Giáo án bài khúc xạ ánh sáng pdf

CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. Mục tiêu
1. Kiến thức: Sau khi học xong bài này học sinh phải
- Biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì
- Phát biểu và hiểu được định luật khúc xạ ánh sáng
- Hiểu được các khái niệm: Chiết suất tỷ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức
giữa chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối.
- Phân biệt được chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối
- Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
2. Kỹ năng: Sau khi học xong bài này học sinh phải
- Hiểu rõ vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài tập
- Vận dụng được công thức xác định góc giới hạn
- Vẽ được đường đi của tia sáng trong trường hợp có hiện tượng khúc xạ ánh
sáng.
3. Thái độ: Sau khi học xong bài này học sinh sẽ
- Rèn luyện khả năng tư duy, giải thích các hiện tượng vật lý liên quan
- Khơi dậy niềm say mê khoa học và khám phá tri thức mới
II. Chuẩn bị
1. Học sinh
- Ôn lại kiến thức đã học về quang hình học ở THCS
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng
2. Giáo viên
- Dụng cụ thí nghiệm: một cốc nước bằng thủy tinh, một chiếc đũa hoặc thìa
- Phiếu học tập cho học sinh.
III. Phương pháp giảng dạy:
- Phương pháp trực quan: thí nghiệm biểu diễn
- Phương pháp vấn đáp.
- Phương pháp đàm thoại, gợi mở.
IV. Hoạt động dạy học

1. Ổn định lớp học- kiểm tra bài cũ
- Giáo viên ổn định lớp học, yêu cầu báo các sĩ số
- Kiểm tra bài cũ:
+ Phát biểu định luật truyền thẳng của ánh sáng
+ Vẽ hình
2. Tổ chức hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học sinh Nội dung
- GV làm thí nghiệm với dụng
cụ đã chuẩn bị
- Yêu cầu HS quan sát thí
nghiệm kết hợp với hình vẽ
26.1 sgk
+ Yêu cầu học sinh nhận xét
sau khi quan sát thí nghiệm
- GV nhận xét câu trả lời của
HS
- GV kết luận : hiện tượng như
trên là hiện tượng khúc xạ ánh
sáng
+ Gọi HS phát biểu hiện tượng
khúc xạ ánh sáng
- Quan sát thí nghiệm
của GV và hình vẽ để
đưa ra nhận xét
+ Chiếc đũa như bị gãy
khúc
- Lắng nghe và ghi chép
I. Sự khúc xạ ánh
sáng

1. Hiện tượng khúc
xạ ánh sáng:
- Khúc xạ ánh sáng
là hiện tượng lệch
phương (gãy) của
các tia sáng khi
truyền xiên góc qua
mặt phân cách giữa
hai môi trường trong
suốt khác nhau
+ Tia sáng bị lệch
phương tại mặt phân
cách của hai môi
trường
Hoạt động 2: Định luật khúc xạ ánh sáng
Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học
sinh
Nội dung
- GV cho học sinh quan sát hình
vẽ
- GV giải thích các tia sáng
trong hình vẽ:
SI: tia tới; I: điểm tới
I’S: tia phản xạ
IR: tia khúc xạ
NN’: pháp tuyến của mặt phân
cách
i: góc tới, i’: góc phản xạ (i’= i)
r: góc khúc xạ.
+ GV thông báo: tia khúc xạ

nằm phía bên kia pháp tuyến so
với tia tới
- GV tiến hành làm thí nghiệm
theo hình 26.3
+ Lần lượt thay đổi các giá trị
của góc tới i
+ Yêu cầu HS tính các giá trị
sini và sin r
+ Lập tỉ số
sin i
sin r
+ Yêu cầu HS nhận xét về tỉ số
trên
- Yêu cầu học sinh phát biểu
định luật khúc xạ ánh sáng
- Quan sát hình vẽ
- Chú ý lên bảng nghe
GV giới thiệu hình vẽ
26.2.sgk
- Chú ý quan sát thí
nghiệm của GV
+ HS nhận xét về sự
thay đổi của góc khúc
xạ
+ Tính các giá trị của
sini và sin r, lập tỉ số
+ Tỉ số
sin i
sin r
là một

hằng số
- Phát biểu định luật
2. Định luật khúc xạ
ánh sáng
+ Tia khúc xạ nằm
trong mặt phẳng tới
và ở phía bên kia
pháp tuyến so với tia
tới
+ Với hai môi trường
trong suốt nhất định,
tỉ số giữa sin góc tới
và sin góc khúc xạ
luôn không đổi
sin i
const
sin r
=
Hoạt động 3: Chiết suất tỉ đối
Hoạt động của Giáo
Viên
Hoạt động của học sinh Nội dung
- Yêu cầu HS nhận xét về
tỉ số
sin i
sinr
đối với cặp môi
trường trong suốt khác
nhau
- Gv định nghĩa chiết suất

tỉ đối
+ Tỉ số
sin i
sinr
không đổi
trong hiện tượng khúc xạ
ánh sáng trên được gọi là
chiết suất tỉ đối cuả môi
trường 2 (chứa tia khúc
xạ) đối với môi trường 1
(chưa tia tới). Kí hiệu:
21
n
2
21
1
nsin i
n
sin r n
= =
+ Nếu
21
n
> 1: môi
trường khúc xạ chiết
quang hơn môi trường tới
+ Nếu
21
n
< 1: môi

trường khúc xạ kém chiết
quang hơn môi trường tới
- Tìm hiểu SGK
- Nhận xét : tỉ số này luôn
là một hằng số
- Lắng nghe và ghi chép
- Lắng nghe và ghi chép
II: Chiết suất của môi
trường
1.Chiết suất tỉ đối
- Tỉ số
sin i
sinr
không đổi
trong hiện tượng khúc
xạ ánh sáng trên được
gọi là chiết suất tỉ đối
cuả môi trường 2 (chứa
tia khúc xạ) đối với môi
trường 1 (chưa tia tới).
2
21
1
nsin i
n
sin r n
= =
Kí hiệu:
21
n

+ Nếu
21
n
> 1thì r < i.
tia khúc xạ bị lệch gần
pháp tuyến, môi trường
(2) chiết quang hơn môi
trường (1)
+ Nếu
21
n
< 1thì r > i.
tia khúc xạ bị lệch xa
pháp tuyến, môi trường
(2) chiết quang kém
môi trường (1)
Hoạt động 4: Chiết suất tuyệt đối
Hoạt động của Giáo
Viên
Hoạt động của học sinh Nội dung
- Yêu cầu HS khái niệm
về chiết suất tuyệt đối
- Chiết suất tỉ đối của một
môi trường đối với chân
không gọi là chiết suất
tuyệt đối, thường gọi tắt
là chiết suất.
- Chân không có chiết
suất n=1
- GV chứng minh hệ thức

2
21
1
n
n
n
=
1 2
1 2
c c
n ,n
v v
= =
- Chiết suất tuyệt đối của
mọi chất đều lớn hơn 1
(vì ánh sáng truyền trong
mọi môi trường đều nhỏ
hơn ánh sáng truyền trong
chân không)
2
21
1
n
n
n
=
- Từ đó GV viết lại công
thức của định luật khúc
xạ theo dạng đối xứng
1 2

n sin i n sin r=
=> GV nêu lên ý nghĩa
của chiết suất tuyệt đối
- Yêu cầu học sinh trả lời
câu hỏi C1, C2, C3
- Tìm hiểu khái niệm
chiết suất tuyệt đối
- Trả lời câu hỏi C1, C2,
C3
2. Chiết suất tuyệt đối
- Chiết suất tuyệt đối
của một môi trường là
chiết suất tỉ đối của môi
trường đó đối với chân
không
+ Chân không có chiết
suất n=1
+ Chiết suất tuyệt đối
của mọi chất đều lớn
hơn 1
1
21
2
v
n
v
=
Mà
2 1
1 2

n v
n v
=

=>
2
21
1
n
n
n
=
=> Ý nghĩa: Chiết suất
tuyệt đối cho biết vận
tốc truyền ánh sáng
truyền trong môi trường
đó chậm hơn bao nhiêu
lần trong chân không.
=> Vận tốc khi truyền
qua các môi trường có
chiết suất càng lớn thì v
càng giảm
Hoạt động 5: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
Hoạt động của Giáo
Viên
Hoạt động của học sinh Nội dung
- GV cho HS quan sát
hình vẽ
- Quan sát hình vẽ
- Nhận xét về đường đi

của tia sáng
III. Tính thuận nghịch
của sự truyền ánh sáng
- Nếu ánh sáng truyền
- Yêu cầu học sinh phát
biểu nguyên lí thuận
nghịch.
- Phát biểu nguyên lí
thuận nghịch của sự
truyền ánh sáng
trong 1 môi trường theo
một đường nào đó thì nó
cũng truyền theo đường
ngược lại nếu hoán đổi vị
trí nguồn với ảnh.
12
21
sin r 1 1
n
sin i n
sin i
sin r
= = =
 
 ÷
 
Hoạt động 6: Củng cố- dặn dò
Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu HS phải hiểu và phát biểu
được định nghĩa về hiện tượng khúc xạ

- Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng
- Viết biểu thức
- Hiểu được chiết suất tuyệt đối và
chiết suất tỉ đối
- Làm bài tập 6,7,8,9,10 trang 166, 167
SGK
- Lắng nghe và tự củng cố
- Hỏi giáo viên những vấn đề còn chưa
hiểu
- Ghi chép các yêu cầu của GV
Bài tập củng cố:
Bài tập 1: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa đầy nước có chiết suất
4
3
. Một
tia sáng chiếu tới mặt nước và hợp với mặt nước một góc 60
0
. Tính góc khúc xạ.
Giải:
Góc i=30
0
Theo định luật khúc xạ ánh sáng:
rnin sinsin
21
=
1
2
n 1 3
sin r sin i sin 30
4

n 8
3
⇒ = = =
0
22=⇒ r
Bài tập 2: Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí tới mặt thủy tinh (chiết suất 1,5)
sao cho góc khúc xạ bằng phân nữa góc tới.
Giải:
2
i
r =
Theo định luật kxas:
rnin sinsin
21
=
00
21
21
8,824,41
2
5,1
2
cos.2.1
2
sin
2
cos
2
sin.2
2

sinsin
=⇔=⇒
=⇔
=⇔
=⇔
i
i
i
i
n
ii
n
i
nin