Giáo án Vật lý 11 CB - GV: Hoàng Hải Hà - Tiết 53 - Phản xạ toàn phần

Tiết 53 Ngày soạn: 08/03/2009 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN A. Mục tiêu 1. Kiến thức Nêu được nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần qua việc quan sát thí nghiệm Trả lời được câu hỏi thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Tính được góc igh và nêu được các điều kiện để có phản xạ toàn phần. Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang. 2. Kĩ năng Giải được các bài tập đơn giản về phản xạ toàn phần. Giải thích được các hiện tượng phản xạ trong thực tế. 3. Thái độ: Độc lập, chủ động trong học tập, nghiên cứu. B. Phương pháp giảng dạy: Phát vấn đàm thoại, hoạt động nhóm. C. Chuẩn bị giáo cụ 1. Giáo viên: Thí nghiệm về phản xạ toàn phần. 2. Học sinh: Xem lại bài phản xạ đã học ở chương trình THCS. D. Tiến trình bài dạy 1. Ổn định lớp – Kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ Phát biểu và viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng? Điều kiện nào thì không có hiện tượng khúc xạ. 3. Nội dung bài mới a. Đặt vấn đề Ngày nay, mọi người đều nghe nói đến cáp quang dùng trong công nghệ thông tin, trong y học Hiện tượng cơ bản trong cáp quang là phản xạ toàn phần. Phản xạ toàn phần là gì? b. Triển khai bài dạy HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn GV: Giới thiệu bộ thí nghiệm, yêu cầu hs làm thí nghiệm, điền vào bảng. HS: Tiến hành làm thí nghiệm, rút ra nhận xét. GV: Yêu cầu hs từ thí nghiệm, rút ra nhận xét. Và tính góc igh. HS: Làm theo yêu cầu của GV. GV: Khi i > igh chứng minh bằng toán học không có tia khúc xạ. HS: Trả lời. I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 1. Thí nghiệm Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ Nhỏ - Lệch xa pháp tuyến (so với tia tới). - Rất sáng - Rất mờ. Có giá trị đặc biệt igh - Gần như sát mặt phân cách. - Rất mờ. - Rất sáng Có giá trị lớn hơn igh - Không còn. - Rất sáng 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần - Khi chùm tia sáng khúc xạ ở mặt phân cách 2 môi trường: r > i → chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn chùm tia tới. - r = 900 → i = igh: góc tới hạn hay góc phản xạ toàn phần. (1) - i > igh: (vô lí) → không còn tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đây là hiện tượng phản xạ toàn phần. Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần GV: Yêu cầu hs rút ra định nghĩa phản xạ toàn phần. HS: Trả lời. GV: Điều kiện để có phản xạ toàn phần. HS: Trả lời. GV: Yêu cầu hs hoàn thành câu C2. HS: Trả lời. GV: Yêu cầu hs nghiên cứu ví dụ ở sgk. HS: Nghiên cứu ví dụ. II. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1. Định nghĩa Phản xạ toàn phần 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 a. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn. n2 < n1 b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i ≥ igh Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần GV: Giới thiệu 1 số hiện tượng phản xạ toàn phần trong tự nhiên (viên kim cương sáng lóng lánh, hiện tượng ảo ảnh). HS: Nghe và ghi nhớ. GV: Giới thiệu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang. HS: Nghe và ghi nhớ. GV: Yêu cầu hs trình bày cấu tạo của cáp quang. HS: Trả lời. GV: Cáp quang được ứng dụng ở đâu? HS: Trả lời. GV: Vì sao cáp quang được ứng dụng rộng rãi trong việc truyền thông tin? HS: Trả lời. III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 1. Cấu tạo Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần. Sợi quang gồm hai phần chính: - Phần lõi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1). - Phần vỏ bọc cũng trong suốt bằng thủy tinh có chiết suất lớn (n2) nhở hơn phần lõi. Ngoài cùng là lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo để tạo cho cáp độ bền và độ dai cơ học. 2. Công dụng * Dùng vào việc truyền thông tin vì có nhiều ưu điểm hơn cáp đồng: - Chi phí thấp. - Mỏng hơn. - Dung lượng tải cao hơn. - Suy giảm tín hiệu ít. - Tín hiệu ánh sáng. - Sử dụng điện nguồn ít hơn. - Tín hiệu số. - Không cháy. * Cáp quang còn được dùng trong nội soi y học. 4. Củng cố - Nhắc lại điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. - Trả lời câu hỏi 4 ở sgk. 5. Dặn dò - Học bài cũ. - Làm các bài tập ở sgk, tiết sau học tiết bài tập.