Giáo án thực tập môn lý: phản xạ toàn phần

Trường thực tập: THPT Võ Thị Sáu
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Văn Bỉ
Sinh viên thực tập: Lê Thị Kim Linh
MSSV: 3110020014
GIÁO ÁN LỚP 11 NC
Bài 45: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phân biệt được hai trường hợp: góc khúc xạ tới hạn và góc tới giới hạn.
- Nắm được hiện tượng phản xạ toàn phần. Nêu được điều kiện để có hiện tượng
phản xạ toàn phần.
- Nêu được tính chất của sự phản xạ toàn phần.
- Quan sát GV tiến hành thí nghiệm để rút ra kết luận về hiện tượng phản xạ toàn
phần.
- Nắm được ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Sợi quang và cáp quang.
2. Kĩ năng:
- Thiết kế các phương án thí nghiệm để nghiên cứu hiện tượng phản xạ toàn phần.
- Rèn luyện kĩ năng quan sát, lập luận …
- Vận dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để giải thích các hiện tượng liên quan và
làm bài tập.
3. Thái độ:
- Nghiêm túc trong giờ học.
- Sôi nổi phát biểu xây dựng bài.
- Có ý thức vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống.
II. CHUẨN BỊ
1.Giáo viên:
+ Các thí nghiệm về góc khúc xạ giới hạn, hiện tượng phản xạ toàn phần và đường đi
của tia sáng trong sợi quang học.
+ Các hình ảnh về ứng dụng của cáp quang và một số hiện tượng tự nhiên liên quan
đến hiện tượng phản xạ toàn phần
2.Học Sinh:

Ôn lại các kiến thức về khúc xạ ánh sáng.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát.
Câu 1:Nêu định luật khúc xạ ánh sáng?
Câu 2: Khi chiếu tia sáng từ môi trường có chiết suất n
1
sang môi trường có chiết suất n
2

(n
1
< n
2
) thì tia khúc xa lệch xa hay gần pháp tuyến hơn so với tia tới? Vẽ hình cho cả 2
trường hợp n
1
< n
2
và n
1
> n
2
.
Đặt vấn đề:
Trường hợp tia sáng truyền từ môi trường có chiết suất n
1
> n
2
thì i< r . Khi tăng dần góc
tới i thì góc khúc xạ r có xuất hiện trong mọi trường hợp không? Và nếu tia khúc xạ

không còn xuất hiện nữa thì hiện tượng đó gọi là gì?
Hay vào những ngày nắng nóng trên đường nhựa hay trên xa mạc thì ta thường thấy ảo
giác có những vệt sáng loang loáng như có nước nhưng lại gần thì hoàn toàn khô ráo. Bài
học hôm nay sẽ giúp chúng ta giải thích vì sao có hiện tượng trên.
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần
Hoạt động của GV Hoạt động của HS ND ghi bảng
- Xét tia sáng đi từ môi
trường có chiết suất n
1
sang
môi trường khác có chiết
suất n
2
(n
1
< n
2
)
(?) Từ biểu thức của định
luật khúc xạ, hãy so sánh độ
lớn của góc tới i và góc
khúc xạ r ?
(?) Góc tới có thể lấy các
giá trị trong khoảng nào?
* Cho HS xem thí nghiệm
về góc khúc xạ giới hạn.
- Yêu cầu HS nêu nhận xét
về hiện tượng quan sát
được.
→

2
1
nsini
= >1 i > r
sinr n
→
+ 0 ≤ i ≤ 90
o
- Quan sát và nêu nhận xét.
+ Khi i = 0
o
→ r = 0
o
→ tia
sáng vuông góc với mặt
lưỡng chất và truyền thẳng
vào MT (2)
+ Tăng i thì r cũng tăng và i
1. Hiện tượng phản xạ
toàn phần
a) Góc khúc xạ giới hạn
* n
1
< n
2
→ i > r
Nhận xét:
+ i = 0
o
→ r = 0

o

+ i tăng → r tăng và i > r
+ i = 90
o
thì r = r
max
= i
gh
i
gh
gọi là góc khúc xạ giới
hạn

1
gh
2
n
sini = (1)
n
Kết luận:
Trong trường hợp ánh sáng
đi từ môi trường có chiết
suất nhỏ hơn sang môi
trường có chiết suất lớn
- Đánh giá nhận xét của HS.
- r
max
được gọi là góc khúc
xạ giới hạn và kí hiệu là i

gh

(?) Hãy tính góc khúc xạ
giới hạn.
Kết luận: Trong trường hợp
ánh sáng đi từ môi trường
có chiết suất nhỏ hơn sang
môi trường có chiết suất lớn
hơn, ta luôn có tia khúc xạ
trong môi trường thứ 2.
luôn lớn hơn r
+ Khi i = 90
o
thì r = r
max
+ n
1
sin90
o
= n
2
sini
gh
→
1
gh
2
n
sini =
n

hơn, ta luôn có tia khúc xạ
trong môi trường thứ 2.
- Xét trường hợp thứ 2:
n
1
> n
2
→ MT (1) chiết
quang hơn MT (2)
→
2
1
nsini
= < 1 r > i
sinr n
→
* Cho HS xem thí nghiệm
về hiện tượng phản xạ toàn
phần.
- Yêu cầu HS nêu nhận xét
về hiện tượng quan sát
được.
- Quan sát và nêu nhận xét.
+ Khi i = 0
o
→ r = 0
o
→ tia
sáng vuông góc với mặt
lưỡng chất và truyền thẳng

vào MT (2)
+ Tăng i thì r cũng tăng và i
luôn nhỏ hơn r, tia sáng tới
mặt lưỡng chất có 1 phần bị
phản xạ, phần kia bị khúc
xạ vào MT (2).
+ Khi i= i
gh
→r = r
max
=90
o
→ Tia khúc xạ rất mờ và đi
là là ở mặt lưỡng chất còn
tia phản xạ rất sáng
b) Sự phản xạ toàn phần
* n
1
< n
2
→ i > r
Nhận xét:
+ i = 0
o
→ r = 0
o

+ i tăng → r tăng và i < r
+ i = i
gh

thì r = r
max
=90
o
i
gh
gọi là góc tới giới hạn

2
gh
1
n
sini = (1)
n
+ i > i
gh
→ sin r > 1
→ Không có tia khúc xạ
→ Hiện tượng phản xạ toàn
phần.
Kết luận:
Khi ánh sáng đi từ môi
trường có chiết suất lớn
sang môi trường có chiết
suất nhỏ hơn với góc tới lớn
hơn góc giới hạn i
gh
thì sẽ
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi
C1 SGK/220

- Kết luận: Khi ánh sáng đi
từ môi trường có chiết suất
lớn sang môi trường có
chiết suất nhỏ hơn với góc
tới lớn hơn góc giới hạn i
gh
thì sẽ xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần, trong đó
mọi tia sáng đều bị phản xạ,
không có tia khúc xạ.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi
C2 SGK/220.
+ Khi i > i
gh
→ toàn bộ tia
sáng bị phản xạ, không có
tia khúc xạ vào MT (2).
- Suy nghĩ trả lời
+ Trong trường hợp tia sáng
đi từ MT có chiết suất lớn
sang MT có chiết suất bé
hơn với góc tới lớn hơn góc
tới giới hạn.
- Suy nghĩ trả lời
+ 2 điều kiện
1. MT tới chiết quang hơn
MT khúc xạ.
2. Góc tới lớn hơn hoặc
bằng góc tới giới hạn:
i ≥ i

gh
xảy ra hiện tượng phản xạ
toàn phần, trong đó mọi tia
sáng đều bị phản xạ, không
có tia khúc xạ.
- Điều kiện để có hiện tượng
phản xạ toàn phần:
+ n
1
> n
2
+ i ≥ i
gh
Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS ND ghi bảng
- Sợi quang: là một loại dây
trong suốt có tính dẫn sáng
nhờ hiện tượng phản xạ
toàn phần.
- Cho HS xem các hình ảnh
của sợi quang và mô hình
mặt cắt ngang của sợi
quang.
- Yêu cầu HS quan sát và
nêu cấu tạo của sợi quang.
- Cho HS xem flash về
đường truyền của tia sáng
trong sợi quang học.
(?) Ánh sáng được dẫn qua
sợi quang nhờ hiện tượng

nào ?
(?) Để xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần bên trong
lõi sợi quang thì các chiết
suất n
1
và n
2
phải thõa mãn
điều kiện gì?
(?) Ánh sáng được truyền
như thế nào trong sợi
quang?
- Đánh giá và hoàn chỉnh
câu trả lời của HS.
- Nhiều sợi quang như vậy
được ghép với nhau tạo
- Quan sát và nêu nhận xét
* Gồm 2 phần chính: phần lõi
và phần vỏ.
+ Phần lõi: trong suốt có chiết
suất n
1
+ Phần vỏ: có chiết suất n
2
+ Nhờ hiện tượng phản xạ
toàn phần.
+ n
1
> n

2

+ Tia SI khúc xạ vào lõi sợi
quang, tia khúc xạ tới mặt tiếp
xúc giữa lõi và vỏ tại I
1
dưới
góc tới i lớn hơn góc tới giới
hạn và bị phản xạ toàn phần.
Sau một loạt phản xạ như vậy,
tia sáng được dẫn qua sợi
quang mà cường độ ánh sáng
bị giảm không đáng kể.
2. Ứng dụng hiện tượng
phản xạ toàn phần.
a) Sợi quang:
- Cấu tạo: Gồm 2 phần
chính
+ Phần lõi: bằng thủy tinh
hoặc chất dẻo trong suốt
có chiết suất n
1
+ Phần vỏ bao quanh có
chiết suất n
2
(n
2
< n
1
)

b) Cáp quang: Là bó sợi
quang
- Ứng dụng:
+ Trong y học: nội soi
+ Trong CNTT: truyền
dẫn các dữ liệu
Ưu điểm:
• Truyền được dung lượng
tín hiệu lớn
• Ít bị nhiễu bởi trường
điện từ ngoài
thành những bó. Những bó
này lại được ghép và hàn
nối với nhau tạo thành
những cáp quang. Có thể có
tới 3 000 sợi trong một tiết
diện chỉ khoảng 1 cm
2
.
(?) Cáp quang được sử dụng
phổ biến trong những lĩnh
vực nào?
(?) Trong y học cáp quang
được ứng dụng như thế
nào?
(?) Trong công nghệ thông
tin cáp quang được ứng
dụng như thế nào?
(?) Một hệ truyền thông
dùng cáp quang gồm những

bộ phận nào?
(?) Nêu những ưu điểm nổi
trội của cáp quang so với
cáp kim loại thông thường
cùng đường kính.
+ Trong y học và trong công
nghệ thông tin.
+ Trong y học cáp quang được
dùng để quan sát các bộ phận
bên trong cơ thể. Đó là
phương pháp nội soi.
+ Trong CNTT cáp quang
được dùng để truyền dẫn các
dữ liệu.
+ 3 bộ phận chính:
1 máy phát: biến tín hiệu điện
thành tín hiệu quang
1 cáp quang: truyền tín hiệu
1 máy thu: nhận tín hiệu ở đầu
ra và biến đổi chúng trở lại
thành tín hiệu điện
+ 2 ưu điểm nổi trội
• Truyền được dung lượng tín
hiệu rất lớn
• Ít bị nhiễu bởi trường điện
từ ngoài
Hoạt động 4: Củng cố bài học và giao nhiệm vụ học tập
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Bài 3/24: Giải:
Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5 tiết diện thẳng là 1

tam giác ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB 1
chùm sáng song song SI.
a/Khối thủy tinh đặt trong không khí. Tính góc lệch D?
b/Khối thủy tinh đặt trong nước có n’=1,33. Tính góc lệch D?
gợi ý:
a/
b/
-Hoàn thành các bài tập còn lại trong tài liệu.
-Học bài và xem trước bài Lăng Kính.
a/ dựa vào ΔABC ta có:
r’ = 45
0
sin i
gh
= 1/1,5= 0,67
i
gh
= 41
0
48’
ta thấy r’ > i
gh
n
1
>n
2
nên xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần tia
sáng truyền thẳng ra
không khí tại mặt BC

b/ sin i
gh
= 1,33/1,5
= 0,887
i
gh
= 62
0
27’
ta thấy r’ < i
gh
nên tại AC có tia khúc xạ
nsinr’ = n’sini’
i’ = 52
0
53’
D = i’ – r’ = 7
0
53’
Ngày tháng năm 2014
Phê duyệt của giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực tập
Nguyễn Văn Bỉ Lê Thị Kim Linh
B
A
C
r’
D
B
A
C

r’
D
i’