Giáo án bài 26: Khúc xạ ánh sáng - Lý 11- GV.N.Trang

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

ĐVĐ: Với tên bài Khúc xạ ánh sáng. Vậy khúc xạ ánh sáng là gì? Để hiểu định nghĩa này chúng ta quan sát hình vẽ sau:

• Vẽ hình 44.1 lên bảng, thông báo chùm tia sáng (1) và chùm tia sáng (2).

• Yêu cầu HS nhận xét phương của chùm tia (2) so với phương của chùm tia (1) ?

Thông báo: chùm tia (1) gọi là chùm tia tới, chùm tia (2) gọi là chùm khúc xạ.

- Vậy chùm tia khúc xạ do đâu mà có?

- Định nghĩa lưỡng chất phẳng, mặt lưỡng chất.

- Chùm tia (2) bị lệch một góc so với chùm tia (1).

- Do khi chiếu chùm tia (1) vào mặt nước.

- Theo dõi, lắng nghe, ghi chép.

1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

a) Nhận xét:

- Chùm tia sáng (1): chùm tia tới, góc tới i.

- Chùm tia sáng (2): chùm tia khúc xạ, góc khúc xạ r.

- Chùm tia (2) bị đổi phương so với chùm tia (1) khi qua mặt phân cách.

b) Định nghĩa: Sgk – 214.

- Lưỡng chất phẳng: hệ hai môi trường truyền sáng phân cách bằng mặt phẳng.

- Mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là mặt lưỡng chất.

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

- Nêu mục đích thí nghiệm.

- Yêu cầu HS cho biết dụng cụ thí nghiệm bao gồm những gì?

- Yêu cầu 2 HS lên cùng tiến hành thí nghiệm với GV.

- Yêu cầu HS lập tỉ số \(\frac{{\sin i}}{{\sin r}}\) và rút ra nhận xét?

Giải thích kết quả: nếu bỏ qua sai số, suy ra: \(\frac{{\sin i}}{{\sin r}}\) = n

- Đưa ra nội dung định luật: Sgk – 215.         

- Biểu thức định luật, chú ‎y n phụ thuộc vào môi trường tới và môi trường khúc xạ.  

- Xét các TH:

+ n > 1

+ n < 1

Nhận xét mối quan hệ giữa i và r

NX:  n càng lớn thì tia sáng gãy khúc càng nhiều khi đi qua mặt phân cách hai môi trường.     

- Lắng nghe.

- Gồm:

+ Tấm kính mờ

+ Bản trụ D thủy tinh trong suốt

+ Nguồn sáng S

+ Thước tròn chia độ

- Thực hiện yêu cầu của GV.

- Thực hiện yêu cầu tính toán.

- Lắng nghe, ghi chép.

- Phát biểu định luật.

- Biểu thức:

          \(\frac{{\sin i}}{{\sin r}}\) = n

+ Nếu n > 1, sini > sinr, i > r.

+ Nếu n < 1, sini < sinr, i < r.

Với 0⁰ ≤ i, r < 90⁰

- Lắng nghe.

2. Định luật khúc xạ ánh sáng:

a) Thí nghiệm:

- Mục đích: tìm mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r.

- Dụng cụ

- Tiến hành

- Kết quả

*Nếu i nhỏ ( < 10⁰) thì r nhỏ, khi đó sini ≈ i, sinr ≈ r, suy ra:

\(\frac{{\sin i}}{{\sin r}}\) ≈ \(\frac{i}{r}\)

b) Định luật:

- Nội dung định luật: Sgk – 215

- Biểu thức:   \(\frac{{\sin i}}{{\sin r}} = n\) (1)

+ Nếu n > 1, i > r, môi trường khúc xạ chiết quang hơn.

+ Nếu n < 1, i < r, môi trường khúc xạ kém chiết quang hơn.

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

- Thông báo hằng số n là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 (môi trường khúc xạ) đối với môi trường 1 (môi trường tới), kí hiệu n₂₁

- Thừa nhận:  \(n = {n_{21}} = \frac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\)

ĐVĐ: Nếu trong 2 môi trường có 1 môi trường chân không thì khi đó n₂₁ có phải là chiết suất tỉ đối nữa không?

- Vận tốc ánh sáng trong chân không là?

- Theo định nghĩa chiết suất tỉ đối, ta có        

\(n = \frac{c}{{{v_1}}}\)

n_1/chân không = c / v₁.

Vậy n_1/chân không, được gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường.

Thông báo định nghĩa chiết suất tuyệt đối.            

- Yêu cầu HS viết biểu thức n₁, n₂. Rút ra đặc điểm của n₁, n₂.

- Kết luận: Chiết suất tuyệt đối của mọi chất đều lớn hơn 1

- Từ biểu thức: \({n_{21}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\) hãy xây dựng lại biểu thức của định luật khúc xạ?

Nếu thay i = i₁, r = i₂, ta có biểu thức: n₁.sini = n₂.sinr

Lưu y: biểu thức này được sử dụng để tránh sự nhầm lẫn khi đánh số các góc là i, r.

ĐVĐ: Thực tế khi nhìn vào đáy chậu nước ta thấy dường như đáy chậu được nâng cao hơn. Vậy giải thích hiện tượng này như thế nào?

Đưa ra ví dụ cụ thể: khi có một vật (hòn sỏi) ở đáy chậu nước, nhìn vào hòn sỏi ta thấy nó được nâng cao hơn.

- Giải thích: hòn sỏi nằm tại O, từ O có 2 tia tới mặt phân cách là OA, OB. Tia OA vuông góc mặt phân cách sẽ được truyền thẳng – yêu cầu HS trả lời.

- Tia OB tới mặt phân cách xảy ra hiện tượng gì?

- Lúc này góc khúc xạ và góc tới sẽ như thế nào?

- Ảnh của O (hòn sỏi) chính là giao 2 chùm tia khúc xạ, yêu cầu HS trả lời câu C2.

Ứng dụng thực tế: Khi đi tắm biển, ao, hồ, ta cần lưu ‎y do hiện tượng khúc xạ mà ta thấy đáy dường như nông hơn 1/3 so với thực tế: sẽ rất nguy hiểm đối với người không biết bơi.

- Lắng nghe, ghi chép.

- Vận tốc ánh sáng trong chân không là c.

- Lắng nghe.

- Ta có:

n₁ = c/v₁, n₂ = c/v₂

v_1, v₂ < c, suy ra n₁, n₂ > 1 

- Ta có: \(\frac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = \mathop n\nolimits_{21}  = \frac{{\mathop n\nolimits_2 }}{{\mathop n\nolimits_1 }}\)

→ n₁.sini = n₂.sinr

3. Chiết suất của môi trường:

a) Chiết suất tỉ đối:

        n = n₂₁ = \(\frac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\)

v₁, v₂ tốc độ ánh sáng qua môi trường 1, 2.

b) Chiết suất tuyệt đối:

- Định nghĩa: Sgk – 215

- Biểu thức:

 \({n_{21}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)   (2)

Định luật khúc xạ viết dưới dạng đối xứng:

\({n_1}\sin {i_1} = {n_2}\sin {i_2}\)   (3)