Skkn phát triển tư duy vật lý học sinh qua nghiêm cứu bài toán truyền ánh sáng qua môi trường có triết suất thay đổi vật lý 11 thpt

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT HẬU LỘC I

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI
PHÁT TRIỂN TƯ DUY VẬT LÝ HỌC SINH TRONG BÀI
TOÁN TRUYỀN ÁNH SÁNG QUA MÔI TRƯỜNG TRIẾT
SUẤT THAY ĐỔI.
VẬT LÝ 11 THPT

Người thực hiện: Bùi Văn Dương
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn vật lý
Trường THPT Hậu Lộc I – Thanh Hóa
SKKN thuộc lĩnh vực: Mơn Vật Lý 11

THANH HĨA NĂM 2022

skkn


MỤC LỤC
Trang

I. MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài............................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................2
1.3. Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................2
1.5. Phạm vi nghiên cứu........................................................................................2
II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.................................................3

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm........................................................3
2.1.1. Định luật khúc xạ ánh sáng.........................................................................3
2.1.2. Phản xạ toàn phần........................................................................................3
2.1.3. Lưỡng chất phẳng........................................................................................4
2.1.4. Bản mặt song song.......................................................................................5
2.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................5
2.3. Các bài toán minh họa....................................................................................6
III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................18
3.1. Kết luận........................................................................................................18
3.2. Kiến nghị......................................................................................................19
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................
DANH MỤC SKKN ĐÃ ĐƯỢC GHI NHẬN.....................................................

skkn


I. MỞ ĐẦU
 

1.1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh hiện nay, chất lượng giáo dục đang là vấn đề được toàn
xã hội quan tâm. Việc tuyển chọn, đào tạo và sử dụng nhân tài luôn là vấn đề
quan tâm hàng đầu của mỗi quốc gia. Đảng ta khẳng định mục tiêu chung của
ngành Giáo dục là: “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”.
Riêng đối với các loại hình trường năng khiếu, trường chuyên, lớp chọn, mục
tiêu chung ấy được triển khai thành nhiệm vụ cụ thể: đẩy mạnh công tác bồi
dưỡng học sinh giỏi, học sinh năng khiếu nhằm tạo tiền đề cho công tác bồi
dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển mới của đất nước ở mỗi tỉnh, thành
phố…
Trong quá trình giảng dạy vật lý ở trường THPT Hậu Lộc 1, là ngơi trường

khơng chun nhưng đã có giải HSG quốc gia, bản thân tôi rất tâm đắc làm thế
nào để giúp học sinh, giáo viên nắm được kiến thức nâng cao của một bài nào đó
là một yêu cầu hết sức thiết thực mà mỗi giáo viên cần phải quan tâm, nghiên
cứu.
Thực tế, trong chương trình vật lý lớp 11 có những nội dung tương đối
khó, đối với rất nhiều học sinh, mà giáo viên lại thiếu tài liệu khi giảng dạy học
sinh trong nhiều năm ở phần ‘‘ Truyền ánh sáng qua mơi trường có triết suất
thay đổi ’’ tôi nhận thấy khả năng tiếp thu của các em cịn chậm, học sinh
thường cảm thấy khơng tự tin và lúng túng trong việc tiếp thu kiến thức cũng
như giải bài tập về ‘‘ Truyền ánh sáng qua môi trường có triết suất thay đổi
’’. Đặc biệt bài tốn này xuất hiện nhiều trong ky thi chọn đội tuyển HSGQG
trong Tỉnh Thanh Hóa.
- Về kiến thức: Học sinh chưa phân loại được các nội dung kiến thức, các
dạng toán trọng tâm.
- Về kỹ năng: Học sinh còn hạn chế khi phân tích bài tốn và giải bài tốn.
- Trong một đơn vị lớp có nhiều đối tượng học sinh với các khả năng nhận
thức, tư duy khác nhau nên không thể cho học sinh thảo luận để phát huy tối đa tính
tích cực, chủ động trong học tập của mỗi em nhằm phát triển tư duy cho các em.
1

skkn


Với lí do trên mà tơi đã nghiên cứu và viết đề tài “ Phát triển tư duy vật
lý học sinh qua nghiêm cứu bài toán truyền ánh sáng qua mơi trường có
triết suất thay đổi vật lý 11 THPT” Với những biện pháp này, đề tài sẽ giúp
học sinh có thái độ học tập tích cực hơn, tự vận dụng vấn đề một cách sáng tạo
hơn, từ đó học sinh cảm thấy say mê học mơn vật lí hơn. Có kết quả cao trong
các kỳ thi, nhất là khi thi chọn học sinh giỏi quốc gia.
1.2. Mục đích nghiên cứu

Thơng qua đề tài này giúp giáo viên, học sinh nắm được nội dung kiến thức cơ
bản, phân dạng các dạng cân bằng của vật rắn, giúp cho người học vận dụng và
củng cố kiến thức một cách có hệ thống, từng bước phát triển tư duy từ dạng dễ
đến khó.       
Bên cạnh đó cũng cố sự tự tin, bồi đắp sự hứng thú trong học tập tĩnh học vật
rắn, nâng cao khả năng tự học, tự nghiên cứu của học sinh. Đề tài nghiên cứu
các nội dung sau đây:
 Cơ sở lí luận của đề tài.
 Thực trạng của đề tài.
 Giải pháp thực hiện.
 Kết quả đạt được.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
 Học sinh THPT học chương trình Nâng cao.
 Mục đích và nội dung thuộc chuyên mục khúc xạ và phản xạ ánh sáng
được giới thiệu trong sách giáo khoa Vật Lý lớp 11 (Nâng Cao).
 Các bài tập, cơng thức được giới thiệu trong chương trình THPT.  
1.4. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp quan sát sư phạm.


Phương pháp nêu vấn đề trong giảng dạy

1.5. Phạm vi nghiên cứu

2

skkn


 Nội dung kiến thức, công thức, các bài tập, được giới thiệu trong chương

khúc xạ và phản xạ ánh sáng thuộc chương trình vật lý 11 THPT.  
 Phân dạng bài tập theo quá trình phát triển tư duy, kỹ năng từ thấp đến
cao
 Đề tài có thể áp dụng cho học sinh, giáo viên khi nghiên cứu khúc xạ và
phản xạ ánh sáng. Đặc biệt trong việc học và bồi dưỡng học sinh thi học
sinh giỏi môn Vật Lý.
II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Định nghĩa:
Sự khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng đổi phương khi truyền từ môi trường
trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
S

b. Định luật khúc xạ ánh sáng

N
i

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên

(1)

I

(2)

kia pháp tuyến so với tia tới.

r

- Đối với một cặp môi trường trong suốt nhất định:

K

N/

Hay
+

là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1 và 2:

là chiết suất tỉ đối

của môi trường 2 đối với môi trường 1.
+

: môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1.

+

: môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1.

+

(v là vận tốc ánh sáng trong môi trường,

là

vận tốc ánh sáng trong chân khơng).

2.1.2. Phản xạ tồn phần

S

K

r

a. Định nghĩa
Sự phản xạ toàn phần là hiện tượng toàn bộ tia tới
bị phản xạ trở lại môi trường cũ khi gặp mặt phân

H

J
i

I
G

skkn

i/

R

3


cách giữa hai môi trường trong suốt

b. Điều kiện để có sự phản xạ tồn phần
- Mơi trường tới phải chiết quang hơn mơi trường khúc xạ
- Góc tới phải lớn hơn góc giới hạn phản xạ tồn phần:

.
, với:

2.1.3. Lưỡng chất phẳng.
a. Định nghĩa
Lưỡng chất phẳng là một cặp mơi trường trong suốt, đồng tính, ngăn cách bởi
một mặt phẳng.
b. Ảnh của vật qua lưỡng chất phẳng
- Sự tạo ảnh của vật qua lưỡng chất phẳng tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng.
- Ảnh và vật ln có bản chất khác nhau: vật thật - ảnh ảo; vật ảo - ảnh thật.
c. Công thức về lưỡng chất phẳng
Với chùm tia sáng hẹp:
(
ảnh

là khoảng cách từ vật
đến mặt phân cách;

đến mặt phẳng phân cách,
là chiết suất môi trường tới,

là khoảng cách từ
là chiết suất môi

trường khúc xạ).
Hay

thật;

(với

;

: vật thật;

: vật ảo;

: ảnh

: ảnh ảo)

2.1.4. Bản mặt song song
a. Định nghĩa
Bản mặt song song là một môi trường trong suốt, đồng tính, giới hạn bởi hai
mặt song song đặt trong một (hoặc hai) mơi trường có chiết suất khác nhau.
b. Đặc điểm ảnh qua bản mặt song song
- Sự tạo ảnh của vật qua bản mặt song song tuân theo định luật khúc xạ ánh
sáng.

4

skkn


- Ảnh và vật ln bằng nhau và có bản chất khác nhau: vật thật - ảnh ảo; vật ảo ảnh thật.
- Ảnh bị dời đi theo chiều truyền ánh sáng so với vật

.

c. Công thức về bản mặt song song
Khoảng cách vật - ảnh:
(

là bề dày,

là chiết suất tỉ đối của

chất làm
bản với môi trường đặt bản)
Hay
(với

;

: vật thật;

: vật ảo;

: ảnh thật;

: ảnh

ảo)
+ Độ dời ngang của tia sáng:
(n là chiết suất tỉ đối của chất làm bản với môi trường đặt bản)
2.2. Phương pháp nghiên cứu.
- Chia bản thành nhiều bản rất mỏng sao cho chiết suất trong mỗi bản hầu như

không đổi:

.

- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng tại các mặt phân cách của các bản mỏng
liên tiếp, ta có:
(1)
(2)
(3)
……….
(k +1)
(k)
- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng như một định luật bảo toàn tích chiết suất
và sin góc tương ứng:

.
5

skkn


- Cần kết hợp các cơng thức hình học, cơng thức lượng giác, các tính chất về góc
để biến đổi, tính tốn, ...
- Có những bài tốn phải dùng cơng thức tích phân
2.3. Các bài tốn minh họa
Các bài tập theo thứ tự cụ thể, từ cơ bản đến nâng cao. Phân dạng nhằm
phát triển tư duy và kỹ năng người học.
Bài 1. Một tia sáng chiếu từ khơng khí vng góc lên mặt phẳng mặt ngăn cách
mơi trường có chiết suất n(y) phụ thuộc vào tọa
y

độ y tại điểm A, với OA= (Hình 4).
a. Tìm dạng hàm n(y) để tia sáng truyền trong
A
mơi trường này theo đường hình sin được mơ tả
B
x
bởi phương trình
, trong đó  là
O
hằng số. Cho nA là chiết suất của mơi trường tại
A.
b. Có thể tồn tại hàm n(y) chung cho hai tia
sáng bất kì chiếu vng góc đến mặt phân cách
(ví dụ hai tia sáng A và B) như trên hình vẽ hay
khơng ? Giải thích.
Hướng dẫn

Để tia sáng truyền theo dạng hình sin như hình vẽ thì phương trình đường đi
của nó có dạng: y  a cos  x   tan()  a sin  x    cot i y
y

B
A

O

iy


x



n

A
Ta có: n y sin i y  const  n A sin i A  n A sin 2  n A  n y  sin i
y

1

2
2 2
2
2
2
2
mà: sin 2 i  cot i y  1  1   a sin  x   1   (a  y )
y

6

skkn


 sin 2 i y 

1
1
 sin i y 

2
2
1   a  y 
1  2  a 2  y 2 
2

n

2
2
2
A
Từ phương trình: n y  sin i  n A 1    a  y 
y

Vậy chiết suất ny biến thiên theo quy luật sau: n y  n A 1  2  a 2  y 2 
Trong đó ( a  y  a )
Bài 2. Một tia sáng SI đi từ khơng khí
dưới góc tới
0 = 300 vào một bản mặt
song song có bề dày 0,3 m với chiết suất
thay đổi theo độ sâu x với quy luật

S
O

I

α
0

y

,trong đó x0 = 0,1m. Xác định

0,3
m

quỹ đạo của tia sáng trong bản mặt? Tia
x
sáng có thể đạt tới độ sâu nào và bị lệch
một khoảng bao nhiêu so với điểm tới ?
Cho
m, chiết suất khơng khí bằng 1.
Hướng dẫn
Khi đi từ khơng khí vào bản mặt song song thì có thể viết:
(1)
Sau khi tia đi qua một khoảng nhỏ dh thì:
Tiếp đó:
Nhân tất cả các biểu thức này với nhau, ta nhận được:
(2)
y

-0,1
O

α0 S

r

I
y

α1
0,3

x

Nghĩa là có thể viết đối với một điểm bất kỳ của quỹ đạo:
(3)
7

skkn


Ta nhận thấy rằng  là giữa tiếp tuyến của quỹ đạo tia sáng và phương đứng.
Nếu khảo sát quỹ đạo của tia sáng như một hàm dịch chuyển theo độ sâu thì:
(hệ số góc của tiếp tuyến)
Từ (3) suy ra:

(4)

Thay các giá trị đã cho vào phương trình (4), ta nhận được:

Từ hệ tọa độ đã cho, ta chỉ lấy nghiệm:
với hằng số C được xác định từ điều kiện đầu: Khi x = 0 thì:
. Suy ra C = 0.
Vậy phương trình quỹ đạo tia sáng có dạng:
(6)
Nhận xét: Quỹ đạo của tia sáng có dạng là một phần đường trịn, bán kính:

r = 0,8 m.
Dựa vào hình vẽ, ta có độ sâu tia sáng đi được sẽ bằng:
Chứng tỏ tia sáng đi hết toàn bản và quỹ đạo của đường truyền của tia sáng là
một cung tròn có bán kính là 0,8 m có tâm nằm trên Ox có tọa độ x = - 0,1 m.
Độ lệch tia sáng so với điểm tới khi ra khỏi bản là:

Bài 3. Một chùm tia sáng hẹp tới đập vuông góc với một bản hai mặt song song
ở điểm

. Chiết suất của bản biến đối

theo công thức:

8

skkn


(

là những hằng số)

Chùm tia tới rời bản ở điểm
a)

ở

b)

.

theo góc

. Hãy tính:

.

c) bề dày

của bản.

Áp dụng số:

.

Hướng dẫn
a) Chiết suất của bản ở
- Chia bản thành các lớp rất mỏng bằng các mặt
phẳng vng góc với trục

sao cho chiết suất

trong mỗi lớp hầu như không đổi và bằng
- Áp dụng định luật khúc xạ tại mặt phân cách
giữa các lớp trên ta được: 

(1)
- Tại

, ta có:

- Từ (1) suy ra:
- Tại B, ta có:
- Áp dụng định luật khúc xạ tại

(2)
(Góc tới:

, góc khúc xạ:

) ta được:

(3)
- Từ (3) suy ra:
9

skkn


- Thay số:

.

Vậy: Chiết suất của bản ở

là

.

b) Tính

Từ
Vậy:

.

c) Bề dày của bản
- Xét tại

, ta có:

là một bán kính của cung
- Lấy điểm

trên

và

với

là tâm của cung

. Vi

.
nên tam giác

vuông tại B, do đó:

Vậv: Bề dày của bản là

.

Bài 4. Giữa hai môi trường trong suốt chiết suất
hai mặt song song bề dày
đặt dọc theo trục

và

có một bản

. Bản mặt được

của hệ tọa độ

như

hình vẽ. Chiết suất của bản mặt chỉ thay đổi
theo phương vng góc với bản mặt theo
quy luật

, với

Từ mơi trường chiết suất
mặt, theo phương hợp với

.
có một tia sáng đơn sắc chiếu tới điểm
một góc

trên bản

.

a) Lập phương trình xác định đường truyền của tia sáng trong bản mặt.
b) Xác định vị trí điểm tia sáng ló ra khỏi bản mặt.
Hướng dẫn
a) Phương trình xác định đường truyền của tia sáng trong bản mặt
10

skkn


Chia mơi trường thành nhiều lớp mỏng bề dày
góc với

. Giả sử tia sáng tới điểm

bằng các mặt phẳng vuông
dưới góc tới

trên lớp tiếp theo. Coi tia sáng truyền từ

đến

và tới điểm
theo đường

thẳng (hình vẽ).Ta có:

Và

Vậy: Phương trình xác định đường truyền của tia sáng trong bản mặt là
. Đường đi của tia sáng là một parabol quay bề lõm về
phía dưới (vì hệ số

).

b) Vị trí điểm tia sáng ló ra khỏi bản mặt
- Biến đổi biểu thức của

, ta được:

11

skkn


- Tung độ cực đại của parabol là:
+ Nếu

, hay

thì tia sáng ló ra khỏi bản mặt tại điểm

có tung độ bằng 0 (mặt dưới bản), có hồnh độ
trình:

. Đó là điểm có tọa độ:

+ Nếu

.

, hay

điểm có tung độ

là nghiệm khác 0 của phương

thì tia sáng ló ra khỏi bản mặt tại

, có có hồnh độ

là nghiệm khác 0 của phương trình:

.

.
(Chỉ chọn nghiệm ứng với dấu , ứng với giao điểm đầu tiên của parabol và
đường thẳng

).

Vậy: Tọa độ của điểm ló là:
và

.

y
Bài 5. Một đoạn sợi quang

thẳng có dạng hình trụ bán
kính R, hai đầu phẳng và

vng góc với trục sợi quang,
O
x
x

đặt trong khơng khí sao cho
trục đối xứng của nó trùng với
trục tọa độ Ox. Giả thiết chiết
suất của chất liệu làm sợi
quang thay đổi theo quy luật: n  n1 1  k 2 r 2 , trong đó r là khoảng cách từ điểm
đang xét tới trục Ox, n1 và k là các hằng số dương. Một tia sáng chiếu tới một
đầu của sợi quang tại điểm O dưới góc  như hình 4.

a. Gọi  là góc tạo bởi phương truyền của tia sáng tại điểm có hồnh độ x với
trục Ox. Chứng minh rằng ncos = C trong đó n là chiết suất tại điểm có hồnh
độ x trên đường truyền của tia sáng và C là một hằng số. Tính C.
12

skkn


b. Viết phương trình quỹ đạo biểu diễn đường truyền của tia sáng trong sợi
quang.
c. Tìm điều kiện để mọi tia sáng chiếu đến sợi quang tại O đều không ló ra
ngồi thành sợi quang.
d. Chiều dài L của sợi quang thỏa mãn điều kiện nào để tia sáng ló ra ở đáy
kia của sợi quang đi theo phương song song với trục Ox?

Hướng dẫn
y

* Áp dụng định
luật khúc xạ ánh
sáng tại O: sin=
n1sin0

0 i




O

x

* Chia sợi quang thành nhiều lớp mỏng hình trụ đồng tâm. Xét trong mặt
phẳng xOy, các lớp đó dày dy. Tại mỗi điểm góc tới của tia sáng là (90 0-),
ta có:
n(y)sin(900-)= n1sin(900- 0) hay n(y)cos = n1cos0 = C
2
C = n1cos0= n1 1  sin 0  n1 1 

sin 2 
 n12  sin 2 
2
n1

* Xét M có toạ độ (x,y), tia sáng có góc tới i = (900- )

cos 

n(y) cos = C
y

y

C dy

 x

x

n 2 (y)  C2

0

* Áp dụng



0

dy
a 2  b2 y2



dx
cos 

C
C
 cot  

;
n(y) dy
1  cos 2 
n 2 (y)  C2
C dy
n12 (1  k 2 y 2 )  C2

1
by
2
2
arcsin
b
a với a  n1  C = sin; b = kn1

+C1. Điều kiện ban đầu: x = 0 thì y =0 suy ra C1 = 0
y

sin 
kn
sin 
kn1
sin 1 x 
sin
x
2

kn1
C
kn1
n1  sin 2 

Vậy quỹ đạo của tia sáng là đường hình sin
Điều kiện để tia sáng truyền trong sợi quang là:
Muốn đúng với mọi  thì
Muốn ló ra theo phương song song Ox thì tại x = L, y có độ lớn cực đại
Hay

kn1
n  sin 
2
1

2

L


 p với p là số nguyên không âm
2
13

skkn


Suy ra :

(2p  1) n12  sin 2 
L
với p = 0, 1, 2...
kn1

Bài 6. Một môi trường trong suốt tồn tại ở nửa không gian

trong hệ tọa độ

Đề-các, chiết suất của môi trường biến đổi theo tọa độ y theo quy luật
trong đó

, k và a là các hằng số dương.

Xét một tia sáng tới nằm trong mặt phẳng Oxy, song song với Ox, đi đến mặt
phân cách của mơi trường tại vị trí có tọa độ

như hình vẽ. Tìm phương

trình quỹ đạo của tia sáng.
Hướng dẫn
Chia mơi trường thành những lớp mỏng song song với trục Ox như hình vẽ,
theo định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:
Gọi

là góc giữa tiếp tuyến quỹ đạo và trục

Ox, ta có:

Ta có:

Vậy: Tia sáng truyền trong mơi trường theo quỹ đạo hình sin.
Bài 7. Một tia sáng SI đi từ khơng khí vào một bản
mặt song song có bề dày

với chiết suất

thay đổi theo độ sâu x với quy luật
vẽ, với

như hình

.

14

skkn


Xác định quỹ đạo của tia sáng trong bản mặt song song? Nó có thể đạt tới độ
sâu nào và bị lệch một khoảng bao nhiêu so với điểm tới?
Cho biết góc tới

, chiết suất khơng khí bằng 1.

Hướng dẫn
- Khi tia sáng đi từ khơng khí vào bản mặt song song, ta có:
(1)
- Sau khi tia sáng đi qua một khoảng nhỏ dh trong bản mặt thì:
(a)

Tiếp theo:

(n)

- Nhân (a), (b),…, (n) với nhau vế theo vế, ta
được:
(2)
- Tổng quát, ta có:
Với

(3)

là góc giữa tiếp tuyến của quỹ đạo tia sáng và phương thẳng đứng. Nếu

khảo sát quỹ đạo của tia sáng như một hàm dịch chuyển theo độ sâu thì:
(hệ số góc của tiếp tuyến).
- Từ (3) suy ra:

(4)

- Thay

vào (4) và biến đổi, ta được:

15

skkn


- Từ hệ tọa độ đã cho, ta chỉ lấy nghiệm:

số C được xác định từ điều kiện ban đầu:

Từ đó:

với hằng
thì

.

: đường trịn tâm

, bán kính

.

- Dựa vào hình vẽ, ta xác định được độ sâu của tia sáng đi được:
: tia sáng đi hết bề dày của bản mặt.
- Độ lệch tia sáng so với điểm tới khi ra khỏi bản:

Vậy: Quỹ đạo của tia sáng trong bản mặt song song là cung trịn tâm
, bán kính

; độ sâu đạt tới là

và bị lệch một khoảng

so với điểm tới.
Bài 8. Một nguồn sáng điểm S nằm tại đáy của một hồ nước có chiều sâu là H.
Một người đặt mắt trong khơng khí phía trên mặt chất lỏng để quan sát ảnh
của nguồn sáng S dưới đáy hồ.

a) Giả sử chất lỏng là đồng chất có chiết suất
cách mặt nước

và mắt có cảm giác S nằm

. Tính H trong các trường hợp sau:

• Mắt nhìn nguồn sáng theo phương vng góc với mặt chất lỏng.
• Mắt nhìn nguồn sáng theo phương hợp với mặt chất lỏng một góc

.

b) Thật ra chiết suất của chất lỏng thay đổi theo chiều sâu với quy luật
với y là khoảng cách từ mặt nước đến điểm đang xét. Biến tia
sáng truyền từ S ló ra khỏi mặt nước và đi tới mắt theo phương hợp với mặt

16

skkn


nước một góc

và tia này ló ra ở điểm cách S một khoảng

theo

phương nằm ngang. Tính H.
Hướng dẫn
a) Tính H

- Trường hợp mắt nhìn nguồn sáng theo phương vng góc với mặt chất lỏng:
Khi đó:
- Trường hợp mắt nhìn nguồn sáng theo phương hợp với mặt chất lỏng một
góc

:

Khi đó:
và
- Xét hai tia sáng SI và SJ đến mặt thoáng với
các góc tới là i và

với di rất nhỏ, các tia

ló ra khỏi mặt thóang với các góc r và
gặp nhau tại

. Đường kéo dài của hai tia ló

, ta có:

hay:

(1)

- Mặt khác, ta có:

.

- Tương tự, ta có:

(2)

- Từ (1) và (2) ta được:

.

Vậy: Khi mắt nhìn nguồn sáng theo phương hợp với mặt chất lỏng một góc
thì

.

b) Tính H khi chiết suất biến đổi theo quy luật
- Chia chất lỏng ra các lớp rất mỏng để có thể xem như chiết suất của lớp có
tung độ y đến

là không đổi và bằng

.
17

skkn


- Tại bề mặt có tung độ y, theo định luật khúc xạ ta có:

- Độ dời ngang của điểm ló của tia sáng:

.

.

Vậy: Khi chiết suất biến đổi theo quy luật

thì

.

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
Thơng qua tìm hiểu và phân tích kết quả của việc ứng dụng sáng kiến kinh
nghiệm “ Phát triển tư duy vật lý học sinh qua nghiêm cứu bài toán truyền
ánh sáng qua mơi trường có triết suất thay đổi vật lý 11 THPT” trong một
số năm, đặc biệt là trên phạm vi rộng ở hai năm học 2019-2020 và 2021- 2022
tôi tự nhận thấy.
- Đối với giáo viên, sáng kiến kinh nghiệm này là một tài liệu quan trọng
trong công tác giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi các cấp, đặc biệt là chọn HSG
quốc gia.
- Đối với học sinh khá, giỏi, sáng kiến kinh nghiệm giúp cho các em kỹ năng
tư duy, suy luận lơgíc để chủ động, tự tin vào bản thân trong việc giải quyết các
bài tập hay và các hiện tượng vật lý khác mà các em sẽ gặp trong cuộc sống.
3.2. Kiến nghị
18

skkn


Nhằm giúp đỡ các Thầy cô nâng cao kinh nghiệm, tay nghề trong việc dạy
học, giúp các em học sinh biết cách tư duy lơgíc, phân tích, tổng hợp, xử lí các
thơng tin. Theo tơi, hàng năm phịng trung học phổ thông thuộc Sở giáo dục đào

tạo cần lựa chọn và cung cấp cho các trường phổ thông một số sáng kiến, bài
viết có chất lượng, có khả năng vận dụng cao để các Thầy cơ có cơ hội học hỏi
thêm ở các đồng nghiệp, có cơ hội phát triển thêm các sáng kiến để rồi tự mỗi
người có thể tìm ra những phương pháp giảng dạy phù hợp nhất với mình, phù
hợp nhất với từng đối tượng học sinh
Trên đây chỉ là một số kinh nghiệm và suy nghĩ của bản thân tơi, có thể cịn
khiếm khuyết. Rất mong được hội đồng khoa học, các đồng nghiệp nghiên cứu,
bổ sung góp ý để đề tài được hồn thiện hơn, để những kinh nghiệm của tơi thực
sự có ý nghĩa và có tính khả thi.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN CỦA

Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2022

THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình
viết, không sao chép nội dung của người
khác
Người viết sáng kiến này

Bùi Văn Dương

19

skkn


20

skkn


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
2. Sách bài tập vật lý 11 nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
3. Sách giáo khoa vật lý 11 . Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
4. Sách bài tập vật lý 11 . Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
5. Phương pháp dạy học vật lý ở trường THPT. Nhà xuất bản Đại học quốc
gia Hà Nội
6. Sách bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 11. Tác giả Nguyễn Phú Đổng. Nhà
xuất bản Thành phố Hồ Chí Minh.

skkn


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐÃ ĐƯỢC GHI NHẬN

Tên đề tài
Sáng kiến
Chứng minh một số

Năm cấp
2006

loại

Số, ngày, tháng, năm của quyết
định công nhận, cơ quan ban hành

QĐ

C

Quyết định số: 59/QĐ – SGD ĐT

Xếp

công thức vật lý bằng

Ngày 24 tháng 02 năm 2006

cách sử dụng tổng các
số tự nhiên
Chuyển động ném

2008

C

Quyết định số: 462/QĐ – SGD &ĐT
Ngày 19 tháng 12 năm 2008

Phương pháp giải

2012

B

tốn dịng điện xoay

Ngày 18 tháng 12 năm 2012

chiều 3 pha
Phát triển tư duy của

Quyết định số: 871/QĐ – SGD & ĐT

2015

C

học sinh qua bài toán

Quyết định số: 973/QĐ – SGD & ĐT
Ngày 25 tháng 12 năm 2015

chuyển động lăn của
vật rắn

skkn