Giáo án Vật lí 11 - Bài 47 - Lăng kính

Giáo viên thực hiện: sinh viên PHẠM THỊ QUỲNH TRANG. Khoa: Khoa học tự nhiên. Trường ĐH Hải Phòng. Giáo viên hướng dẫn : LÊ THANH TĨNH. Lớp dạy : 11A . Trường THPT Thái Phiên. Ngày soạn : 05/03/2012 . Ngày dạy : /03/2012. BÀI 47: LĂNG KÍNH. I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của lăng kính, công dụng của lăng kính. - Trình bày được 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 của lăng kính. - Nêu được các ứng dụng của lăng kính trong khoa học và kĩ thuật. 2. Kĩ năng: - Vẽ đường truyền ánh sáng qua lăng kính. - Vận dụng các công thức lăng kính để giải một số bài tập liên quan. II. Chuẩn bị : - Thí nghiệm minh họa về tán sắc ánh sáng và đường truyền của tia sáng qua lăng kính. - Hình ảnh về một số loại lăng kính , quang phổ, máy quang phổ, máy ảnh III. Tổ chức hoạt động dạy học: 1. Kiểm tra bài cũ: - Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? - Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần? 2. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN CÂU HỎI NỘI DUNG BÀI HỌC B1: Yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa phần 1và trả lời câu hỏi . B2: Trình chiếu hình ảnh của lăng kính. B3: Giới thiệu cho học sinh về các khái niệm của lăng kính: hai mặt bên,cạch, đáy,chiết suất n và góc chiết quang A. B4: Cho học sinh nhìn lăng kính thật. B5: Tiến hành thí nghiệm. B6: Vẽ đường đi của tia sáng qua lăng kính. B7: Gọi D là góc lệch giữa tia tới SI và tia ló JR. B8: Xây dựng công thức của lăng kính. B9: Tiến hành thí nghiệm. B10: Giới thiệu cho học sinh hình 47.4 trong sách giáo khoa: Đường đi của tia sáng khi có góc lệch cực tiểu. B11: Yêu cầu học sinh về nhà chứng minh công thức . B12: Đọc đề bài toán. B13: Yêu cầu một học sinh lên bảng làm. B14: Tiến hành thí nghiệm. B15: Trình chiếu hình ảnh các loại máy sử dụng lăng kính phản xạ toàn. C1: Lăng kính có cấu tạo như thế nào? C2: Xác định các góc đỉnh, mặt bên, cạch, đáy của lăng kính trên lăng kính thật. C3: Xác định góc lệch D trên hình vẽ. C4: Áp dụng biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng tại I , tại J ta có tỉ số nào? C5: Giải thích tại sao tia sáng không ló ra ở mặt BC mà lại ló ra ở mặt AC. 1. Cấu tạo của lăng kính: B A Cạnh Đáy Mặt bên C B -Lăng kính là một khối trong suốt, đồng chất được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song. Trong thực tế lăng kính thường có dạng lăng trụ tam giác. -Lăng kính gồm: hai mặt bên, cạch và đáy. -Đặc trưng về phương diện quang học : chiết suất n và góc chiết quang A. 2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính: Xét một lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí. Chiếu đến mặt bên của lăng kính một chùm sáng hẹp SI. Tại I: nt r Tại J: nt > nk Þ r’< i’ Với: - i là góc tới, i’ là góc ló. - r là góc khúc xạ tại I , r’ là góc tới tại J. - Góc hợp bởi tia tới SI và tia ló JR gọi là góc lệch D của tia sáng khi qua lăng kính. 3. Các công thức của lăng kính: Áp dụng biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng: Tại I : = n Þ sini = nsinr Tại J : = Þ sini’ = nsinr’ Xét tam giác IKJ, ta có: r + r’ = A Xét tam giác IMJ, ta có: D = (i - r) + (i’ - r’) = i + i’ - (r + r’) D = i + i’ - A Vậy với lăng kính ta có công thức sau: sini = nsinr , sini’ = nsinr’ r + r’ = A , D = i + i’ - A 4. Biến thiên của góc lệch theo góc tới: a. Thí nghiệm: b. Nhận xét: - Khi góc tới thay đổi thì góc lệch cũng thay đổi và qua một giá trị cực tiểu, gọi là góc lệch cục tiểu. Kí hiệu là Dm. sin = nsin - Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc ở đỉnh A. 5. Lăng kính phản xạ toàn phần: a. Bài toán: Cho một lăng kính có tiết diện chính là một tam giác vuông cân , làm bằng thủy tinh có chiêt suất n = 1,5. Lăng kính được đặt trong không khí. Chiếu một tia sáng SI tới vuông góc với mặt bên AB của lăng kính. Xác định đường đi của tia sáng qua lăng kính. Nhận xét: Tia sáng không ló ra ở mặt BC mà bị phản xạ toàn phần tại mặt BC rồi ló ra ở mặt AC. b. Thí nghiệm: c. Ứng dụng: Lăng kính phản xạ toàn phần có nhiều ứng dụng trong khoa học và kĩ thuật. Người ta sử dụng lăng kính phản xạ toàn phần trong: máy quang phổ, máy ảnh, ống nhòm, kính tiềm vọng ở các tàu ngầm 3. Củng cố, vận dụng, bài tập về nhà: - Chứng minh công thức: sin = nsin - Làm bài tập sách giáo khoa trang 233, 234. Nhận xét và chữ kí của GVHD: