Giáo án Vật lý 11 KHTN - Chương 6: Khúc xạ ánh sáng

Ngày soạn : 1.3.2009 PHẦN II: QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG 6: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG MỤC ĐÍCH CỦA CHƯƠNG: Trình bày được định luật khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần. -Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng. -Vận dụng được công thức xác định góc giới hạn. Vẽ được đường đi của tia sáng trong trường hợp khúc xạ hay phản xạ toàn phần TIẾT 66: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG. A. Mục tiêu: 1. Kiến thức: Trình bày được các nội dung sau: -Hiện tượng khúc xạ của tia sáng Định luật khúc xạ ánh sáng -Các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. -Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. -Cách vẽ đường đi của tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác. 2. Kĩ năng: -Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập về khúc xạ ánh sáng. -Phân biệt được chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối và hiểu được vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng. B. Chuẩn bị: 1. GV: Vẽ phóng to hình 44.2; 44.1.sgk a. Kiến thức và dụng cụ: - Một chậu nước bằng thuỷ tinh. - Bản mặt song song trong suất. - Một đén bấm laze hay đèn thường có ống chuẩn trực để tạo nguồn sáng song song. - bảng gắn có chia độ và một thước kẻ màu đậm( để làm TN trực quan về khúc xạ). b. Nội dung ghi bảng: Tiết 66: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng: 2. Định luật khúc xạ ánh sáng: a. TN b. Định luật: = n Hay: sini = n sinr * Chú ý: -Nếu n>1 ® sini > sinr, hay i> r: môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới. -Nếu n<1 ® sini< sinr, hay i< r: môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới. 3. Chiết suất của môi trường: a. Chiết suất tỉ đối: n º n21 = ; với: v1, v2: tốc độ của ánh sáng ở môi trường 1 và mt2 b. chiết suất tuyệt đối: *Định nghĩa: SGK/215 *BT: Theo đ/n thì: chiết suất của mt1 và mt2 lần lượt là: n1= c/v1 ; n2= c/v2 Nhận xét: c > v: ® chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn hơn 1 Þ n21 = n2/ n1 Từ đ/l khúc xạ: n1sini1 = n2sini2 4. Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc ánh sáng qua mặt phâ cách hai môi trường :(H.44.5/216) 5. Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng: (H.44.6/217.sgk) Ánh sáng có tính chất thuận- nghịch. 2. Học sinh: Ôn lại định luật truyền thẳng ánh sáng ở chương trìng THCS. C. Tổ chức hoạt động dạy –h ọc: Hoạt động 1: ( 3 phút): Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Lắng nghe lời dẫn của GV. Hoạt động theo bàn: - HS quan sát TN , suy nghĩ và giải thích hiện tượng. - GHi tên bài mới vào vở theo GV. HS lắng nghe và đứng tại chổ đọc theo y/ cầu của GV. ĐVĐ: khi chúng ta nhìn vào chậu nước thì thấy đáy chậu nông hơn bình thường. Vì sao lại như vậy, hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu. - Nêu thêm moat số ví dụ về hiện tượng khúc xạ ánh sáng (hình 44.1.sgk) GV giải thích thêm: do tia sáng bị đổi phương khi đi qua mặt phân cách giũă nước và không khí. - Ghi tên bài mới lên bảng. - Thông báo nội dung định nghĩa:214/sgk. Sau đó gọi vài HS đọc lại. * Lưu y HS: lưỡng chất phẳng, mặt chất phẳng. Hoạt động 2: ( 15 phút): Định luật khúc xạ ánh sáng Hoạt động theo nhóm: - đại diện nhóm 1: đứng tại chổ nhắc lại HT KX AS - Các nhóm khác có thể bổ sung ,nếu thiếu. - Chú ý lên bảng nghe GV giới thiệu khi treo hình 44.2.sgk - Quan sát hiện tượng. - Tất cả HS ghi kết quả TN vào bảng đã kẻ sẵn và vở nháp. Xử lí số liệu để nêu được mối quan hệ địnhnlượng giữa i và r, sini và sỉn giữa hai mt trong suốt nhất định. - Vẽ đồ thị biểu diễn r theo i. - Vẽ đồ thị biểu diễn sinr theo sini. - Quan sát đường đi của tia sáng và nhận xét Đại diện hai nhóm lên bảng trình bày theo y/ cầu của GV. Cả lớp theo dõi GV làm TN và tự ghi kết quả vào bảng 44.1 để so sánh. -Đại diện nhóm 1: kết luận về hướng của tia khúc xạ. - Đại diện nhóm 2: kết luận về liên hệ giữa i và r: + i thay đổi thì r thay đổi theo. + i tăng thì r tăng theo và nguợc lại nhưng không có quy luật. - Đại diện nhóm 3: kết luận về sini và sinr: sini/sinr = n. - các nhóm khác(cá nhân) nhận xét và bổ sung. - tất cả lắng nghe và chú ý nội dung định luật ở sgk/215. * TN: Bố trí TN như sơ đồ hình 44.2/214 -Gọi HS nhắc lại nội dung về hiện tượng khúc xạ ánh sáng đã học lớp9. - Treo hình 44.2 đã vẽ để giới thiệu mp tới, tia tới, tia phản xạ, góc phản xạ,. - Tiến hành TN1 với cặp mt trong suốt nước – không khí, thay đổi góc tới để có một góc khúc xạ tượng ứng. - nhắc nhở HS ghi kết quả và bảng đã kẻ sẵn ở vở nháp như bảng 44.1 -Gọi hai nhóm lên bảng vẽ đồ thị và đưa ra nhận xét. -Gọi tiép các nhóm khác nhận xét đồ thị của hai nhóm vừa vẽ trên bảng. - lấy kết quả từ một số nhóm. Làm tiếp TN 2, cho Hs só sánh hướng cuả tia khúc xạ và hướng của tia tới. * TN2: làm tiếp TN 2 với cặp mt trong suốt khác như không khí- thuỷ tinh( chiểu AS theo chiều ngược lại), điều chỉnh các góc tương ứng với TN trên để HS có điều kiện so sánh và rút ra kết luận. - gọi đại diện các nhóm đưa ra các kết luận. Đánh giá các nhận xét và kết luận của các nhóm. Hướng dẫn HS phát biểu nội dung định luật Chú ý giải thích: Khái niệm về mt chiết quang. Hoạt động 3: ( 12 phút): Chiết suất của môi trường HS 1: trả lời Tự ghi định nghĩa, viết BT theo GV HS2 trả lời Ghi nhớ các trường hộp n21 và vận dụng để vẽ đường đi của tia sáng qua hai mt. Ghi định nghĩa, BT HS 3 trả lời Hs 4bổ sung. Suy nghĩ nhanh và đưa ra câu trả lời HS 5 trả lời Các HS khác bổ sung và nhận xét Gọi HS nhận xét sini/sinr đ/v cặp mt trong suốt khác. Thông báo định nghĩa của chiết suất tỉ đối Y/c HS cho biết ý nghĩa vật lí của chiết suất tỉ đối? Phân tích các trường hợp n21 và đưa ra các đ/n mt chiết quang hơn , kém. Gợi ý cho HS đưa ra định nghĩa chiết suất tuyệt đối. Nêu và viết BT về mối quan hệ giữa chiết suất mt và vận tốc ánh sáng. Gọi HS nêu ý nghĩa chiết suất tuyệt đối? Khắc sâu: nêu câu C1.sgk Tổng hợp các câu trả lời của HS và đưa ra kết luận: chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường càng lớn thì tia sáng đi qua mặt phân cách giữa hai môi trườngbị khúc xạ càng nhiều. Hoạt động 4: ( 5 phút): Ảnh của môät vật tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường. Hs tiếp thu và vẽ h.44.5 vào vở Hướng dẫn HS cách xác định và vẽ đường đi của tia sáng qua lưỡng chất phẳng Vẽ h.44.5 lên bảng. Lưu ý HS: chỉ xét trường hợp nhìn theo phương gần như vuông góc với mặt nước). Chú ý vẽ hình: OA vuông góc vói mặt nước, và Brất gần A. Hoạt động 5: ( 5 phút): Tính thuận – nghịch trong sự truyền ánh sáng. Tất cả vẽ hình vào vở theo GV và chú ý tiếp thu. Suy nghĩ và trả lời Để chứng minh phần này, GV vẽ hình 44.6 lên bảngb ( hoặc bằng TN- nếu có): nếu ánh sáng truyền trong 1 môi trường theo một đường nào đó thì nó cũng truyền theo đường ngược lại nếu hoán đổi vị trí nguồn với ảnh. Khắc sâu: nêu câu C2 Hoạt động 6: ( 5 phút): củng cố và giao BTVN Chú ý, suy nghĩ và đưa ra phương án trả lời. Giải thích cách chọn của mình Nêu BT 1, 2.sgk/217 Gọi HS trả lời ( có thể cho HS thảo luận theo nhóm) Đánh giá câu trả lời của HS Giao BTVN: bài 3,4,5/217+218/ sgk Bài .sbt D.Rút kinh nghiệm : Ngày soạn : 3.3.2009 Tiết 67 : Bài tập A- Mục đích yêu cầu : 1) Kiến thức : Ôn tập kiến thức về định luật khúc xạ ánh sáng 2) Kĩ năng : Vận dụng các kiến vào việc giải bài tập và cách trình bày bài giải B- Chuẩn bị : 1) Giáo viên : Bài tập 3,4,5, trang 217,218 SGK Nội dung ghi bảng Bài 3 /217 Tóm tắt đề Ghi bài giải sau khi GV nhận xét Bài 4 /218 Tóm tắt đề Ghi bài giải sau khi GV nhận xét Bài 5 /218 Tóm tắt đề Ghi bài giải sau khi GV nhận xét Bài 6 /73 Tóm tắt đề Ghi bài giải sau khi GV nhận xét 2) Học sinh : Ôn lại các kiến thức đã học , vận dụng vào việc giải bài tập C- Tổ chức dạy và học : Hoạt động 1 : Ổn định , kiểm tra bài cũ (10 phút) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Học sinh thực hiện yêu cầu của GV Học sinh khác nhận xét Yêu cầu học sinh ghi lại các công thức về định luật khúc xạ ánh sáng Nhận xét Hoạt động 2 : Giải bài 3 /217 ( 10 phút ) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hai học sinh lên thực hiện Các học sinh khác nhận xét bài giải của bạn Ghi chép điều cần thiết sau khi GV nhận xét Yêu cầu 2 học sinh lên giải hai bài tập Yêu cầu học sinh khác nhận xét GV nhận xét chung Hoạt động 3 : Giải bài 4 /218 ( 10 phút ) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hai học sinh lên thực hiện Các học sinh khác nhận xét bài giải của bạn Ghi chép điều cần thiết sau khi GV nhận xét Yêu cầu 2 học sinh lên giải hai bài tập Yêu cầu học sinh khác nhận xét GV nhận xét chung Hoạt động 4 :Giải bài 5 /218 ( 10 phút ) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hai học sinh lên thực hiện Các học sinh khác nhận xét bài giải của bạn Ghi chép điều cần thiết sau khi GV nhận xét Yêu cầu 2 học sinh lên giải hai bài tập Yêu cầu học sinh khác nhận xét GV nhận xét chung Hoạt động 5 : Củng cố , dặn dò ( 5 phút ) Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên -Ghi chép điều cần thiết . -Nêu phương pháp chung giải bài tập phần này . - VN: xem trước bài 45. D.Phần rút kinh nghiệm : Ngày soạn : 5.3.2009 Tiết 68: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN A. Mục tiêu: 1. 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 2. Kĩ năng -Giải thích được các hiện tượng thực tế về phản xạ toàn phần. -Làm được các bài toán về phản xạ toàn phần. B Chuẩn bị: 1.GV a. Dụng cụ và đồ dùng dạy học: -Một hộp có vách ngăn trong suất bằng thuỷ tinh hay mica -Một đèn bấm laze -Nếu có thể sưu tầm một mẫu sợi quang cho HS tham khảo. b. Nội dung ghi bảng: Bài 45: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1. Hiện tượng phản xạ tờan phần: a. Góc khúc xạ giới hạn sinigh= n1/ n2 Kết luận: sgk/219 b. Sự phản xạ toà phần: sinigh= n2/ n1 Kết luận: sgk/220 * Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần: n1> n2 và i ³ igh . 2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần: - Sợi quang - Cáp quang dẫn sáng do phản xạ toàn phần, nên được dùng ứng dụng trong CNTT và y học, 2. HS: cần nắm vững hiện tượng khúc xạ ánh sáng vơi hai tr/h: mt tới chiết quang hơn mt khúc xạ và ngược lại. C. Tổ chức hoạt động dạy – học: 1. Hoạt động 1: ( 25 phút): Hiện tượng phản xạ toàn phần Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Tự vẽ hình vào vở theo GV BT: n1sini = n2sinr Tiếp thu và vẽ các trường hợp theo gv. Đưa ra BT: sinigh= n1/n2. HS 1 nhận xét HS2 trả lời câu hỏi của gv Ghi nhớ kết luận ở sgk/219 Quan sát và đưa ra câu trả lời: i tăng dần thì r cũng tăng theo và luôn lớn hơn i. Trả lời: iMAX =igh. Theo dõi và tự ghi chép Cả lớp tiếp thu và suy nghĩ điều gv nói. Suy nghĩ và trả lời Theo dõi kết luận tr.220 ở sgk Suy nghĩ và trả lời ( theo nhóm) Theo dõi và tự ghi kết luận vào vở. HS trả lời sau khi đã thảo luận theo nhóm. 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: Giải thích đường đi của các tia sáng trên hình vẽ: + khi n1> n2 : góc tới tăng dần từ 0 ®900. Từ đó dẫn dắt hs đưa ra BT về góc khúc xạ giới hạn. + Nhận xét về góc tới và góc ló ở mt phân cách. + Nhận xét về chiết suất của môi trường tới và môi trường khúc xạ. Tổng hợp các nhận xét của HS và đư ra kết luận phần (a) trong sgk. * Sự phản xạ toàn phần: Gv lần lượt dẫn hs đưa ra các trường hợp: khi tia sáng đi từ mt n1sang mt n2nhỏ hơn. + r>i: góc tới tăng thì góc khúc xạ như thế nào? + khi rMAX =900 thì iMAX =? Þsin igh = n2/n1 + khi i> igh: thì toàn bộ as sẽ bị phản xạ. Ta cso 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 Phân biệt phản xạ 1 phần và phản xạ toàn phần? 2. Hoạt động 2: ( 10 phút): ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần Tiếp nhận thông tin và ứng dụng của sợi quang, cáp quang. Gv trình bày cấu tạo, công dụng của sợi quang, cáp quang ( chú ý đến hiện tượng quang học) Nêu 1 số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần trong các dụng cụ quang học và phép nội soi trong y học. Lưu ý HS về nhà đọc thêm để hiểu sâu về sợi quang, cáp quang . 3. Hoạt động 3: ( 10 phút): củng cố và giao BT VN Suy nghĩ và thảo luận theo nhóm để đưa ra phương án trả lời Ghi BTVN vào vở (có thể chuẩn bị 1 số câu hỏi trắc nghiệm) Nêu câu hỏi 1,2/222.sgk Nêu BT1,2.sgk/222 Giao BTVN:bài 3,4.sgk và bài sbt D.Phần rút kinh nghiệm : Ngày soạn : 7.3.2009 Tiết 69, 70 : BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN A. Mục tiêu: 1. Kiến thức: Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần. 2. Kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng về vẽ hình và giải các bt dựa vào các phép toán hình học. B. Chuẩn bị: 1.GV: a. Dụng cụ và đồ dùng dạy học: các phiếu học tập và lựa chọn các bt đặc trưng. b. Phiếu học tập: b. Nội dung ghi bảng: BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Bài tập 1: Bài tập 2: Bài tập 3: 2. HS: giải bài tập trước . C. Tổ chức hoạt động dạy – học: 1. Hoạt động 1: ( 10 phút): Phát phiếu học tập Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nhận phiếu học tập. Thảo luận Nộp phiếu học tập cho gv Đưa ra câu trả lời ( có giải thích) Làm theo y/ c của gv Phát phiếu học tập. Cho hs thảo luận theo nhóm Thu phiếu học tập của hs Gọi đại diện các nhóm đưa ra các phương án trả lời và giải thích. Gọi các nhóm khác câu tiếp theo. Gọi các nhóm khác nhận xét Gv đánh giá các câu trả lời của các nhóm 2. Hoạt động 2: ( 15 phút): Bài tập 1: BT về sự khúc xạ Chú ý BT1.sgk HS1 ,2 đọc đề Chú ý tiếp thu HS3 lên bảng tóm tắt. HS4 nhận xét ,hoặc bổ sung Theo dõi và làm theo HD của gv Theo dõi và ghi nhanh vào vở nháp các công thức gợi ý của GV để có cơ sở để gải . Hoạt động độc lập. Hs 5 lên bảng giải bài 1 Hs 6nhận xét và bổ sung Ghi nhanh bài tập đã sửa và vở bt Nêu BT1 Gọi hs đọc đề Gv phân tích đề Gọi HS lên bảng tóm tắt đề. Gọi HS nhận xét, bổ sung Hướng dẫn hs vẽ đường đi của tia sáng Gợi ý: dựa vào hình vẽ và các công thức về định luật khúc xạ tìm các đại lượng theo y/c của bài toán. + công thức định luật khúc xạ ánh sáng + góc lệch khúc xạ +dùng các tính chất đổng dạng và các hàm lượng giác: tang, sin, cos,.. +thay số và tính toán Biện luận Gọi hs lên bảng giải bài 1 Gọi hs khác nhận xét bài làmcủa bạn. Đánh giá bài làm của học sinh và hoàn chỉnh 3. Hoạt động 3: ( 10 phút): Bài tập 2 HS7, 8 đọc đề Chú ý tiếp thu 9 HS9 lên bảng tóm tắt. HS10 nhận xét ,hoặc bổ sung Thực hiện các y/ c của gv Tự giải vào giấy nháp Trả lời theo câu hỏi định hướng của gv Nêu bài tập 2 Gọi hs đọc đề Gv phân tích đề Gọi HS lên bảng tóm tắt đề. Gọi HS nhận xét, bổ sung Hướng dẫn hs vẽ hình 46.3 và 46.4.sgk Gơị ý: Aùp dụng đ/l khúc xạ (BT đ/l) +xác định các đạinlượng theo y/c của đề ra + dùng các tính chất hình học và lượng giác để xác định ảnh. 4. Hoạt động 4: ( 5 phút): Bài tập 3:BT về sự phản xạ toàn phần Chú ý BT3.sgk HS1 ,2 đọc đề Chú ý tiếp thu và đứng tại chổ trả lời. Cả lớp theo dõi bài làm của 2 bạn để đưa ra nhận xét. Ghi nhanh bài làm vào vở BT Gọi hs nhắc lại: -đk để có phản xạ toàn phần - cách vẽ đường đi của tia sángkhi có phản xạ toàn phần. Nêu bài tập 2 Gọi hs đọc đề Gv phân tích đề Hướng dẫn Hs tóm tắt đề lên bảng. Gọi 2 hs khá lên bảng trình bày . Gv đánh giá bài làm của hs và hoàn thiện. 5. Hoạt động 5: ( 5 phút): củng cố và giao BTVN Chú ý theo dõi và ghi chép theo gv Ghi BTVN vào vở BT Củng cố kiến thức trong chương (có thể ghi các kiến thức lên bảng phụ) Giao BT VN: + làm thêm các BT trắc nghiệm ở sbt + đọc thêm hượng ảo ảnh trong sgk Phần rút kinh nghiệm : với lớp yếu chỉ nên giải đến bài thứ 2 Ngày soạn : 9.3.2009 Tiết 71 : Kiểm tra 1 tiết I - Mục đích yêu cầu : - Kiểm tra kiến thức học sinh chương V và khúc xạ,phản xạ toàn phần - Rút kinh nghiệm trong việc dạy học II- Chuẩn bị : Giáo viên : Đề kiểm tra Học sinh : Ôn tập chương chương V , khúc xạ và phản xạ toàn phần III- Tổ chức kiểm tra : Ổn định : Phát đề : Thu bài Rút kinh nghiệm :