Giáo án Vật lý 11 nâng cao tiết 71: Lăng kính

Tiết : 71 Bài 28 LĂNG KÍNH MỤC TIÊU : Cấu tạo lăng kính. ; Đường đi của tia sáng qua lăng kính Các công thức cơ bản của lăng kính ; Sự biến thiên của góc lệch của tia sáng qua lăng kính khi góc tới biến thiên. Góc lệch cực tiểu và đường đi của tia sáng trong trường hợp này Các trường hợp lăng kính phản xạ toàn phần. Biết cách vẽ đường đi của tia sáng qua lăng kính. Biết ứng dụng định luật khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng vào trường hợp lăng kính. Vận dụng tốt các công thức về lăng kính. ; Biết cách tính góc lệch của tia ló đối với tia tới. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề .. III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Lăng kính thủy tinh tiết diện thẳng là một tam giác đều . Lăng kính thủy tinh tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân Nguồn sáng là một đèn bấm Laze . IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY Ê Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển 10’ Định nghĩa sự khúc xạ ánh sáng Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng Hãy kể lại một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần Bài tập 1, 2 , 3 SGK trang 24 Nêu câu hỏi và đánh giá kết quả trả lời Trả lời 5’ 7’ 12’ 8 Cấu tạo lăng kính Cấu tạo lăng kính Lăng kính là một khối trong suốt, đồng nhất, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song. Các yếu tố của lăng kính 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 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 1.Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 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. Gọi : i : Góc tới của tia sáng đi tới lăng kính.. i’ : Góc ló của tia sáng đi qua lăng kính. D : góc lệnh của tia sáng đi qua lăng kính (Làm bởi tia tới SI và tia ló và tia ló JR ). Các công thức lăng kính Gọi : r là góc khúc xạ tại I r’ là góc tới tại J. Định luật khúc xạ cho ta : Xét tam giác IJM, ta có góc lệch D = = (i – r) + (i’ – r’’) = i + i’ – (r + r ‘) Mà r + r’= A (Xét tam giác IKJ) è D = i + i’ - A Các công thức của lăng kính : Công dụng của lăng kính 1. Máy quang phổ 2. Lăng kính phản xạ toàn phần 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 Lăng kính phản xạ toàn phần 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 phương truyền của tia sáng. GV : Nhắc lại một vài ý chính trong bài khúc xạ ánh sáng Cấu tạo lăng kính GV : Cho Hs xem các lăng kính và giới thiệu các yếu tố của lăng kính Vẽ lăng kính và tiết diện chính . Đường đi của tia sáng qua lăng kính Tiến hành thí nghiệm Chỉ rõ các đường đi của tia sáng khi qua lăng kính Thông báo tên gọi các góc lệch của tia sáng khi qua lăng kính Chú ý : Tiến hành thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc Hướng dẫn HS tự lập công thức dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng Cho bài tập áp dụng Lưu ý cho HS : Các công thức lăng kính chỉ áp dụng trong trường hợp lăng kính đặt trong không khí Các công thức lăng kính có thể áp dụng trong môi trường khác không khí nếu coi n là chiết suất tỷ đối của lăng kính với môi trường ngoài . Lăng kính phản xạ toàn phần Thí nghiệm GV : Tiến hành thí nghiệm Đặt một màn ành E đối diện với mặt huyền B . các em hãy nhận xét có phát hiện gì trên màn E ? GV : Bây giờ đặt màn E đối diện với mặt bên AC các em hãy nhận xét có phát hiện gì trên màn E ?, GV kết luận 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 Giải thích GV : Các em hãy tính các giá trị i , j và so sánh với góc tới giới hạn trong trường hợp này là GV : Sẽ xảy ra hiện tượng gì trên mặt BC ? GV : Khảo sát hiện tượng khi chiếu chùm tia tới song song vuộng góc với mặt huyền BC . GV : Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này. Ưng dụng GV : Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng giống như dụng cụ quang học nào? GV thông báo SGK Quan sát và ghi nhớ Quan sát và ghi nhớ HS tự lực HS tự lực chứng minh Nếu các góc là nhỏ ta có thể dùng các công thức sau : Quan sát va trả lời 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 : Góc lệch cũng thay đổi HS tự chứng minh. Tự lực chứng minh. Quan sát và nhận xét HS : Không nhận ra được vệt sáng trên màn. HS : ta thấy một vệt sáng xuất hiện trên màn E. Tự lực xây dựng biểu thức HS: i = 00 ,j = 45 0 ==> = 42 0 Vậy j < Hs : Sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần trên mặt BC ==> xuất hiện tia ló vuông gòc với AC hướng vào E Hs : Chùm tia này sẽ phản xạ toàn phần tại hai mặt BA và CA của góc vuông và ló ra khỏi mặt huyền BC (Tự giải thích) HS : Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một gương phẳng. Ghi nhớ Yêu cầu HStrả lời câ hỏi H1 Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu nhắc lại : Cấu tạo của lăng kính Các công thức của lăng kính Ứng dụng của lăng kính Nhấn mạnh các nội dung quan trọng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập 1,2,3,4,5 trang 32 SGK