Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 66 - Sự khúc xạ ánh sáng

Tiết 66 Ngày soạn: 28 / 03 / 2012 SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được định nghĩa khúc xạ của tia sáng và phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng. Biết được các khái niệm: Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Biết được tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. 2. Kỹ năng Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối và hiểu vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ của tia sáng. Cách vẽ đường đi tia sáng từ môi trường này sang một môi trường khác. Vận dụng được định luật khúc xạ để giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng. 3. Thái độ Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Phương pháp dùng hình ảnh thí nghiệm trực quan, thuyết trình. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Giáo án. TN hiện tượng khác xạ ánh sáng. 2. Học sinh: Ôn lại định luật truyền thẳng ánh sáng đã học THCS. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tả bài cũ. 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Cho HS quan sát một số hiện tượng liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng như hình 44.1 SGK, hãy giải thích? Thông báo thêm một số hiện tượng liên quan đến khúc xạ và giải thích sơ bộ một cách định tính hình 44.1 SGK và yêu cầu HS khảo sát định lượng các hiện tượng đó để vào bài. b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (14’). Tìm hiểu về hiện tượng khúc xa ánh sáng HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Bố trí thí nghiệm và tiến hành làm thí nghiệm như hình 44.2 SGK. định nghĩa về hiện tượng khúc xạ đã được học ở lớp 9. Hs: Nêu định nghĩa được hiện tượng khúc xạ ● Gv: Tiến hành làm thí nghiệm 1 với cặp môi trường thủy tinh – không khí, thay đổi góc tới để có các góc khúc xạ tương ứng, yêu cầu HS ghi và xử lý số liệu để nêu được mối quan hệ định lượng giữa i và r , sini và sinr của 2 môi trường trong suốt nhất định. Hs: mối quan hệ định lượng giữa i và r , sini và sinr của 2 môi trường trong suốt nhất định. - Kết luận về hướng của tia khúc xạ. ● Gv: Làm tiếp thí nghiệm 2 với cặp môi trường không khí - thủy tinh (chiếu ánh sáng theo chiều ngược lại), điều chỉnh các góc tương ứng với thí nghiệm trên để HS có điều kiện so sánh và rút ra kết luận. Hs: - Kết luận về sự liên hệ giữa i và r, sini và sinr: + Khi i thay đổi thì r thay đổi theo. + Khi i tăng thì r tăng và ngược lại nhưng theo một quy luật: 1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. a). Thí nghiệm: (SGK). b). 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. - Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số của sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: Hay sini = nsinr (44.2) + Nếu n > 1 môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới. + Nếu n < 1 môi trường khúc xạ kém chiết quang hơn môi trường tới. Hoạt động 2 (13’). Tìm hiểu về chiết suất HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS nghiên cứu phân f chiết suất: + Định nghĩa, biểu thức của chiết suất tỉ đối? + Từ biểu thức định nghĩa chiết suất tỉ đối hãy nêu ý nghĩa vật lý của nó? + Phân tích các trường hợp n21 và đưa ra các định nghĩa môi trường chiết quang hơn, kém? + Định nghĩa chiết suất tuyệt đối. + Nêu biểu thức về mối quan hệ giữa chiết suất môi trường và vận tốc ánh sang? + Nêu ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối? Hs: Thảo luận nhóm. Hoàn thiện kiến thức. 3. Chiết suất của một môi trường. a). Chiết suất tỉ đối: Ta có: ới (44.3) b). Chiết suất tuyệt đối: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó với chân không. Theo định nghĩa, chiết suất của môi trường 1 và môi trường 2 lần lượt là: , Nhận xét: Vì tốc độ của ánh sáng truyền đi trong các môi trường bao giờ cũng nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong chân không (v < c), nên chiết suất của mọi chất đều lớn hơn 1: => Định luật khúc xạ có thể được viết dưới dạng đối xứng: Hoạt động 3 (11’). Tìm hiểu về ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường và tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: + Hướng dẫn HS cách xác định và vẽ đường đi của tia sáng qua lưỡng chất phẳng từ đó xác định ảnh của vật qua lưỡng chất này. + Vẽ hình 44.5 SGK ( lưu ý: OA vuông góc với mặt nước và B rất gần A). + Chứng minh cho HS thấy(bằng thí nghiệm) nếu ánh sáng truyền trong môi trường theo một đường nào đó thì nó cũng truyền theo đường ngược lại nếu hoán vị vị trí nguồn sáng với ảnh. Hs: Tìm hiểu 4. Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường. Vẽ hình 44.5 SGK. 5. Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. Vẽ hình 44.6 SGK. Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = 4. Củng cố: (4’) Nhắc lại định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng? Nội dụng và biểu thức đinh luật khúc xạ ánh sáng? Vận dụng định luật khúc xạ ánh sang để tìm góc khúc xạ khi chiếu tia sang từ không khí vào nước với góc tới i = 300? Biết chiết suất của nước là 4/3. 5. Dặn dò:(1’) + BTVN: 2, 3, 4, 5. + Ôn tập về hiện tượng khúc xạ áng sáng.