Giáo án Vật lý 11 - Bài 05: Lăng kính

Tieát : Baøi 05 LAÊNG KÍNH MUÏC TIEÂU : Caáu taïo laêng kính. ; Ñöôøng ñi cuûa tia saùng qua laêng kính Caùc oâng thöùc cô baûn cuûa laêng kính ; Söï bieán thieân cuûa goùc leäch cuûa tia saùng qua laêng kính khi goùc tôùi bieán thieân. Goùc leäch cöïc tieåu vaø ñöông ñi cuûa tia saùng trong tröôøng hôïp naøy Caùc tröôøng hôïp laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn. Bieát caùch veõ ñöôøng ñi cuûa tia s1ng qua laêng kính. Bieát öùng duïng ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng vaø phaûn xaï aùnh saùng vaøo tröôøng hôïp laêng kính. Vaän duïng toát caùc oâng thöùc veà laêng kính. ; Bieát caùch tính goùc leäch cuûa tia loù ñoái vôùi tia tôùi. II. PHÖÔNG PHAÙP GIAÛNG DAÏY : Phöông phaùp thöïc nghieäm vaø neâu vaán ñeà .. III. THIEÁT BÒ , ÑOÀ DUØNG DAÏY HOÏC : Laêng kính thuûy tính tieát dieän thaúng laø moät tam giaùc ñeàu . Laêng kính thuûy tính tieát dieän thaúng laø moät tam giaùc vuoâng caân Nguoàn saùng laø moät ñeøn baám Laze . 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 10’ Ñònh nghóa söï khuùc xaï aùnh saùng Phaùt bieåu ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng Haõy keå laïi moät vaøi öùng duïng cuûa hieän töông phaûn xaï toaøn phaàn Baøi taäp 1, 2 , 3 SGK trang 24 Neâu caâu hoõi vaø ñaùnh giaù keát quaû traû lôøi Traû lôùi 5’ 5’ 10’ 5 5’’ Caáu taïo laêng kính Caáu taïo laêng kính Laêng kính laø moät khoái trong suoát, ñoàng nhaát, ñöôïc giôùi haïn bôûi hai maët phaúng khoâng song song. Caùc yeáu toá cuûa laêng kính Hai maët phaúng giôùi haïn treân ñöôïc goïi laø maët beân cuûa laêng kính. Caïnh cuûa laêng kính: Giao tuyeán cuûa hai maët beân Ñaùy cuûa laêng kính : Maët phaúng ñoái dieän vôùi caïnh. Maët phaúng tieát dieän chính. : Maët phaúng baát kì vuoâng goùc vôùi caïnh Trong thöïc teá, laêng kính laø moät khoái laêng truï coù tieát dieän laø moät tam giaùc. Goùc A laøm bôûi hai maët laêng kính ñöôïc goïi laø goùc chieát quay hay goùc ôû ñænh cuûa laêng kính Ñöôøng ñi cuûa tia saùng qua laêng kính Chieáu tôùi maët beân AB cuûa laêng kính moät tia saùng ñôn saéc SI Tia saùng naøy seõ bò khuùc xaï taïi I vaø J khi ñi qua caùc maët beân, vaø loù ra theo tia JR. Ñöôøng ñi cuûa tia saùng SIJR naèm trong maët phaúng tieát dieän chính BAC. Goïi : i : Goùc tôùi cuûa tia saùng ñi tôùi laêng kính.. i’ : Goùc loù cuûa tia saùng ñi qua laêng kính. D : goùc leänh cuûa tia saùng ñi qua laêng kính (Laøm bôûi tia tôùi SI vaø tia loù vaø tia loù JR ). Caùc coâng thöùc laêng kính Goïi ; r laø goùc khuùc xaï taïi I r’ laø goùc tôùi taïi J. Ñònh luaät khuùc xaï cho ta : Xeùt tam giaùc IJM, ta coù goùc leäch D = = (i – r) + (i’ – r’’) = i + i’ – (r + r ‘) Maø r + r’= A (Xeùt tam giaùc IKJ) è D = i + i’ - A Caùc coâng thöùc cuûa laêng kính : Bieán thieân cuûa goùc leänh theo goùc tôùi Thí nghieäm Cho moät chuøm tia saùng heïp song song ñi qua ñænh cuûa laêng kính nhö treân hình veõ Phaàn chuøm tia khoâng ñi qua laêng kính cho moät veät saùng Ko treân maøn E . Phaàn chuøm tia ñi qua laêng kính, bò leäch ñi moät goùc laø D, cho treân maøn E moät veät saùng K. Nhaän xeùt Thí nghieäm cho bieát, khi goùc tôùi thay ñoåi thì goùc leänh cuõng thay ñoåi vaø qua moät giaù trò cöïc tieåu (goïi laø goùc leäch cöïc tieåu), kí hieäu laø Dm. Ta coù Dm = i + i’ –A Khi tia saùng coù goùc leäch cöïc tieåu, ñöôøng ñi tia saùng ñoái xöùng qua maët phaân giaùc cuûa goùc ôû ñænh A Neân i’ = i = im (goùc tôùi öùng vôùi ñoä leäch cöïc tieåu ) Vaø (goùc coù caïnh töông öùng vuoâng goùc) Vaäy Dm = 2 i – A Hay ==> Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn Thí nghieäm Boá trí thí nghieâm : nhö hình veõ Chieáu moät chuøm saùng song song tôùi vuoâng goùc vôùi maët beân AB cuûa moät laêng kính baèng thuûy tinh, coù chieát suaát n =1,5, tieát dieän chính laø moät tam giaùc vuoâng caân. Laêng kính ñöôïc ñaët trong khoâng khí. Thí nghieäm chöùng toû tia saùng khoâng loù ra ôû maët BC maø bò phaûn xaï toaøn phaàn taïi maët naøy roài loù ra ôû maët AC Giaûi thích Taïi maët AB, goùc tôùi i = 00 neân tia saùng ñi thaúng vaøo laêng kính, tôùi maët huyeàn taïi J vôùi goùc tôùi laø j = 450. Goùc tôùi giôùi haïn trong tröôøng hôïp naøy laø = 420 è j > . Do ñoù tia saùng bò phaûn xaï toaøn phaàn taïi J. Tia phaûn xaï vuoâng goùc vôùi maët goùc vuoâng AC neân loù thaúng ra ngoaøi khoâng khí. Ta cuõng coù theå chieáu chuøm tia tôùi song song vuoäng goùc vôùi maët huyeàn BC. Chuøm tia naøy seõ phaûn xaï toaøn phaàn taïi hai maët BA vaø CA cuûa goùc vuoâng vaø loù ra khoûi maët huyeàn BC Löu yù ñeán taùc duïng ñaûo ngöôïc hình trong tröôøng hôïp naøy. Öùng duïng Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn coù taùc duïng nhö moät göông phaúng Kính tieàm voïng Ngöôøi ta duøng laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn trong caùc kính tieàm voïng ôû caùc taøu ngaàm ñeå laøm ñoåi phöông truyeàn cuûa tia saùng. GV : Nhaéc laïi moät vaøi yù chính trong baøi khuùc xaï aùnh saùng Caáu taïo laêng kính GV : Cho Hs xem caùc laêng kính vaø giôùi thieäu caùc yeáu toá cuûa laêng kính Veõ laêng kính vaø tieát dieän chính . Ñöôøng ñi cuûa tia saùng qua laêng kính Tieán haønh thí nghieäm Chæ roõ caùc ñöôøng ñi cuûa tia saùng khi qua laêng kính Thoâng baùo teân goïi caùc goùc leäch cuûa tia saùng khi qua laêng kính Chuù yù : Tieán haønh thí nghieäm vô aùnh saùng ñôn saéc Höôùng daãn HS töï laäp coâng thöùc döïa vaøo ñònh luaät khuùc xaï aùnh saùng Cho baøi taäp aùp duïng Löu yù cho HS : Caùc coâng thöùc laêng kính chæ aùp duïng trong tröôøng hôïp laêng kính ñaët trong khoâng khí Caùc coâng thöùc laêng kính coù theå aùp duïng trong moâi tröôøng khaùc khoâng khí neáu coi n laø chieác suaát tyû ñoái cuûa laêng kính vôùi moâi tröôøng ngoaøi . Bieán thieân cuûa goùc leänh theo goùc tôùi Thí nghieäm GV : Tieán haønh thí nghieäm Cho moät chuøm tia saùng heïp song song ñi qua ñænh cuûa laêng kính Haõy nhaän xeùt ñöôøng di cuûa caùc chuøm tia GV : Cho goùc tôùi thay ñoåi Haõy nhaän xeùt khi goùc tôùi thay ñoåi thì goùc leänh coù thay ñoåi khoâng ? GV : Tieáp tuc cho goùc tôùi thay ñoåi ñeán moät giaù trò naøo ñoù thì D khoâng thay ñoåi vaø ñaït giaù trò cöïc tieåu (goïi laø goùc leäch cöïc tieåu), kí hieäu laø Dm. Khi tia saùng coù goùc leäch cöïc tieåu, ñöôøng ñi tia saùng ñoái xöùng qua maët phaân giaùc cuûa goùc ôû ñænh A Tính chaát naøy cuõng coù theû chöùng minh baèng lí thuyeát. Höôùng daãn HS CM Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn Thí nghieäm GV : Tieán haønh thí nghieäm Ñaët moät maøn aønh E ñoái dieän vôùi maët huyeàn B . caùc em haõy nhaän xeùt coù phaùt hieän gì treân maøn E ? GV : Baây giôø ñaët maøn E ñoái dieän vôùi maët beân AC caùc em haõy nhaän xeùt coù phaùt hieän gì treân maøn E ?, GVkeát luaän ; Thí nghieäm chöùng toû tia saùng khoâng loù ra ôû maët BC maø bò phaûn xaï toaøn phaàn taïi maët naøy roài loù ra ôû maët AC Giaûi thích GV : Caùc em haõy tính caùc giaù trò i , j vaø so saùnh vôùi goùc tôùi giôùi haïn trong tröôøng hôïp naøy laø GV : Seõ xaûy ra hieän töôïng gì treân maët BC . GV : Khaûo saùt hieän töôïng khi chieáu chuøm tia tôùi song song vuoäng goùc vôùi maët huyeàn BC . GV : Löu yù ñeán taùc duïng ñaûo ngöôïc hình trong tröôøng hôïp naøy. Öùng duïng GV : Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn coù taùc duïng gioáng nhö duïng cuï quang hoïc naøo? GV thoâng baùo SGK Quan saùt vaø ghi nhôù Quan saùt vaø ghi nhôù HS töï löïc HS töï löïc chöùng minh Neáu caùc goùc laø nhoû ta coù theå duøng caùc coâng thöùc sau : Quan saùt va øtraû lôøi Phaàn chuøm tia khoâng ñi qua laêng kính cho moät veät saùng Ko treân maøn E . Phaàn chuøm tia ñi qua laêng kính, bò leäch ñi moät goùc laø D, cho treân maøn E moät veät saùng K Hs : Goùc leänh cuõng thay ñoåi HS töï cm Töï löïc CM Quan saùt vaø nhaän xeùt HS : Khoâng nhaän ra ñöôïc veät saùng treân maøn. HS : ta thaáy moät veät saùng xuaát hieän treân maøn E. Töï löïc xaây döïng bieåu thöùc HS: i = 00 ,j = 45 0 ==> = 42 0 Vaäy j < Hs : Seõ xaûy ra hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn treân maët BC ==> xuaát hieän tia loù vuoâng goøc vôùi AC höôùng vaøo E Hs : Chuøm tia naøy seõ phaûn xaï toaøn phaàn taïi hai maët BA vaø CA cuûa goùc vuoâng vaø loù ra khoûi maët huyeàn BC (Töï Gthích) HS : Laêng kính phaûn xaï toaøn phaàn coù taùc duïng nhö moät göông phaúng. Ghi nhôù Yeâu caàu HStraû lôøi caâ hoûi H1 Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’) Yeâu caàu nhaéc laïi : Caâu taïo cuûa laêng kính Caùc coâng thöùc cuûa laêng kính Öùng duïng cuûa laêng kính Nhaán maïnh caùc noäi dung quan troïng . Traû lôøi caâu hoûi vaø laøm baøi taäp 1,2,3,4,5 trang 32 SGK