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

Đơn vị: Trường THPT Hoà Bình GIÁO ÁN BÀI 27. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN GV : Huỳnh Thanh Phong ××××× Phùng Danh Sâm I. Mục tiêu Kiến thức: Nêu được nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần qua việc quan sát các thí nghiệm thực hiện ở lớp. Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. Viết và giải thích được ý nghĩa của 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. Kĩ năng: Giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: Thí nghiệm về hiện tượng phản xạ toàn phần, đèn trang trí có nhiều sợi nhựa dẫn sáng để làm ví dụ cáp quang ( sợi quang học) Nội dung ghi bảng: Bài 27. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn. 1. Thí nghiệm: Kết quả: Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ Nhỏ -Lệch xa pháp tuyến -Rất sáng -Rất mờ Có giá trị đặc biệt igh (i = igh) -Gần như sát mặt phân cách -Rất mờ -Rất sáng Có giá trị lớn hơn giá trị igh (i> igh). -Không còn -Rất sáng 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần: Sin igh = II. Hiện tượng phản xạ toàn phần. 1. Định nghĩa: (SGK) 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: a. Aùnh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn:(n2 < n1). b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc gới hạn:iigh. III. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. 1. Cấu tạo: gồm 2 phần chính. a. Phần lõi trong suốt bằng thuỷ tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1) b. Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thuỷ tinh có chiết suất n2 ( n2 < n1). 2. Công dụng: - Truyền thông tin. - Nội soi trong Y học. 2. Học sinh. Ôn lại định luật khúc xạ ánh sáng. Chuẩn bị trước bài phản xạ toàn phần. III. Tổ chức các hoạt động dạy học. - Hoạt động 1. ( 7 phút): Kiểm tra bài cũ và đặt vấn đề vào bài mới. Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên -Báo cáo sĩ số, chuẩn bị bài cũ. - Học sinh trả lời câu hỏi. - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Ghi tiêu đề vào vở. - Oån định lớp, nắm sĩ số lớp. - Câu hỏi kiểm tra bài cũ: Câu 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng? Câu 2. Chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối. Viết công thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Câu 3. Theo công thức của định luật khúc xạ ánh sáng, trường hợp nào không có hiện tượng khúc xạ? - Gọi học sinh lên bảng. - Nhận xét câu trả lời của học sinh và cho điểm. - Đặt vấn đề vào bài: Ngày nay, các em đã nghe nói đến cáp quang dùng trong công nghệ thông tin, trong Y học . . . Hiện tượng cơ bản được áp dụng trong cáp quang là phản xạ toàn phần. Vậy phản xạ toàn phần là gì? - Ghi tiêu đề lên bảng. - Hoạt động 2( 13 phút): Tìm hiểu về sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn. Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Đọc SGK mục I, đồng thời quan sát thí nghiệm - Trả lời câu hỏi: + Khi i nhỏ: chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến và rất sáng, chùm tia phản xạ rất mờ. + Khi i = igh : chùm tia khúc xạ như sát mặt phân cách và rất mờ còn chùm tia phản xạ rất sáng. + Khi i > igh : chùm tia khúc xạ không còn, chùm tia phản xạ rất sáng. - Trả lời câu hỏi C1 : Tia sáng có i = 00 , nên truyền thẳng. - Nhận xét câu trả lời của bạn. Trả lời câu C2 : · Luôn có khúc xạ. · r < i. · i = 900, r = rgh. - Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng, ta có : n1 sin i = n2 sin r Þ sin r = sin i Khi i = igh , r = 900 Þ n1sin igh = n2 sin 900 Þ sin igh = - Tiến hành thí nghiệm: - Nêu câu hỏi: + Khi góc tới i nhỏ, chùm tia khúc xạ, chùm tia phản xạ ntn? + Khi i = igh , nhận xét chùm tia khúc xạ và phản xạ? + Khi i > igh , nhận xét chùm tia khúc xạ và phản xạ? - GV nhận xét câu trả lời® Kết quả của TN - Nêu câu hỏi C1 - Nêu câu hỏi C2 - Từ kết quả TN hãy xây dựng công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần? - Gợi ý: + Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng, xét chùm tia sáng khúc xạ ở mặt phân cách hai môi trường. + Vì n1> n2 nên sin r > sin i Þ r > i. + Khi r = 900 thì i = igh , hãy tính sin igh? - GV nhận xét công thức. - Khi i > igh , dựa vào định luật khúc xạ chứng minh không có tia khúc xạ® đó là hiện tượng phản xạ toàn phần. Hoạt động 3. ( 7 phút) Giải thích một vài hiện tượng. Hoạt động của HS Hoạt động của GV - Đọc SGK mục II, trả lời - Đọc SGK mục II.2, trả lời câu hỏi. - Hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? - Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Nhận xét câu trả lời của hs. Khẳng định nội dung kiến thức trong bài. - Giải thích hiện tượng ảo tưởng, kim cương sáng lóng lánh Hoạt động 4. ( 8 phút) Giải bài tập ví dụ SGK. Hoạt động của HS Hoạt động của GV - HS đọc bài toán ví dụ SGK. Thực hiện vẽ hình. - Thảo luận nhóm. Trình bày lời giải theo gợi ý. Ta có: sini > 1/n - Xét tia sáng (2) khúc xạ vào thủy tinh: nsini = n’sinr Þsinr = (nsini)/n’ - Tia này tới mặt phân cách với không khí với góc tới r: Tia (2) phản xạ toàn phần. - Hướng dẫn HS vẽ hình (27.5) - Gợi ý cách giải. + Đặt n và n’ lần lượt là chiết suất của nước và thủy tinh. + Xét tia sáng (1) phản xạ toàn phần, khi đó tính sini. + Xét tia sáng (2) khúc xạ vào thủy tinh với góc khúc xạ r, dựa vào định luật khúc xạ tính sinr. + Tia khúc xạ (2) tới mặt phân cách với không khí với góc tới r. - Nhận xét lời giải của HS. Hoạt động 5. ( 5 phút). Tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Hoạt động của HS Hoạt động của GV - Đọc SGK mục III, trả lời: - Cáp quang là bó sợi quang, mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần, sợi gồm 2 phần chính: + Phần lõi trong suốt bằng thủy tinh có chiết suất lớn (n1). + Phần vỏ bọc cũng trong suốt bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn n1. - Công dụng: + Truyền thông tin. + Nội soi trong y học. - Nêu cấu tạo của cáp quang và ứng dụng của nó? Hoạt động 6: ( 5 phút) Vận dụng, củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của HS Hoạt động của GV - Thảo luận trả lời câu hỏi trong SGK. - Ghi câu hỏi chuẩn bị cho bài sau. - Cho HS thảo luận theo câu hỏi SGK: câu 1, 2,4,5,7. - Nhận xét, đánh giá nhấn mạnh kiến thức trong bài. - Giao nhiệm vụ cho HS về làm các bài tập còn lại trong SGK. - Chuẩn bị trước bài lăng kính. + Lăng kính là gì? Cấu tạo và các đặc trưng quang học của lăng kính. + Tác dụng của lăng kính đối với sự truyền ánh sáng qua nó. + Công dụng của lăng kính.