Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 68 - Phản xạ toàn phần

Tiết: 68 Ngày soạn: 23/03/2008 BÀI 45: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Mục tiêu Kiến thức: Nắm được hiện tượng phản xạ toàn phần. Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. Phân biệt hai trường hợp: góc khúc xạ tới hạn và góc tới giới hạn. Nêu được tính chất của sự phản xạ toàn phần Giải thích được 1 số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: sợi quang, cáp quang Kỹ năng: Giải thích được các hiện tượng thực tế về phản xạ toàn phần. Làm được các bài toán về phản xạ toàn phần. Thái độ: Có thái độ hợp tác, nghiêm túc, làm việc khoa học, chủ động tích cực trong hoạt động học. Phương pháp Kết hợp phương pháp phát vấn, thuyết trình và nêu và giải quyết vấn đề và phương pháp trực quan. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK. Bộ thí nghiệm quang học. Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Ôn lại hiện tượng phản xạ đã được ở lớp 9. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Lớp 11A: Kiểm tra bài củ: Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng? Viết biểu thức? Có nhận xét gì nếu n1>n2? Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Ở lớp 9 thì chúng ta đã biết khi ánh sáng gặp bề mặt phân cách giữa hai môi trường thì bị phản xạ ngược trở lại. Tuy nhiên khi xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng thì thường đi kèm với hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Chỉ có một phần ánh sáng bị phản xạ trở lại. Vậy khi nào thì toàn bộ ánh sáng bị phản xạ trở lại hoàn toàn thì chúng ta sẽ tìm hiều trong tiết hôm nay. Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng phản xạ toàn phần GV: Vẽ hình 45.1 về sự khúc xạ ánh sáng từ môi trường n1 sang môi trường n2 . Gọi HS đứng tại chỗ đọc BT định luật khúc xạ: GV: Yêu cầu học sinh giải thích đường đi của các tia sáng trên hình vẽ: HS: Khi n1> n2 : góc tới tăng dần từ 0 ®900 thì góc góc xạ tăng từ 0-> giá trị giới hạn. GV: Có nhận xét gì về góc tới và góc ló ở mt phân cách. GV: Từ đó dẫn dắt hs đưa ra BT về góc khúc xạ giới hạn. GV: Tổng hợp các nhận xét của HS và đưa ra kết luận phần (a) trong sgk. GV: Lần lượt dẫn hs đưa ra các trường hợp: khi tia sáng đi từ mt chiết quang hơn sang cq kém (n1>n2) GV: r>i: góc tới tăng thì góc khúc xạ như thế nào? GV: khi rMAX =900 thì iMAX =? GV: khi i> igh: thì toàn bộ as sẽ bị phản xạ. Ta có HT phản xạ toàn phần. Vậy hiện tượng phẩn xạ toàn phần là gì? Kết luận về HT PX TP: sgk/220 Điều kiện để có phản xạ toàn phần? Cho HS thảo luận theo nhóm). Kết luận: n1> n2 và i ³ igh GV: Hãy phân biệt phản xạ 1 phần và phản xạ toàn phần? 1. Hiện tượng phản xạ toàn phần a. Góc khúc xạ tới hạn Xét tia sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn (n1<n2) Theo ĐLKX ánh sáng ta có: n1sini = n2sinr Nếu n1 r. Góc i có thể lấy giá trị từ 0o tới 90o thì r cũng tăng dần nhưng luôn nhỏ hơn i: n1.sin 900 = n2.sin igh igh : được coi là góc khúc xạ giới hạn * Kết luận: SGK b. Sự phản xạ toàn phần - Định luật khúc xạ cho ta : n1sini = n2sinr Nếu n1 > n2, ð i < r. Góc i có thể lấy giá trị từ 0o tới 90o. Khi r đạt giá trị lớn nhất 900 thì góc tới i cũng có giá trị lớn nhất igh Ta có: n1.sin igh= n2.sin 900 = n2 ð - igh được gọi là góc giới hạn. - Nếu i>igh thì: (Vô lí) ðChứng tỏ khi i>igh không còn tia khúc xạ, toàn bộ ánh sáng bị phản xạ ở bề mặt phân cáchðHiện tượng phản xạ toàn phần * Kết luận : SGK * Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần - n1>n2 - iigh Hoạt động 2: Tìm hiểu ứng dụng của phản xạ toàn phần GV: Cho học sinh thảo luận nhóm tìm hiểu cấu tạo và ứng dụng của cáp quang. GV : Yêu cầu nhóm 1, 2 lên bảng trình bày cấu tạo của cáp quang ? Giải thích. HS: Lên bảng trình bày. GV : Yêu cầu nhóm 3, 4 lên bảng trình bày phần công dụng của cáp quang ? Giải thích. III. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Cáp quang 1. Cấu tạo - Gồm hai phần chính: + Phần lõi: trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn hơn (n1) + Phần võ: cũng được bọc bằng thủy tinh trong suốt có chiết suất n2 nhỏ hơn lõi. 2. Công dụng - Ứng dụng trong việc truyền thông tin + Dung lượng tín hiệu lớn. + Nhỏ nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn. + Không bị nhiểu bức xạ điện từ. + Không có rũi ro cháy. - Ứng dụng trong y học 4. Củng cố: C©u 1: TÝnh chÊt nµo sau ®©y ®óng víi c¶ hiÖn t­îng ph¶n x¹ th«ng th­êng vµ hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn? Tia s¸ng ®i tõ m«i tr­êng chiÕt quang kÐm sang m«i tr­êng chiÕt quang h¬n. Tia s¸ng ®i tõ m«i tr­êng chiÕt quang h¬n sang m«i tr­êng chiÕt quang kÐm. Gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi. Tia s¸ng ®i tõ m«i tr­êng chiÕt quang h¬n sang m«i tr­êng chiÕt quang kÐm vµ gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi. C©u 2: Th¶ næi mét nót chai rÊt máng h×nh trßn, b¸n kÝnh 11 cm trªn mÆt chËu n­íc (chiÕt suÊt ). D­íi ®¸y chËu ®Æt mét ngän ®Ìn nhá sao cho nã n»m trªn ®­êng th¼ng ®i qua t©m vµ vu«ng gãc víi nót chai. T×m kho¶ng c¸ch tèi ®a tõ ngän ®Ìn ®Õn nót chai ®Ó cho c¸c tia s¸ng kh«ng thÊy ®­îc trªn mÆt n­íc. 9,7 cm 7,28 cm. 1,8 cm. 3,23 cm. C©u 3: ChiÕu mét tia s¸ng tõ m«i tr­êng cã chiÕt suÊt n vµo kh«ng khÝ. Khi gãc tíi lín h¬n 450 th× cã hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn. TÝnh n? 5. Dặn dò * Làm bài tập 3, 4 SGK * Làm bài tập sách bài tập : 6.7 SBT Bài mới: “Bài tập” Chuẩn bị các bài tập để tiết sau luyện tập