Tải bản đầy đủ (.docx) (12 trang)

Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (92.42 KB, 12 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Chương 6: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Bài 26: Khúc xạ ánh sáng


I. Mục tiêu
1. Kiến thức:


- Nhắc lại được định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng


- Nêu được khái niệm chiết suất tuyệt đối, viết được biểu thức và giải thích
được các đại lượng


- Nêu được khái niệm chiết suất tuyệt đối


- Viết được hệ thức liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối
- Nêu được tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng từ đó suy ra biểu thức
2. Kĩ năng


- Làm được thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
- Biết cách thu tập số liệu, xử lí số liệu trong thí nghiệm mối liên hệ giữa i


và r từ đó rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
- Rèn luyện được kĩ năng quan sát, nghiên cứu thí nghiệm về mối quan hệ


giữa i và r, trao đổi thơng tin để hình thành kiến thức mới về định luật
khúc xạ ánh sáng


3. Thái độ


- Tích cực, chủ động nghiên cứu, đưa ra ý kiến trao đổi, xây dụng bài
- Có tác phong cẩn thận tỉ mỉ khi làm thí nghiệm



4. Năng lực định hướng hình thành và phát triển


- Năng lực giải quyết vấn đề: mối liên hệ giữa i và r
- Năng lực tính tốn:tính sini, sinr, tỉ số <i><sub>sinr</sub>sini</i>


- Năng lực thực nghiệm: từ giả thuyết i và r có mối quan hệ thuận với
nhau=> làm thí nghiệm về mối quan hệ giữa i và r => khẳng định giả
thuyết đúng=> định luật 2 khúc xạ ánh


</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

1. Giáo viên


- Thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa góc i và góc r
- Chuẩn bị bảng phụ:


i r Sini sinr <i>sini</i>


<i>sinr</i>


20<i>o</i>
40<i>o</i>
60<i>o</i>


2. Học sinh


- Xem lại các kiến thức hiện tượng khúc xạ ánh sáng( lớp 9)
II. Tiến Trình dạy học


1. Ổn định tổ chức lớp: giữ lớp ổn định, kiểm tra sĩ số lớp
2. Giới thiệu chương mới:



Trong quang hình học có 3 định luật cơ bản: Định luật truyền thẳng ánh sáng, định
luật phản xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng. Trong chương này chúng ta sẽ
nghiên cứu đầy đủ hơn về sự khúc xạ, đồng thời tìm hiểu thêm 1 hiện tượng liên
quan: hiện tượng phản xạ toàn phần


3. Giới thiệu bài mới:


</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Hoạt động 1: Tìm hiểu sự khúc xạ ánh sáng(15p)
Mục tiêu:


- Nhắc lại được định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng


- Làm được thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ
r


- Biết cách thu tập số liệu, xử lí số liệu trong thí nghiệm mối liên hệ giữa i
và r từ đó rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
- Rèn luyện được kĩ năng quan sát, nghiên cứu thí nghiệm về mối quan hệ


giữa i và r, trao đổi thơng tin để hình thành kiến thức mới về định luật
khúc xạ ánh sáng


- Năng lực giải quyết vấn đề: mối liên hệ giữa i và r
- Năng lực tính tốn:tính sini, sinr, tỉ số <i><sub>sinr</sub>sini</i>


- Năng lực thực nghiệm: từ giả thuyết i và r có mối quan hệ thuận với
nhau=> làm thí nghiệm về mối quan hệ giữa i và r => khẳng định giả
thuyết đúng=> định luật 2 khúc xạ ánh



Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng
- Đưa ra 1 số hình ảnh về


hiện tượng khúc xạ ánh
sáng.


Lời dẫn: trên đây là một
số hình ảnh rất quen
thuộc.Dựa vào kiến thức
đã học hãy cho biết đây là
hiện tượng gì.


- Yêu cầu HS nhắc lại
định nghĩa khúc xạ ánh
sáng, vẽ hình mơ tả lại
định nghĩa khúc xạ ánh


- Quan sát hình ảnh


- Trả lời: Đây là hiện
tượng khúc xạ ánh sáng
-Khúc xạ ánh sáng là hiện
tượng tia sáng bị lệch
phương tại mặt phân cách
giữa 2 môi trường trong


I. Sự khúc xạ ánh sáng
1. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng



- Khúc xạ ánh sáng là
hiện tượng lệch


phương( gãy) của các tia
sáng khi truyền xiên góc
qua mặt phân cách giữa 2
môi trường trong suốt
khác nhau.


</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

sáng và nhắc lại khái
niệm tia tới, pháp tuyến,
tia khúc xạ, góc tới và góc
khúc xạ


- Lời dẫn: Khi thay đổi
góc tới i thì góc r cũng
thay đổi, sự thay đổi giữa
i và r có tỉ lệ với nhau hay
khơng?


- Đưa ra thí nghiệm về
mối quan hệ giữa i và r
- Giới thiệu dụng cụ, cách
tiến hành thí nghiệm
- Treo bảng phụ , mời 2
học sinh cùng lên làm thí
nghiệm, u cầu HS dưới
lớp hồn thiện nhanh
bảng số liệu



- Yêu cầu Hs nhận xét:
+ mối quan hệ gữa i và r
+ tỉ số <i><sub>sinr</sub>sini</i> giữa các lần
thí nghiệm khác nhau


- yêu cầu HS rút ra định
luật khúc xạ ánh sánh


suốt khác nhau.


-Lên bảng vẽ hình mơ tả
định nghĩa khúc xạ ánh
sáng


- Tập trung lắng nghe và
trả lời câu hỏi


- 2 HS lên bảng làm thí
nghiệm


- HS dưới lớp quan sát,
hoàn thành bảng số liệu
- Nhận xét:


+ khi i tăng thì r cũng
tăng


+ trong nhiều lần thí
nghiệm khác nhau thì



<i>sini</i>


<i>sinr</i>=<i>hằng số</i>


- Rút ra định luật khúc xạ
ánh sáng


2. Định luật khúc xạ ánh
sáng


- Tia khúc xạ nằm trong
mặt phẳng tới( tạo bởi tia
tới và pháp tuyến và ở bên
kia pháp tuyến so với tia
tới.


- Với 2 môi trường trong
suốt nhất định, tỉ số giữa
sin góc tới( sini) và sin
góc khúc xạ( sinr) ln
khơng đổi


<i>sini</i>


<i>sinr</i>=<i>hằng số</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Hoạt động 2: Tìm hiểu chiết suất của mơi trường.(10p)


Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng


-Giới thiệu khái niệm


chiết suất tỉ đối và biểu
thức.


+ Ở phần khúc xạ ánh
sáng ta có tỉ số <i><sub>sinr</sub>sini</i>
bằng một số không đổi
trong hiện tượng khúc
xạ và người ta gọi tỉ số
này là chiết suất tỉ đối
của môi trường (2)
(chứa tia khúc xạ) đối
với môi trường (1)
(chứa tia tới)


+ Biểu thức của chiết
suất tỉ đối là: sin góc
tới i trên sin góc khúc
xạ r bằng <i>n</i><sub>21</sub><sub>.Trong </sub>


đó:i: góc tới, r: góc
khúc xạ, <i>n</i><sub>21</sub><sub>: chiết suất </sub>


tỉ đối của môi trường
(2) đối với môi trường
(1).


-Chú ý cho HS mối liên
hệ giữa chiết suất tỉ đối


và vận tốc truyền sáng
trong các môi trường.


-Lắng nghe và ghi chép.


-Ghi nhận.


-Lắng nghe và ghi nhận.


II. Chiết suất của mơi
trường


1.Chiết suất tỉ đối


<i>sini</i>
<i>sinr</i>=<i>n</i>21


Trong đó:
i: góc tới
r: góc khúc xạ


<i>n</i><sub>21</sub><sub>: chiết suất tỉ đối </sub>


của môi trường (2) đối
với môi trường (1)


*Chú ý:


<i>v</i><sub>1</sub><sub>: vận tốc ánh sáng </sub>



trong môi trường (1)


<i>v</i><sub>2</sub><sub>: vận tốc ánh sáng </sub>


trong môi trường (1)


</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Ý nghĩa <i>v</i><sub>1</sub><sub>, </sub><i>v</i><sub>2</sub>


trong công thức.
-Biện luận các giá trị
của <i>n</i><sub>21</sub><sub>. ( Do có hiện </sub>


tượng khúc xạ ánh sáng
nên góc tới i sẽ khác
giá trị của góc khúc xạ
r do đó <i><sub>sinr</sub>sini</i>=<i>n</i><sub>21</sub> có thể


lớn hơn 1 hoặc là nhỏ
hơn 1)


- Giới thiệu khái niệm
chiết suất tuyệt đối.


- Giới thiệu biểu thức
liên hệ giữa chiết suất
tuyệt đối và tốc độ ánh
sáng


- Biện luận và đưa ra



-Lắng nghe và ghi nhận.


-Lắng nghe


-Quan sát, lắng nghe và ghi
nhận


-Nếu <i>n</i><sub>21</sub><sub> > 1 => r < i: </sub>


Tia khúc xạ bị lệch lại
gần pháp tuyến hơn
=> môi trường (2)
chiết quang hơn môi
trường (1).


- Nếu <i>n</i><sub>21</sub><sub> < 1 => r > i: </sub>


Tia khúc xạ bị lệch xa
pháp tuyến hơn =>
môi trường (2) chiết
quang kém hơn môi
trường (1).


2. Chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối
(thường gọi tắt là chiết
suất) của một môi
trường là chiết suất tỉ
đối của mơi trường đó
đối với chân không.


-Gọi c : tốc độ ánh
sáng trong chân
không.


v: tốc độ ánh sáng
trong môi trường.


<i>c</i>
<i>v</i>=<i>n</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

kết luận chiết suất
trong chân không,
không khí và chiết suất
của các mơi trường
trong suốt.


+ Từ cơng thức trên ta
có thể suy ra chiết suất
của chân khơng là 1 vì
c chia c bằng 1


+ Chiết suất của khơng
khí là 1,000293 nhưng
trong một số bài tập ta
có thể lấy bằng 1.
+ Dựa vào biểu thức
trên, ta đã biết tốc độ
của ánh sang truyền đi
trong các môi trường
bao giờ cũng nhỏ hơn


tốc độ ánh sang trong
chân không (v < c) nên
chiết suất tuyệt đối của
mọi chất đều lớn hơn 1.
-Từ biểu thức liên hệ
chiết suất và tốc độ ánh
sáng để suy ra hệ thức
liên hệ giữa chiết suất
tỉ đối và chiết suất
tuyệt đối.


Ta có


<i>n</i><sub>1</sub><sub>= </sub><i>c</i>
<i>v</i><sub>1</sub>


-Lắng nghe, quan sát và cùng
GV biến đổi.


-Lắng nghe, quan sát.


-Chiết suất của chân
khơng bằng 1


- Chiết suất của khơng
khí là 1,000293


- Mọi mơi trường
trong suốt đều có chiết
suất tuyệt đối lớn hơn


1.


- Hệ thức liên hệ giữa
chiết suất tỉ đối và
chiết suất tuyệt đối.


<i>n</i><sub>2</sub>
<i>n</i>1


=<i>n</i><sub>21</sub>


Trong đó:


<i>n</i><sub>1</sub><sub> là chiết suất (tuyệt </sub>


</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<i>n</i><sub>2</sub><sub>= </sub><i>c</i>
<i>v</i><sub>2</sub>


 <i>n<sub>n1</sub></i>2=<i>v</i>1


<i>v2</i>=<i>n</i>21


-Từ biểu thức chiết suất
tỉ đối, hệ thức liên hệ
giữa chiết suất tỉ đối và
chiết suất tuyệt đối viết
định luật khúc xạ dạng
đối xứng.


Ta có:



<i>sini</i>
<i>sinr</i>=<i>n</i>21
<i>n</i><sub>2</sub>


<i>n</i>1


=<i>n</i><sub>21</sub>


=><i>n</i><sub>1</sub><sub>sini=</sub><i>n</i><sub>2</sub><sub>sinr </sub>


- Yêu cầu HS trả lời
câu hỏi C1,C2,C3


- Nhận xét và kết luận.


- Suy nghĩ và trả lời


+C1:Nếu i và r nhỏ hơn 10o<sub> thì </sub>
sini ≈ i (rad), sinr ≈ r (rad). Do
đó ta được <i>n</i>1i=<i>n</i>2r


 <i>i</i>


<i>r</i>=
<i>n</i><sub>2</sub>
<i>n</i>1


+C2: Khi i = 00



=> r = 0o<sub> => tia sáng truyền </sub>
thẳng => không xảy ra hiện
tượng khúc xạ ánh sáng.
Kết luận: Hiện tượng khúc xạ
ánh sáng chỉ xảy ra khi ánh sáng
truyền xiên góc qua mặt phân
cách giữa hai mơi trường (i ≠ 0o<sub>)</sub>
+C3: <i>n</i><sub>1</sub>sin<i>i</i><sub>1</sub><sub>=</sub><i>n</i><sub>2</sub>sin<i>i</i><sub>2</sub><sub>=…=</sub><i>n<sub>n</sub></i>sin<i>i<sub>n</sub></i>


<i>n</i><sub>2</sub><sub> là chiết suất (tuyệt </sub>


đối) của môi trường
(2)


- Định luật khúc xạ
dạng đối xứng.


<i>n</i><sub>1</sub><sub>sini=</sub><i>n</i><sub>2</sub><sub>sinr</sub>


-C1


- C2


- C3


Hoạt động 3: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng(10p)


Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng


</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

khi ta chuyền ánh sáng từ


mơi trường có chiết suất
n1 vào mơi trường có
chiết suất n2, ta thấy rằng
ánh sáng truyền theo tia
SI và nó khúc xạ theo tia
IR, vậy nếu đảo chiều,
cho ánh sáng truyền theo
tia RI thì nó có khúc xạ ra
tia IS khơng ? Để trả lời
cho câu hỏi này ta đi vào
thí nghiệm.


-Tiến hành :Đầu tiên ,
chiếu ánh sáng từ khơng
khí vào bản thủy tinh, sẽ
thấy ánh sáng truyền theo
tia SI và bị khúc xạ vào
bản thủy tinh theo tia IR,
đánh dấu đường truyền .
Sau đó chiếu ánh sáng từ
bản thủy tinh vào khơng
khí với tia tới RI, nhận xét
đường truyền của tia khúc
xạ


- Kết quả : nếu đảo
chiều, cho ánh sáng
truyền từ bản thủy tinh
vào khơng khí theo tia RI
thì nó sẽ khúc xạ vào


khơng khí theo tia IS.
=> Như vậy, ánh sáng


HS: chú ý quan sát , đưa
ra nhận xét


HS: Tia khúc xạ thu được
trùng với tia IS


HS : Ghi nhận và chép


sự truyền ánh sáng


</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

truyền đi theo đường nào
thì cũng truyền ngược lại
theo đường đó. Đó là tính
thuận nghịch của sự
truyền ánh sáng.


Từ tính thuận nghịch ta
suy ra:


n
12 =


1


<i>n</i><sub>21</sub>


Yêu cầu học sinh chứng


minh.


Lưu ý :Tính thuận nghịch
này cũng biểu hiện ở sự
truyền thẳng và sự phản
xạ


vào vở


Chứng minh công thức:
-Khi ánh sáng truyền theo
chiều SIR ta có:


n1sini = n2sinr
hay


sin<i>i</i>


sin<i>r</i> <sub> = </sub><i>nn</i>₂₁=¿<sub>n</sub><sub>21</sub>
-Khi ánh sáng truyền theo
chiều RIS, theo tính thuận
nghịch của sự truyền ánh
sáng, ta có:sin<sub>sin</sub><i>r<sub>i</sub></i> = <i>n<sub>n</sub></i>₁<sub>₂</sub>=¿n<sub>12</sub>


⇒ n<sub>12</sub> = <i>n</i>₁
<i>n</i>₂=


<i>n</i>₁


<i>n</i>₁



<i>n</i>₂


<i>n</i>₁


= 1


<i>n</i>₂₁


truyền đi theo đường nào
thì cũng truyền ngược lại
theo đường đó.


Từ tính thuận nghịch ta
suy ra:


n
12 =


1


<i>n</i><sub>21</sub>


Lưu ý :Tính thuận nghịch
này cũng biểu hiện ở sự
truyền thẳng và sự phản
xạ


</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

Hoạt động của GV Hoạt động của học sinh
Nhấn mạnh, hệ thống hóa lại các kiến



thức trọng tâm trong bài:


- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?
- Nội dung của định luật khúc xạ ánh


sáng


- Nắm được 2 khái niệm chiết suất tỷ
đối và chiết suất tuyệt đối


- Sự truyền ánh sáng ln có tính thuận
nghịch.


Bài tập củng cố:


Câu 1: hiện tượng khúc xạ ánh sáng là
hiện tượng :


A: Ánh sáng bị giảm cường độ khi
truyền qua mặt phân cách giữa 2 môi
trường trong suốt.


B: Ánh sáng bị hắt lại môi trường cũ
khi truyền qua mặt phân cách giữa hai
môi trường trong suốt


C: Ánh sáng bị gãy khúc khi truyền
qua mặt phân cách giữa hai môi
trường trong suốt



D: Ánh sáng bị thay đổi màu sắc khi
truyền qua hai môi trường trong suốt.
Câu 2 : Biểu thức của định luật khúc
xạ:


A: sin i =<i>n<sub>n</sub></i>₁<sub>₂</sub>sin r
B: sin r .n1 =sin i .n2
C: sin i.sin r = n1 .n2
D: n1 sin i=n2. sin r


Ghi nhận


</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

Hoạt động 5 : Bài tập về nhà


-Làm các bài tập trong SGK và SBT


Giải bài tập : chiếu một tia sáng từ đi từ nước có chiết suất nn =4/3 vào mặt
phân cách giữa nước và khơng khí , tính góc khúc xạ trong trường hợp i=
60o<sub> ( khi đó khơng xảy xa hiện tượng khúc xạ, tạo tính hướng vào bài cho </sub>
bài học sau )


</div>

<!--links-->

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×