Giáo án Vật lý 11 - Bài 03: Hiện tượng khúc xạ

Tieát : 3 Baøi 03 HIEÄN TÖÔÏNG KHUÙC XAÏ MUÏC TIEÂU : HS caàn naém vöõng caùc ñieåm sau : Hieän töôïng khuùc xaï cuûa tia saùng Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng Caùc khaùi nieäm : chieát suaát tæ ñoái, chieát suaát tuyeät ñoái, heä thöùc giöõa chieát suaát tæ ñoái vaø chieát suaát tuyeät ñoái. Nguyeân lí thuaän nghòch trong söï truyeàn aùnh saùng. Caùch ve ñöôøng ñi tia saùng töø moâi tröôøng naøy sang moät moâi tröôøng khaùc. Vaän duïng ñöôïc ñònh luaät khuùc xaï ñeå giaûi caùc baøi toaùn quang hoïc veà khuùc xaï aùnh saùng. Phaân bieät ñöôïc chieát suaát tæ ñoái vaø chieá suaát tuyeät ñoái vaø hieåu vai troø cuûa caùc chieá suaát trong hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng II. PHÖÔNG PHAÙP GIAÛNG DAÏY : Phöông phaùp thöïc nghieäm vaø neâu vaán ñeà .. THIEÁT BÒ , ÑOÀ DUØNG DAÏY HOÏC : Moät chaäu nöôùc baèng thuûy tinh ; Moät ñeøn coù oáng chuaån tröïc ñeå taïo chuøm tia song song ; Vaøi gioït Fluorexeâin IV. TIEÁN TRÌNH GIAÛNG DAÏY Ê Phaân phoái thôøi gian Phaàn laøm vieäc cuûa Giaùo Vieân Hoaït ñoâng cuûa hoïc sinh Ghi chuù Noäi dung ghi baûng Toå chöùc ,ñieàu khieån Kieåm tra baøi cuõ vaø kieán thöùc cuõ lieân quan vôùi baøi môùi (5’) Ñònh nghóa vaø phaân loaïi göông caàu ? Tieâu ñieåm , tieâu cöï , tieâu dieän cuûa göông caàu ? Veõ caùc ñöôøng ñi ñaëc bieät cuûa göông caàu ? Coâng thöùc cuûa göông caàu ? Aùp duïng giaûi caùc baøi taäp sgk ? Moät soá öùng duïng cuûa göông caàu ? Traû lôøi caâu hoûi SGk Laøm baøi taäp 1,2,3,4, trang 14, 15 SGK Kieåm tra vaø ñaùnh giaù Ñònh nghóa hieän töôïng khuùc xaï aùnh saùng Ñònh nghóa Khuùc xaï laø hieän töôïng chuøm tia saùng bò ñoåi phöông ñoät ngoät khi qua maët phaân caùch hai moäi tröôøng truyeàn aùnh saùng Teân goïi caùc chuøm tia : Maët ngaên caùch hai moâi tröôøng ñöôïc goïi laø maët löôõng chaát. Chuøm tia saùng (1) ñöôc goïi laø chuøm tia tôùi. Chuøm tia saùng (2) goïi laø chuøm tia khuùc xaï. Neâu moät vaøi hieän töông maø HS thöôøng thaáy trong thöïc teá vaø ñaët caâu hoûi ñeå caùc em suy nghó Giaûi thích hieän töôïng GV : Giôùi thieäu hieän töông vaø teân goïi caùc chuøm tia Laøm thí nghieäm minh hoïa H3.1 SGK YÙ thöùc ñöôïc nhieäm vuï nhaän thöùc Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng Thí nghieäm Thí nghieäm SGK Teân goïi caùc thaønh phaàn vaø ñaïi löông trong thí nghieäm khuùc xaï aùnh saùng Goïi tia khuc xaï ñoù laø IR Goïi NN’ laø phaùp tuyeán I cuûa maët löôõng chaát Goùc SIN ñöôïc goïi laø goùc tôùi i Goùc RIN’ ñöôïc goïi laø goùc khuùc xaï r Maët phaúng laøm bôûi tia tôùi vaø phaùp tuyeán ñöôïc goïi laø maët phaúng tôùi Nhaän xeùt : Tæ soá giöõa sini vaø sinr laø soá khoâng ñoåi Ñònh luaät Ñònh luaät Tia khuùc xaï naèm trong maët phaúng tôùi. Tia tôùi vaø tia khuùc xaï naèm ôû hai beân phaùp tuyeán taïi ñieåm tôùi. Tæ soá giöõa sin cuûa goùc tôùi vaø sin cuûa goùc khuùc xaï laø moät haèng soá: ta coù theå vieát coâng thöùc treân döôùi daïng Teân goïi : i : Goùc tôùi r : Goùc khuùc xaï n : Haèng soá ñöôïc goïi laø chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng khuùc xaï (moâi tröôøng chöùa tia khuùc xaï) ñoái vôùi moâi tröôøng tôùi (moâi tröôøng chöùa tia tôùi) Chuù yù : Neáu n > 1 ( moâi tröôøng khuùc xaï chieát quang hôn moâi tröôøng tôùi) thì sini > sinr hay i > r. Trong tröôøng hôïp naøy, khi ñi qua maët löôõng chaát,tia khuùc xaï aùnh saùng ñi gaàn phaùp tuyeán hôn tia tôùi . Neáu n < 1 ( moâi tröôøng khuùc xaï chieát quang keùm hôn moâi tröông tôùi ) thì sini < sinr hay i < r.Trong tröôøng hôïp naøy, khi ñi qua maët löôõng chaát, tia saùng ñi xa phaùp tuyeán hôn tia tôùi . Thí nghieäm GV : Tieán haønh thí nghieäm Treân moät taám kính môø, ñaët moät baûn truï D baèng chaát raén trong suoát, ví duï baèng thuûy tinh. Treân taám kính coù moät voøng troøn chia ñoä C Chieáu moäi tia saùng SI (tôùi ñieåm I laø taâm cuûa baùn truï) laø laø neàm maët phaúng taám kính , ñöôøng ñi cuûa aùnh saùng coù theå quan saùt treân maët phaúng naøy. Cho hoïc sinh phaùt hieän coù xuaát hieän tia saùng qua D khoâng ? GV : HS haõy nhaän xeùt höông ñi cuûa tia saùng qua D GV : Giôùi thieäu teân goïi vaø cho HS thöïc hieän thí nghieäm nhieàu laàn, ghi nhaän soá lieäu GV : Cho HS laäp tæ soá giöõa sini vaø sinr cuûa caùc laàn ño khaùc nhau, laäp baûng keát quaû vaø nhaän xeùt keát quaû HS : Gv : Tæ soá giöõa sini vaø sinr laø soá khoâng ñoåi Söï sai khaùc giöõa caùc khieát quaû naøy raát nhoû, do sai soá trong caùc pheùp ño). Ñònh luaät GV : Töø thí nghieäm treân, ta ruùt ra ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng (coøn goïi laø ñònh luaät (Snell-descartes). Nhaán maïnh chuù yù quan troïng Chuù yù : Neáu n > 1 ( moâi tröôøng khuùc xaï chieát quang hôn moâi tröôøng tôùi) thì sini > sinr hay i > r. Trong tröôøng hôïp naøy, khi ñi qua maët löôõng chaát,tia khuùc xaï aùnh saùng ñi gaàn phaùp tuyeán hôn tia tôùi . Neáu n < 1 ( moâi tröôøng khuùc xaï chieát quang keùm hôn moâi tröông tôùi ) thì sini < sinr hay i < r.Trong tröôøng hôïp naøy, khi ñi qua maët löôõng chaát, tia saùng ñi xa phaùp tuyeán hôn tia tôùi . Thoâng baùo HS quan saùt vaø nhaän xeùt : Coù tia khuùc xaï ñi trong khoái baùn truï thuûy tinh : Tia saùng ñoù bò leäch so vôùi phöông ban ñaàu : Nhaän xeùt : Vôùi caùc goùc tôùi i thì caùc goùc khuùc xaï r töông öùng cuõng khaùc nhau Trao ñoåi trong nhoùm thoáng nhaát keát quaû Ta ñöôïc cuøng moät keát quûa Yeâu caàu hoïc sinh traû lôøi caâu H1 ,H 2 Chieát suaát cuûa moâi tröôøng Chieát suaát tæ ñoái Ñinh nghóa Chieát suaát tæ ñoái ñöôïc tính baèng tæ soá giöõa caùc vaän toác v1 vaø v2 cuûa aùnh saùng khi ñi trong moâi tröôøng 1 vaø trong moâi tröôøng 2. Coâng thöùc Chieát suaát tuyeät ñoái Ñinh nghóa Chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moät moâi tröôøng laø chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng ñoù ñoái vôùi chaân khoâng Coâng thöùc Nhaän xeùt Chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moïi chaát ñeàu lôùn hôn 1. Ñaët i = i1 vaø r = i2 è Ñònh luaät khuùc xaï coù theå ñöôïc vieát döôùi daïng ñoái xöùng sau : Thoâng baùo GV : Ñöa khaùi nieäm veà caùc ñaïi löôïng Trong bieåu thöùc cuûa ñònh luaät khuùc xaï n laø chieát suaát tæ ñoái cuûa moâi tröôøng 2 (moâi tröôøng khuùc xaï) ñoái vôùi moâi tröôøng 1(moâi tröôøng tôùi). Trong lyù thuyeát veà aùnh saùng , chieát suaát tæ ñoái naøy baèng tæ soá giöõa caùc vaän toác v1 vaø v2 cuûa aùnh saùng khi ñi trong moâi tröôøng 1 vaø trong moâi tröôøng 2. Chuù yø : coâng thöùc n 21 deã bò nhaàm vò trí ‘Chieát suaát tuyeät ñoái Nhaän xeùt Vì vaän toác aùnh saùng truyeàn ñi trong caùc moâi tröôøng bao giôø cuõng nhoû hôn vaän toác aùng saùng trong chaân khoâng (v < c), neân chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moïi chaát ñeàu lôùn hôn 1. do ñoù, neáu ñaët i = i1 vaø r = i2 ñònh luaät khuùc xaï coù theå ñöôïc vieát döôùi daïng ñoái xöùng sau : n1sin i1 = n 2 sin i2 Chuù yù : Coâng thöùc ñoái xöùng raát tieän duïng Ghi nhôù Yeâu caàu hoïc sinh traû lôøi caâu H3 Aûnh cuûa moät vaät ñöôïc taïo bôûi söï khuùc xaï aùnh saùng qua maët löôõng chaát Nhaän xeùt : Coù caûm giaùc laø ñaùy coác ñöôïc naâng cao hôn so vôùi bình thöôøng GV :Tieán haønh thí nghieäm Xeùt ñieåm O naèm ôû ñaùy moät coác nöôùc. Cho nhaän xeùt GV : Giaûi thich1 baèng hình aûnh Ta chuù yù hai tia tôùi OA, OB ; OA vuoâng goùc vôùi maët nöôùc, ñoàng thôøi B raát gaàn . Neáu keùo daøi caùc tia cuûa chuøm khuùc xaï thì caùc ñöôøng keùo daøi gaëp nhau taïi O’ , O’ laø ñieåm aûnh aûo cuûa O. Ñaët maét ngoaøi khoâng khí sao cho chuøm khuùc xaï noùi treân ñi vaøo maét Quan saùt Nhaän xeùt coù caûm giaùc laø ñaùy coác ñöôïc naâng cao hôn so vôùi bình thöôøng Nguyeân lí thuaän nghòch trong söï truyeàn aùnh saùng Neáu aùnh saùng truyeàn töø S tôùi R, giaû söû theo ñöôøng truyeàn laø SIJHR, thì khi truyeàn ngöôïc laïi theo tia RK, ñöôøng truyeàn laø RKJIS . Ñoù laø noäi dung cuûa nguyeân lí thuaän nghòch trong söï truyeàn aùnh saùng. Bieåu dieãn baèng hình veõ Quan saùt , suy nghó , ghi nhôù Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’) Yeâu caàu nhaéc laïi : Ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng Chieát suaát cuûa moâi tröôøng Aûnh cuûa moät vaät ñöôïc taïo bôûi söï khuùc xaï aùnh saùng qua maët löôõng chaát Nguyeân lyù thuaän nghòch Traû lôøi caùc caâu hoûi vaø giaûi caùc baøi taäp 1 ,2 , 3 trang 19& 20 SGK Chuaån bò baøi 4 “Hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn “