Giáo án Vật lý 11 - Bài 27 - Phản xạ toàn phần

Trường: THPT Lấp Vò 2 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Phương Linh Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Duyên Giáo Án Giảng Dạy Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Mục tiêu 1) Kiến thức - Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần. - Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. - Viết và giải thích được ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. - Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. 2) Kỹ năng Giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần. 3) Thái độ Biết được vai trò của cáp quang trong đời sống, khoa học và kỹ thuật, có ý thức bảo vệ an toàn cho hệ thống cáp quang quốc gia, cũng như hệ thống cáp quang quốc tế đi qua Việt Nam. II. Chuẩn bị 1) Giáo viên: -Thực hiện thí nghiệm ở lớp. - Bảng phụ là bảng kết quả thí nghiệm ở SGK - Nếu tìm được, nên mang vào lớp loại đèn trang trí có nhiều sợi nhựa dẫn sáng để làm ví dụ cáp quang. 2) Học sinh: Ôn lại định luật khúc xạ ánh sáng. III. Hoạt động dạy học Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ Phát biểu và viết biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng. * Áp dụng: Chiếu một tia sáng đi từ không khí vào thủy tinh với góc tới 70, góc khúc xạ 50. Tính chiết suất của thủy tinh. 3) Hoạt động dạy học Thời gian Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung Hoạt động 1: Đặt vấn đề Vào những ngày nắng nóng ít gió, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa ta thấy mặt đường loang loáng như có nước. Hiện tượng này là do phản xạ toàn phần tạo ra. Vậy hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? Xảy ra khi nào? Và có ứng dụng trong thực tế? bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này. Trước hết ta xét sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém. Hoạt động 2: Thí nghiệm nghiên cứu sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém -Tiến hành thí nghiệm như hình 27.1 SGK. Lưu ý: chỉ rõ trong thí nghiệm chùm tia tới, chùm tia khúc xạ và chùm tia phản xạ. + Chiếu tia sáng (góc I = 00) vào mặt cong của khối thủy tinh thì tia sáng truyền thẳng vì theo định luật phản xạ ánh sáng. Vậy là đã hoàn thành câu C1. Treo bảng phụ lên bảng. + Tăng góc tới i < 100. Yêu cầu HS quan sát đô sáng và vị trí tia khúc xạ và tia phản xạ. + Tăng dần góc tới i nhưng vẫn ở giá trị nhỏ. Yêu cầu HS quan sát độ sáng và vị trí của chùm tia khúc xạ và phản xạ rồi so sánh với trường hợp đầu. + Tăng góc i đến một giá trị đặc biệt để tia khúc xạ trùng với mặt phân cách góc i này được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. Yêu cầu HS quan sát độ sáng, vị trí của tia khúc xạ và tia phản xạ. + Tăng góc i lớn hơn giá trị đặc biệt. Yêu cầu HS quan sát độ sáng, vị trí của tia khúc xạ và tia phản xạ. * Trường hợp này tia sáng đã phản xạ toàn phần. -Vậy góc giới hạn phản xạ toàn phần được tính theo biểu thức nào chúng ta vào phần 2 để tìm biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. - Từ hình 27.2 SGK Khi tia khúc xạ trùng với mặt phân cách tức là góc r = 900 (đạt giá trị cực đại) thì i đạt giá trị giới hạn igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần hay góc tới hạn. Yêu cầu HS áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng để tính góc igh. - Hai trường hợp còn lại yêu cầu HS đọc sách để tìm hiểu thêm. Vậy phản xạ toàn phần là gì ta vào II. - Chùm tia khúc xạ: rất sáng, lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới. - Chùm tia phản xạ: rất mờ -Chùm tia khúc xạ: rất mờ, gần như sát mặt phân cách - Chùm tia phản xạ: rất sáng -Chùm tia khúc xạ: không còn - Chùm tia phản xạ: rất sáng n1 sin igh = n2 sin 900 I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n1 > n2) Thí nghiệm Góc giới hạn phản xạ toàn phần Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần Phản xạ toàn phân là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. - Phân biệt phản xạ toàn phần với phản xạ một phần. - Có hai điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần. Vậy hai điều kiện đó là gì? * Bài tập ví dụ: Tìm điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi tia sáng truyền từ nước có chiết suất 1,4 ra không khí. Phản xạ toàn phân là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. + Phản xạ toàn phần: toàn bộ tia sáng bị hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới + Phản xạ một phần: một phần tia sáng bị phản xạ trở lại môi trường chứa tia tới còn một phần bị khúc xạ vào môi trường kia. - Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn. n2 < n1 - Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: Giải: Để xảy ra phản xạ toàn phần: III. Hiện tượng phản xạ toàn phần 1. Định nghĩa Phản xạ toàn phân là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, 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 môi trường chiết quang kém hơn. n2 < n1 - Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: Hoạt đông 4: Tìm hiểu những ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang - Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một sợi dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần. - Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu cấu tạo của cáp quang. - Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu công dụng của cáp quang. - Cấu tạo: + Phần lõi trong suốt có chiết suất n1 lớn + Phần nỏ cũng trong suốt, có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi - Ứng dụng vào việc truyền thông tin, nội soi trong y học, làm đèn trang trí (caa6y thông Noel), III. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang Cấu tạo + Phần lõi trong suốt có chiết suất n1 lớn + Phần nỏ cũng trong suốt, có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi Công dụng Ứng dụng vào việc truyền thông tin, nội soi trong y học, Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng Hãy giải thích vấn đề đã được đặt ra ở đầu bài: Vào những ngày nắng nóng ít gió, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa ta thấy mặt đường loang loáng như có nước. Do phản xạ toàn phần xảy ra trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt tạo ra ảo ảnh nên làm cho ta có cảm giác mặt đường nhựa có nước. Hoạt động 6: Tổng kết bài học - Nhận xát và đánh giá giờ học - Yêu cầu HS về nhà học bài và làm bài tập: 5,6,7,8,9 SGK