Hoạt động của giáo viên Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần.. Giáo viên đưa ra giả thiết: Nếu chiếu tia sáng từ không khí vào thủy tinh n2.[r]
Trang 1GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Cẩm Ly
Sinh viên thực tập : Nguyễn Thị Kiều My
Tiết (theo chương trình) : 51
I Mục tiêu
1 Kiến thức
- Trình bày được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng này
- Trình bày được cấu tạo trong cáp quang và nêu được ứng dụng của cáp quang
2 Kỹ năng
- Vận dụng được công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Giải thích một số hiện tượng trong thực tế
3 Thái độ
Học sinh có thái độ học tập tích cực, nghiêm túc, tham gia phát biểu xây dựng bài
II Kiến thức trọng tâm
Hiện tượng phản xạ toàn phần và điều kiện để có phản xạ toàn phần
III Chuẩn bị
1 Giáo viên
- Sách giáo khoa và sách bài tập vật lý 11 cơ bản
Trang 2- Tranh ảnh hình 27.1, 27.2.
- Dụng cụ thí nghiệm hình 27.1
2 Học sinh
Ôn lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng
IV Tiến trình dạy – học
1 Ổn định lớp, kiếm tra bài cũ (5 phút)
- Phát biểu và viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng?
- So sánh góc tới và góc khúc xạ khi cho ánh sáng truyền từ môi trường thủy tinh sang môi trường không khí?
2 Hoạt động dạy học
Đặt vấn đề (1 phút): Vào những ngày nắng nóng (lúc trưa nắng), mặt đường nhựa khô ráo, trời im gió nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước Tại sao lại có hiện tượng đó, nguyên nhân của hiện tượng đó là gì? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này Bài 27 Phản xạ toàn phần
Hoạt động 1: Tìm hiểu sự truyền ánh sáng từ môi trường chiết quang hơn
sang môi trường chiết quang kém.
Thời
gian Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của
15
phút
Bố trí thí nghiệm hình
27.1
- Dụng cụ thí nghiệm:
Tiến hành thí nghiệm với
các dụng cụ sau:
+ Bảng chia độ
+ Nguồn sáng laze
+ Khối thủy tinh hình
bán nguyệt
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Chiếu một chùm tia
sáng hẹp tới mặt cong của
bán trụ theo phương bán
kính, lúc này tia sáng trùng
Quan sát cách bố trí thí nghiệm
Học sinh quan sát thí nghiệm
I Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn
1 Thí nghiệm
Góc tới
Chùm tia khúc xạ
Chùm tia phản xạ
0
42
i
r>i Rất sáng
Rất mờ
Trang 3với pháp tuyến của bán trụ
tại điểm tới cho nên tia sáng
truyền thẳng đi vào trong
khối bán trụ, ta đi khảo sát
sự truyền ánh sáng từ khối
bán trụ đi vào không khí
Yêu cầu học sinh trả lời
câu C1
+ Ta tiến hành thí
nghiệm tăng góc tới i và
khảo sát sự thay đổi của tia
khúc xạ và tia phản xạ
Yêu cầu học sinh quan
sát về tia khúc xạ, tia phản
xạ tại các vị trí i nhỏ, i có
giá trị đặc biệt và i lớn, chú
ý độ sáng của hai tia và
nhận xét
- Khi góc tới i 420 tia
khúc xạ và phản xạ thay đổi
như thế nào?
- Khi tăng dần góc tới i
đến giá trị i 420 thì tia
khúc xạ và phản xạ thay đổi
như thế nào?
- Khi i 420 thì tia khúc
xạ và phản xạ thay đổi ra
sao?
Giáo viên nhận xét và kết
luận: tia khúc xạ không còn
nữa chứng tỏ toàn bộ tia tới
đã bị phản xạ tại mặt phân
cách Hiện tượng này được
gọi là hiện tượng phản xạ
toàn phần Và góc giới hạn
để không còn tia khúc xạ
Học sinh trả lời câu C1: Khi chiếu tia sáng
đi vào đúng bán kính thì góc tới sẽ bằng 0,
do đó tia sáng truyền thẳng
Học sinh nêu kết quả thu được:
- Khi chiếu tia sáng
từ thủy tinh vào không khí với góc i 420có 1 phần tia sáng bị phản
xạ, một phần bị khúc
xạ tại mặt phân cách
- Khi tăng dần góc tới thì thấy góc khúc
xạ cũng tăng dần đến 1 giá trị nhất định thì tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách
- Khi i tiếp tục tăng thì không còn tia khúc
xạ nữa, chỉ còn tia phản xạ rất sáng
0
42
i
r ~ 90 o
Rất mờ sángRất
0
42
i Không
còn sángRất
Trang 4gọi là góc giới hạn phản xạ
toàn phần Nó được xác
định như thế nào, chúng ta
đi qua phần 2 Góc giới hạn
phản xạ toàn phần
Yêu cầu học sinh rút ra
công thức tính igh
Gợi ý:
- Dựa vào định luật khúc
xạ ánh sáng: n sini n sinr1 2
- Khi i 420
- Khi tăng dần góc tới i
cho tới lúc tia khúc xạ là là
ở mặt phân cách r=900 thì
gh
i i
- Rút ra công thức tính
gh
i
Giáo viên nhận xét và rút
ra kết luận
Khi i i gh, không có tia
khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị
phản xạ gọi là hiện tượng
phản xạ toàn phần
Lưu ý: đây là trường hợp
n n (để học sinh dễ rút ra
điều kiện có phản xạ toàn
phần)
Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng theo dạng đối xứng:
n sini n sinr
Khi i 420: vì
n n r i, lúc này nếu tăng i thì r nó
sẽ tăng
Khi i 420 thì r=900
⇒sin igh=n2
n1
Học sinh lắng ghe
2 Góc giới hạn phản
xạ toàn phần
+ Vì n1 n2
r i
+ Khi i tăng thì r cũng tăng (r > i) Khi
r đạt giá trị cực đại
900 thì i đạt giá trị igh
gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần Ta có:
0
n sini n sin
2 1
gh
n sini
n
+ Khi i i gh, thì
gh
sini sini Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:
1
gh
1
sinr
(vô lý) Không có tia khúc
xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần
Hoạt động 2: Tìm hi u hi n t ng ph n x toàn ph n ể ệ ượ ả ạ ầ
Thời
gian Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của
10
phút
Yêu cầu học sinh nêu
định nghĩa hiện tượng phản
xạ toàn phần
Giáo viên đưa ra giả
thiết: Nếu chiếu tia sáng từ
không khí vào thủy tinh (n2
Nêu định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần
Học sinh trả lời:
Nếu chiếu chùm tia sáng từ không khí
II Hiện tượng phản
xạ toàn phần
1 Định nghĩa
Phản xạ toàn phần
là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới,
Trang 5> n1) thì có xảy ra hiện
tượng phản xạ toàn phần
khổng?
Gợi ý:
- Dựa vào định luật khúc
xạ ánh sáng: n sini n sinr1 2
- n2 n1 thì r<i, khi
imax=900 thì r như thế nào?
Giáo viên nhận xét và
đưa ra câu trả lời đúng
Vậy để xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần thì cần
có điều kiện gì? Ta sẽ vào
phần 2 Điều kiện để có
phản xạ toàn phần
Yêu cầu học sinh nêu
điều kiện để có phản xạ
toàn phần từ kết quả thí
nghiệm
Giáo viên nhận xét
vào thủy tinh (n2 n1):
ĐLKXAS:
n sini n sinr
Vì n2 n1 nên
sinr sini → r < i
Khi imax=900 thì r <
900 vẫn có tia khúc xạ Không xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
Nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần
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 một môi trường chiết quang kém hơn:
n n
+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i igh
Hoạt động 3: Tìm hi u ng d ng c a hi n t ng ph n x toàn ph n: Cáp quang ể ứ ụ ủ ệ ượ ả ạ ầ
Thời
gian Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của
8
phút
Đặt vấn đề: Yêu cầu học
sinh nêu một số ví dụ về
ứng dụng của hiện tượng
phản xạ toàn phần
Hiện tượng phản xạ toàn
phần có rất nhiều ứng dụng
trong thực tế, một trong
những ứng dụng quan trọng
đó là cáp quang
Học sinh trả lời
- Kính tiềm vọng, ống nhòm
- Cáp quang
III Cáp quang
1 Cấu tạo
Cáp quang là bó sợi quang
Sợi quang gồm hai phần chính:
+ Phần lỏi trong suốt bằng thủy tinh siêu sach có chiết suất
Trang 6Giới thiệu cấu tạo cáp
quang
Giới thiệu công dụng của
cáp quang trong việc truyền
tải thông tin
Giới thiệu công dụng của
cáp quang trong việc nội
soi
Giới thiệu công dụng của
cáp quang trong việc trang
trí
Học sinh lắng nghe
và ghi bài Ghi nhận công dụng của cáp quang trong việc truyền tải thông tin
Ghi nhận công dụng của cáp quang trong việc nội soi
lớn (n1)
+ Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất
n2 < n1
2 Công dụng
* Truyền thông tin
- Ưu điểm:
+ Dung lượng tín hiệu lớn
+ Nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn + Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt
+ Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện)
- Nhược điểm: + Nối cáp rất khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt + Chi phí - Chi phí hàn nối và thiết bị đầu, cuối cao hơn so với cáp đồng
* Nội soi trong y học
* Trang trí
Hoạt động 4: C ng c , giao nhi m v v nhà ủ ố ệ ụ ề
Thời
7
phút
Giải quyết vấn đề đặt ra ở đầu bài:
lúc trưa trời nắng, mặt đường nhựa khô
ráo, lớp không khí càng ở gần mặt
đường có nhiệt độ càng cao, vì nhận
được nhiệt tỏa ra từ mặt đường nóng
Nhiệt độ càng cao thì chiết suất lớp
không khí càng nhỏ Do đó, càng lên
cao, chiết suất của không khí càng
tăng Ta tưởng tượng chia không khí
Học sinh lắng nghe
Trang 7trên bề mặt đường nhựa thành nhiều
lớp mỏng chiết suất của các lớp này
tăng dần khi càng lên cao Xét một tia
sáng đi xiên từ một điểm A (đám mây),
từ lớp khí (1) xuống lớp khí (2), góc
khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới( vì n2 n1)
Cứ như vậy, tia sáng bị gãy khúc liên
tiếp như hình vẽ Khi tia sáng xuống
thấp tới lớp khí dưới có góc tới lớn hơn
góc giới hạn, tia sáng sẽ bị phản xạ
toàn phần, hắt lên và đi vào mắt
Cho học sinh tóm tắt những kiến
thức cơ bản
Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài
tập trang sách giáo khoa và sách bài
tập
Tóm tắt những kiến thức cơ bản Ghi các bài tập về nhà
V Rút kinh nghiệm tiết dạy