng

kính

- Thông báo: Khi sử dụng lăng

kính, chùm tia sáng hẹp được chiếu

truyền qua lăng kính trong một mặt

phẳng vuông góc với cạnh của khối

lăng trụ Do đó, lăng kính được

biểu diễn bằng tam giác tiết diện

thẳng.(chỉ trên lăng kính)

- Lăng kính có những phần tử nào ?

- GV nhận xét, bổ xung

+ Cạnh là giao tuyến của 2 mặt

bên

+ hai mặt bên là hai mặt trong suốt

khi ta chiếu ánh sáng vào

+ Đáy là mặt còn lại, thường không

được sử dụng và được bôi đen

- Về phương diện quang học, một

- Quan sát lăng kính

- Lăng kính trong suốt.

- Thường có hình lăng trụ tam giác

- Lắng nghe

- Nêu cấu tạo của lăng kính

Học sinh quan sát lăng kính kết hợp với theo dõi sách giáo khoa tìm hiểu về cấu tạo của lăng kính

CHƯƠNG VII: MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG

BÀI 28: LĂNG KÍNH

I. CẤU TẠO CỦA

LĂNG KÍNH

- Cấu tạo: SGK/176

- Các phần tử của lăng kính: cạnh, đáy, hai mặt bên

Góc chiết quang

lăng kính được đặc trưng

bởi:

+ Góc chiết quang A là góc ngụy

diện của hai mặt bên

+ Chiết suất n là chiết suất tỉ đối

của chất làm lăng kính với chiết

suất của môi trường bên ngoài

- Thông thường ở THPT ta thường

xét với lăng kính đặt trong không

khí, mà không khí có chiết suất là

1 Do đó chiết suất tỉ đối trùng với

chiết suất tuyệt đối của chất làm

lăng kính Vậy đường truyền của

tia sáng đi qua lăng kính ntn chúng

ta chuyển sang phần II ĐƯỜNG

TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA

LĂNG KÍNH

- Quan sát, lắng nghe

và ghi nhớ

- Lăng kính được đặc trưng bởi:

+ Góc chiết quang A; + Chiết suất n

Hoạt động 2: Khảo sát đường truyền các tia sáng qua lăng kính (20 phút)

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học

Ở lớp 9, ta đã biết ánh sáng trắng

gồm nhiều màu và lăng kính có tác

dụng phân tích chùm ánh sáng

truyền qua nó thành nhiều chùm

sáng khác nhau

- Cho hs quan sát TN tán sác ánh

sáng trắng

Mục đích TN: Quan sát sự tán sắc

ánh sáng trắng qua lăng kính

Dụng cụ TN gồm:

+ 1 lăng kính tam giác đều

+ 1 màn chắn trên có khoét một

khe hẹp

+ 1 đèn phát ra ánh sáng trắng

+ 1 bộ các tấm lọc màu

Tiến hành TN: Chiếu ánh sáng

trắng vào lăng kính

- Có nhận xét gì về màu sắc của

Học sinh nhớ lại kiến thức lớp dưới về cấu tạo của ánh sáng trắng

Học sinh quan sát thí nghiệm tán sắc ánh sáng trắng qua máy chiếu

Quan sát dụng cụ thí nghiệm và cách bố trí thí nghiệm

Tia sáng chiếu vào

II. ĐƯỜNG

TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

1 Tác dụng của tán sắc ánh sáng.

- Lăng kính có tác dụng

làm tán sắc ánh sáng

ánh sáng chiếu vào và màu sắc của

ánh sánh ló ra khỏi lăng kính?

- Gv nhận xét câu trả lời, bổ sung

và kết luận

- Hiện tượng ánh sáng bị tách

thành nhiều chùm sáng màu như

trên gọi là sự tán sắc ánh sáng bởi

lăng kính, hiện tượng này do

Newton khám phá ra năm 1669

- Dưới đây, ta chỉ xét sự chuyền

của một chùm tia sáng đơn sắc (có

một màu nhất định) qua một lăng

kính Vậy đường truyền của tia

sáng đơn sắc đi qua lăng kính như

thế nào? Chúng ta cùng chuyển

sang phần 2: Đường truyền của tia

sáng qua lăng kính

- GV tiến hành TN đường truyền

của tia sáng qua lăng kính như ở

hình: 28.4 SGK/177

- Xét một lăng kính có tiết diện

thẳng là ABC, có góc chiết quang

là A, chiết xuất là n, chiếu một

chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI tới

mặt bên của lăng kính thứ nhất

theo hướng từ đáy đi lên trên

- Có nhận xét gì về đường truyền

của tia sáng tại điểm I tại mặt lăng

kính thứ nhất

không màu và chùm tia

ló ra khỏi lăng kính là

1 chùm ánh sáng gồm các giả màu từ đỏ đến tím

Học sinh lắng nghe và theo dõi sách giáo khoa

Vẽ hình mô tả đường truyền tia sáng khúc xạ liên tiếp qua 2 mặt bên của lăng kính

Tia khúc xạ IJ bị lệch

về phía pháp tuyến mặt bên thứ nhất tức là lệch

về phía đáy lăng kính

Vì chiếu ánh sáng sang

2 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính.

A

Góc lệch D I

H

J n

r

2

i2

Góc lệch D I

H

J

n

i1 r

1

- Tại sao khi ánh sáng truyền từ

không khí vào lăng kính luôn có

sự khúc xạ và tia khúc xạ lệch gần

pháp tuyến hơn so với tia tới?

- GV nhận xét, bổ sung:

- Tương tự có nhận xét gì về đường

truyền của tia sáng tại điểm J tại

mặt lăng kính thứ 2?

(chú ý: Ở mặt lăng kính thứ nhất,

tia IJ đóng vai trò là tia khúc xạ, ở

mặt thứ hai tia IJ lại đóng vai trò là

tia tới)

- GV nhận xét, bổ sung: Tương tự

như vậy, khi ánh sáng truyền từ

lăng kính ra ngoài không khí (tức

là truyền vào môi trường kém chiết

quang) thì r2 < i1 => tia khúc xạ

lệch xa pháp tuyến hơn so với tia

tới (GV dùng hình 28.4 để minh

họa điều này)

- Tại J, ở đây có thể xảy ra những

hiện tượng gì?

- GV nhận xét: Ta giả sử góc tới i

nhỏ hơn góc igh nên trong trường

hợp này chỉ có thể xảy ra hiện

tượng khúc xạ ánh sáng

- Góc tạo bởi tia tới SI và tia ló IR

gọi là góc lệch D của tia sáng khi

chuyền qua lăng kính (GV chỉ rõ

góc lệch D trên hình vẽ).

- Vậy để xác định góc lệch D hay

các góc tới, góc phản xạ chúng ta

phải dùng công thức nào?

môi trường chiết quang hơn nên theo định luật khúc xạ ánh sáng tia sáng bị lêch về phía pháp tuyến hơn so với tia tới

Tia khúc xạ ra khỏi mặt bên thứ 2 của lăng kính cũng bị lệch về phía pháp tuyến tức là cũng lệch về phía đáy của lăng kính

Có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới của tia sáng tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần của chất liệu làm lăng kính

Quan sát và chỉ rõ góc lêch D trong hình vẽ

- Tại I: Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa là lệch về phía đáy lăng kính

- Tại J: Tia khúc xạ lệch

xa pháp tuyến tức là cũng lệch về đáy lăng kính

 Tia ló ra khỏi lăng kính bị lệch về phía đáy của lăng kính

Hoạt động 3 (Tìm hiểu các công thức lăng kính 7 phút).

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

- Xét đường truyền của tia sáng

qua lăng kính như hình 28.4

- Áp dụng định luật khúc xạ

ánh sáng và một số định lý

hình học về góc, ta thiết lập

được các công thức lăng kính

sau đây:

* TH1: Góc i1 và góc chiết

quang A lớn:

*TH2: Góc i1và góc chiết

quang A nhỏ (<10o):

;

- Y/c học sinh làm bài tập ví dụ

SGK/177

- Vậy trong thực tế, lăng kính

được ứng dụng trong những

trường hợp cụ thể nào, để biết

được điều đó chúng ta cùng

chuyển sang phần IV

- CM các công thức về lăng

kính:

+ Áp dụng công thức định luật khúc xạ tại I:

sini1 = n sinr1 (1)

+ Áp dụng công thức định luật khúc xạ tại J:

sini2 = n sinr2 (2)

Mà góc A=180-(90- r1)- -(90- r2)

Suy ra: A = r1 + r2 (3)

+ Ta có D = i1 – r1 + i2 –

r2 = i1 + i2 – (r1 + r2) Suy ra D = i1 + i2 – A (4)

- HS ghi các công thức

vào vở để áp dụng làm bài tập

- HS nhận nhiệm vụ học tập

- HS lên bảng giải ví dụ

III CÁC CÔNG THỨC CỦA LĂNG KÍNH

* TH1: Góc i1 và góc chiết quang A lớn:

*TH2: Góc i1và góc chiết quang A nhỏ (<10o):

;

Hoạt động 4: Tìm hiểu công dụng của lăng kính (5 phút).

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

- Y/c HS đọc sách giáo khoa để

tìm hiểu công dụng của lăng

kính

- GV nhận xét bổ sung

- Ứng dụng ngoài thực tế: Máy

quang phổ dùng trong các

nghành công nghiệp hóa học,

- HS đọc sách giáo khoa

- HS lắng nghe, ghi nhớ

CỦA LĂNG KÍNH

1 Máy quang phổ

sinh học, công nghệ thực

phẩm, đồ uống cũng như môi

trường

- Thông báo:

+ Lăng kính phản xạ toàn

phần là lăng kính thuỷ tinh có

tiết diện thẳng là một tam giác

vuông cân được sử dụng để tạo

ảnh thuận chiều, có tác dụng

như một gương phẳng Người

ta dùng lăng kính phản xạ toàn

phần trong các kính tiềm vọng

ở các tàu ngầm để làm đổi

phường truyền của tia sáng

Nhờ kính tiềm vọng, thủy thủ ở

dưới tàu ngầm có thể quan sát

được các hoạt động diễn ra trên

mặt biển

+ Trong ống nhòm, người ta

dùng 2 lăng kính phản xạ toàn

phần có các cạnh vuông góc

với nhau để làm đổi chiều của

ảnh Tương tự với máy ảnh

lăng kính phản xạ toàn phần để

tạo ảnh thuận chiều (cho học

sinh quan sát máy ảnh thực tế)

- HS lắng nghe, ghi nhớ

- HS quan sát nguyên lí hoạt động của ống nhòm qua hình ảnh trên máy chiếu để tạo ảnh thuận chiều

2 Lăng kính phản xạ toàn phần

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

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

- Nhắc lại cấu tạo và công

dụng của lăng kính

- Chú ý cho HS: Tính chất lệch

về đáy so với tia tới

- Hoàn thành bài tập 4,5 SGK/

179

- Giao nhiệm vụ về nhà: Hoàn

thành các bài tập 6,7 SGK/179

- Ôn lại kiến thức về thấu kính

- Ôn lại kiến thức về khúc xạ

ánh sáng, lăng kính

- Đọc mục: Em có biết?

- Đọc trước phần I, II của bài

29 THẤU KÍNH MỎNG

HS nhắc lại cấu tạo và công dụng của lăng kính