Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 69 - Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

Tiết 69 Ngày soạn: 05 / 4 / 2012 BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Ôn tập kiến thức về hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần. 2. Kỹ năng Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng và giải một số bài tập. 3. Thái độ Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Phương pháp dùng hình ảnh trực quan, thuyết trình. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Giáo án. Một số bài tập 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ:(6’) Nêu điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần khi tia sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường. Viết công thức góc giới hạn phản xạ toàn phần. 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Vận dụng kiến thức về khúc xạ và phản xạ toàn phần. Hôm nay chúng ta sẽ giải một số bài tập. b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (6’). Kiến thức cần nắm HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu câu HS trả lời các câu hỏi + Hiện tượng khúc xạ ánh sáng? + Định luật khúc xạ ánh sáng? + Chiết suất tuyệt đối? Chiết suất tỉ đối? + Tính thuận nghịch ánh sáng? + Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? + Điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần? Hs: Thảo luận. Hoàn thiện kiến thức. I. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 2. Định luật khúc xạ ánh sáng: = hsố 3. Chiết suất tuyệt đối 4. Tính thuận nghịch ánh sáng: n12 = Điều kiện để có phản xạ toàn phần + n1 > n2 + i ³ igh. Với sinigh = . Hoạt động 2 (16’). Tìm hiểu về khúc xạ ánh sáng HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC r S I i n ● Gv: Tìm hiểu bài tập 1, 2 Bài 1: + Viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng. Tìm r? + Tìm góc lệch giữa tia ló và tia tới? + Vẽ hình bài tập câu b? + Tìm mối liên hệ giữa i, r, n? + Vận dụng kiến thức về hình học tìm HA’? Bài 2: + Xét hiện tượng xảy ra ở điểm I và điểm J khi chiếu tia sang xuất phát từ điểm A? + Viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng tại I và J? Nhận xét các góc: Tới và khúc xạ? + Vẽ đường đi của tai sáng? + Xét tương tự đối với điểm B? + Tìm độ lớn của MK và IK? + Tìm AA’? Hs: Thảo luận. Giải bài tập theo hướng dẫn của GV. Hoàn thiện bài tập II. BÀI TẬP Bài 1: a/. Ta có : => => r = 32o. Vậy góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới D = i – r = 13o. b/. Vẽ hình 46.2 Xét chùm tia sáng đi từ điểm A trên đáy chậu đi qua mặt thoáng của nước ra ngoài không khí. Giao điểm của các tia ló là ảnh A’ của a cho bởi lưỡng chất phẳng nước – không khí. Để có ảnh rõ, góc tới i phải nhỏ. Vì n.i = r; tani » i = và tanr » r = => hay => (cm) Bài 2: a/. - Vẽ tia tới AI , có i = 60o. Áp dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng tại I : Þ r = 35o15’. - Tia IJ tới mặt thứ 2 tại J, mà i < igh nên có tia ló JR và r’ = r. Suy ra i’ = i. Vậy : JR song song AI. b/. - Từ A vẽ thêm tia AH ^ với bản, tia này truyền thẳng. Giao điểm 2 tia ló là ảnh A’ của A - Tương tự từ B, ta xác định ảnh B’ của B. Ta thấy A’B’ song song AB. Vậy : A’B’ = AB = 5(cm) Từ hình vẽ bên. Ta có : JK = IK.tanr = MK.tani Suy ra : Mặt khác : i = nr => : Vậy : MK = Suy ra khoảng cách giữa vật và ảnh là : AA’ = IM = IK – MK AA’ = e – = 4 cm Vậy ảnh A’B’ cách bản là A’H = 24 – 4 = 20 (cm) Hoạt động 3 (14’). Giải bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu câu HS nghiên cứu bài tập 3. + Khi chiếu tia sáng thẳng góc với đường kính tia sáng sẽ đi vào hình bán nguyệt như thế nào? + Xét hiện tượng xảy ra ở điểm I? + Tại J xảy ra hiện tượng gì? + Tìm góc igh? Nhận xét hiện tượng xảy ra tại J? + Tìm góc khúc xạ? + Điều kiện để xảy ra hiện tượng pahnr xạ toàn phần tại J là gì? + Tìm OI1? + Tìm vị trí để khi ta chiếu sáng thì tia sáng không đi qua mặt bán nguyệt? Hs: Thảo luận. Trả lời các câu hỏi. Hoàn thiện bài tập.. Bài 3: Vẽ hình 46.5 a/. Góc giới hạn phản xạ toàn phần => igh » 42o. Do SI ^ AB nên tại I tia sáng truyền thẳng đến J. Tại J, ta có: sini = Suy ra : i = 30o < igh. Tại J xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Ta có : => r = 48o35’. b/. Khi điểm I càng xa O thì góc tới i càng lớn. Nếu i > igh thì tại J xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Gọi I1 là vị trí của I khi i = igh Ta có: OI1 = OJ1.sin igh = Khi I ngoài OI1, tia phản xạ toàn phần tại mặt cầu, tới J2, với góc tới là i = igh , phản xạ toàn phần thứ hai Vậy : Nếu điểm tới I nằm ngoài khoảng I1I2. Với OI1 = OI2 = Thì không có tia ló ra khỏi mặt cầu của bán cầu . 4. Củng cố: Củng cố kết hợp với qúa trình giải bài tập. 5. Dặn dò:(1’) + BTVN : 3, 4 + Ôn tập về hiện tượng cảm phản cạ toàn phần và khúc xạ ánh sáng.