Giáo án Vật lý Lớp 11 - Khúc xạ ánh sáng

Nội dung text: Giáo án Vật lý Lớp 11 - Khúc xạ ánh sáng

1. HỌC LIỆU VẬT LÍ 11 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Học viên nêu được: - Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng, nhận ra trường hợp giới hạn khi i = 0o. - Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng. - Các khái niệm về chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối. 2. kĩ năng - Hình thành và rèn luyện được kĩ năng học bài và ghi nhớ kiến thức cho học viên. - Học viên biết vận dụng công thức của định luật khúc xạ ánh sáng để giải các bài tập đơn giản. - Gỉai được các bài tập đơn giản về phản xạ toàn phần. 3. Thái độ - Rèn cho học viên thái độ tích cực, nghiêm túc, tự giác, hợp tác. 4. Định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh a. Các phẩm chất Chăm học, chăm làm, trung thực, trách nhiệm. b. các năng lực chung Tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. c. Các năng lực chuyên biệt Ngôn ngữ, Tính toán, Tin học, tìm hiểu tự nhiên và xã hội. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: - Xem, giải các bài tập sgk và sách bài tập. - Chuẩn bị thêm nột số câu hỏi trắc nghiệm và bài tập khác. - Hệ thống lý thuyết và các dạng bài tập cơ bản về khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần. -Chuẩn bị dụng cụ để thực hiện một thí nghiệm đơn giản về khúc xạ ánh sáng. Học sinh: - Giải các câu hỏi trắc nghiệm và bài tập thầy cô đã ra về nhà. - Chuẩn bị sẵn các vấn đề mà mình còn vướng mắc cần phải hỏi thầy cô. - Ôn lại nội dung liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng đã học ở lớp 9. III. PHƯƠNG PHÁP: Nêu vấn đề, tương tác nhóm, phát vấn, diễn giảng. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1.Ổn định lớp 2.Bài mới 2.1.Hướng dẫn chung. Thời lượng Hoạt động Tên hoạt động dự kiến HĐ1 Đặt vấn đề, gíơi thiệu vào bài 2’
2. HĐ 2 Tìm hiểu sự khúc xạ ánh sáng. 15’ HĐ 3 Tìm hiểu chiết suất của môi trường 15’ Tìm hiểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh HĐ 4 sáng. 5’ HĐ 5 Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà 8’ 2.2.Cụ thể từng hoạt động Hoạt động 1 (2 phút) : Giới thiệu chương: Ánh sáng là đối tượng nghiên cứu của quang học. Quang hình học nghiên cứu sự truyền snhs sáng qua các môi trường trong suốt và nghiên cứu sự tạo ảnh bằng phương pháp hình học. Nhờ các nghiên cứu về quang hình học, người ta đã chế tạo ra nhiều dụng cụ quang cần thiết cho khoa học và đời sống. a, Mục tiêu hoạt động: Giới thiệu chương, bài học. b,Tổ chức hoạt động: HS làm việc cá nhân. c,Sản phẩm hoạt động: HS hiểu nội dung cần tìm hiểu trong chương, bài học. Nội dung hoạt động Hoạt động của GV và HS Nội dung cần đạt GV: đưa vấn đề: HS trao đổi trả lời và tìm hiểu. Gv vào bài Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu sự khúc xạ ánh sáng. a, Mục tiêu hoạt động:Tìm hiểu hiện tượng, định luật khúc xạ ánh sáng. b,Tổ chức hoạt động: HS làm việc cá nhân tiếp thu kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên. c,Sản phẩm hoạt động: HS hiểu hiện tượng, định luật khúc xạ ánh sáng. Nội dung hoạt động Hoạt động của GV và HS Nội dung cơ bản GVTiến hành thí nghiệm HS: Quan sát thí nghiệm I. Sự khúc xạ ánh sáng hình 26.2. Ghi nhận các khái niệm. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh Giới thiệu các k/n: Tia sáng tới, điểm tới, pháp tuyến Khúc xạ ánh sáng là hiện
3. tại điểm tới, tia khúc xạ, Định nghĩa hiện tượng tượng lệch phương (gãy) của góc tới, góc khúc xạ. khúc xạ. các tia sáng khi truyền xiên góc Yêu cầu học sinh định qua mặt phân cách giữa hai môi nghĩa hiện tượng khúc xạ. trường trong suốt khác nhau. Quan sát thí nghiệm. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng Tiến hành thí nghiệm Nhận xét về mối kiên hệ + Tia khúc xạ nằm trong mặt hình 26.3. giữa góc tới và góc khúc phẵng tới (tạo bởi tia tới và Cho học sinh nhận xét về xạ. pháp tuyến) và ở phía bên kia sự thay đổi của góc khúc pháp tuyến so với tia tới. xạ r khi tăng góc tới i. Cùng tính toán và nhận + Với hai môi trường trong suốt Tính tỉ số giữa sin góc xét kết quả. nhất định, tỉ số giữa sin góc tới tới và sin góc khúc xạ (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) trong một số trường hợp. Ghi nhận định luật. luôn luôn không đổi: Giới thiệu định luật khúc sin i = hằng số xạ. sin r Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu chiết suất của môi trường. a, Mục tiêu hoạt động:Tìm hiểu chiết suất của môi trường. b,Tổ chức hoạt động: HS làm việc cá nhân tiếp thu kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên. c,Sản phẩm hoạt động: HS hiểu được các loại chiết suất của môi trường. Nội dung hoạt động Hoạt động của GV và HS Nội dung cơ bản II. Chiết suất của môi trường GV: Giới thiệu chiết suất HS: Ghi nhận khái niệm. 1. Chiết suất tỉ đối tỉ đối. sin i Tỉ số không đổi trong sin r hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới): sin i = n21 Phân tích các trường hợp sin r Hướng dẫn để học sinh n21 và đưa ra các định + Nếu n21 > 1 thì r < I : Tia phân tích các trường hợp nghĩa môi trường chiết khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến n21 và đưa ra các định quang hơn và chiết quang hơn. Ta nói môi trường 2 chiết nghĩa môi trường chiết kém. quang hơn môi trường 1. quang hơn và chiết quang + Nếu n21 I : Tia kém. khúc xạ lệch xa pháp tuyến Ghi nhận khái niệm. hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1. Giới thiệu khái niệm Ghi nhận mối liên hệ 2. Chiết suất tuyệt đối chiết suất tuyệt đối. giữa chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối của một Nêu biểu thức liên hệ và chiết suất tỉ đối.
4. giữa chiết suất tuyệt đối Ghi nhận mối liên hệ môi trường là chiết suất tỉ đối và chiết suất tỉ đối. giữa chiết suất môi trường của môi trường đó đối với chân Nêu biểu thức liên hệ và vận tốc ánh sáng. không. giữa chiết suất môi trường Nêu ý nghĩa của chiết Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ và vận tốc ánh sáng. suất tuyệt đối. đối và chiết suất tuyệt đối: n21 = Yêu cầu học sinh nêu ý Viết biểu thức định luật n 2 . nghĩa của chiết suất tuyệt khúc xạ dưới dạng khác. n1 đối. Thức hiện C1, C2 và C3. Liên hệ giữa chiết suất và vận Yêu cầu học sinh viết tốc truyền của ánh sáng trong biểu thức định luật khúc n v xạ dưới dạng khác. các môi trường: 2 = 1 ; n = n v Yêu cầu học sinh thực 1 2 c hiện C1, C2 và C3. . v Công thức của định luật khúc xạ có thể viết dưới dạng đối xứng: n1sini = n2sinr. Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hiểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. a, Mục tiêu hoạt động:Tìm hiểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. b,Tổ chức hoạt động: HS làm việc cá nhân tiếp thu kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên. c,Sản phẩm hoạt động: HS hiểu được tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. Nội dung hoạt động Hoạt động của GV và HS Nội dung cơ bản GV:Làm thí nghiệm HS: Quan sát thí nghiệm. III. Tính thuận nghịch của sự minh họa nguyên lí thuận truyền ánh sáng nghịch. Phát biểu nguyên lí thuận Anh sáng truyền đi theo Yêu cầu học sinh phát nghịch. đường nào thì cũng truyền biểu nguyên lí thuận Chứng minh công thức: ngược lại theo đường đó. nghịch. 1 Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = Yêu cầu học sinh chứng n 1 21 n12 = 1 n minh công thức: n12 = 21 n21 Hoạt động 5 (8 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. a, Mục tiêu hoạt động:Tìm hiểu hiện tượng, định luật khúc xạ ánh sáng. b,Tổ chức hoạt động: HS làm việc cá nhân tiếp thu kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên. c,Sản phẩm hoạt động: HS hiểu hiện tượng, định luật khúc xạ ánh sáng. Nội dung hoạt động Hoạt động của GV và HS GV: HS: - Cho học sinh tóm tắt những kiến thức cơ - Tóm tắt những kiến thức cơ bản.
5. bản. - Hướng dẫn giải bài 9 trang 167 SGK -Theo dõi tiếp, trả lời câu hỏi, tiếp thu bài Vẽ hình dưới sự hướng dẫn của GV BI 4 Ta có: tani = = 1 => i = 450. AB 4 sin i n = = n sin r 1 2 Yêu cầu học sinh xác định góc i. sin i sinr = 2 = 0,53 = sin320 Yêu cầu học sinh viết biểu thức định luật n 4 khúc xạ và suy ra để tính r. 3 Yêu cầu học sinh tính IH (chiều sâu của bình nước). r = 320 HA' Ta lại có: tanr = IH - Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập HA' 4 => IH = 6,4cm trang 166, 167 sgk, 26.8, 26.9 sbt. tan r 0,626 - Cho một số bài tập và câu trắc nghiệm. - Ghi các bài tập về nhà. - Dặn dò những chuẩn bị cho bài sau. - Ghi những chuẩn bị cần thiết cho bài sau. Phiếu bài tập về nhà A.Trắc nghiệm Chọn đáp đúng. Bài 1: Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng A. ánh sáng bị gãy khúc khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. B. ánh sáng bị giảm cường độ khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. C. ánh sáng bị hắt lại môi trường cũ khi truyền tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. D. ánh sáng bị thay đổi màu sắc khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường Bài 2: Hoàn thành câu phát biểu sau: “ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị tại mặt phân cách giữa hai môi trường” A. gãy khúc. B. uốn cong. C. dừng lại. D. quay trở lại. Bài 3: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng. So với góc tới, góc khúc xạ
6. A. nhỏ hơn. B. lớn hơn hoặc bằng. C. lớn hơn. D. nhỏ hơn hoặc lớn hơn. Bài 4: Nhận định nào sau đây về hiện tượng khúc xạ là không đúng? A. Tia khúc xạ nằm ở môi trường thứ 2 tiếp giáp với môi trường chứa tia tới. B. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến. C. Khi góc tới bằng 0, góc khúc xạ cũng bằng 0. D. Góc khúc xạ luôn bằng góc tới. Bài 5: Theo định luật khúc xạ thì A. tia khúc xạ và tia tới nằm trong cùng một mặt phẳng. B. góc khúc xạ bao giờ cũng khác 0. C. góc tới tăng bao nhiêu lần thì góc khúc xạ tăng bấy nhiêu lần. D. góc tới luôn luôn lớn hơn góc khúc xạ. Bài 6: Khi tia sáng truyền từ môi trường (1) có chiết suất n 1 sang môi trường (2) có chiết suất n2 với góc tới i thì góc khúc xạ là r. Chọn biểu thức đúng A. n1sinr = n2sini. B. n1sini = n2sinr. Bài 7: Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt là n thì A. n = 1. B. n > 1. C. n 0. Bài 8: Một tia sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác dọc theo pháp tuyến của mặt phân cách thì góc khúc xạ là o o A. 0 . B. 90 . C. bằng igh. D. phụ thuộc vào chiết suất hai môi trường. Bài 9: Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường (1) với vận tốc v 1 sang môi trường (2) với vận tốc v2, biết v2 < v1 thì A. i r. D. n2sini = n1sinr. Bài 10: Chọn câu không đúng. Khi hiện tượng khúc xạ ánh sáng từ không khí vào nước thì. A. góc tới i lớn hơn góc khúc xạ r. B. góc tới i bé hơn góc khúc xạ r.
7. C. góc tới i đồng biến góc khúc xạ r. D. tỉ số sini với sinr là không đổi. B.Bài tập tự luận Bài 1: Chiếu ánh sáng từ không khí vào thủy tinh có chiết suất n = 1,5. Nếu góc tới i là 60o thì góc khúc xạ r (lấy tròn) là bao nhiêu? ĐS: r = 35o. Bài 2: Chiếu ánh sáng từ không khí vào nước có chiết suất n = 4/3. Nếu góc khúc xạ r là 30 o thì góc tới i (lấy tròn) là bao nhiêu? ĐS: i = 42o Bài 3: Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 9 o thì góc khúc xạ là 8o. Khi góc tới là 60o thì góc khúc xạ là bao nhiêu? ĐS: 50,4o Bài 4: Tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Kim cương có chiết suất 2,42. Tốc độ truyền ánh sáng trong kim cương là bao nhiêu? ĐS: 124000 km/s.