Giáo án vật lý 11 - lăng kính doc

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
Tiết :
Bài 05
LĂNG KÍNH
I. MỤC TIÊU :
• Cấu tạo lăng kính. ; Đường đi của tia sáng qua lăng kính
• Các ông thức cơ bản của lăng kính ; Sự biến thiên của góc lệch của tia sáng qua lăng kính khi góc tới biến thiên.
• Góc lệch cực tiểu và đương đi của tia sáng trong trường hợp này
• Các trường hợp lăng kính phản xạ toàn phần.
• Biết cách vẽ đường đi của tia s1ng qua lăng kính.
• Biết ứng dụng đònh luật khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng vào trường hợp lăng kính.
• Vận dụng tốt các ông thức về lăng kính. ; Biết cách tính góc lệch của tia ló đối với tia tới.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề
III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :
- Lăng kính thủy tính tiết diện thẳng là một tam giác đều .
- Lăng kính thủy tính tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân
- Nguồn sáng là một đèn bấm Laze .
IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY 
Phân phối
thời gian
Phần làm việc của Giáo Viên
Hoạt đông của học sinh Ghi chú
Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển
10’
a. Đònh nghóa sự khúc xạ ánh sáng
b. Phát biểu đònh luật khúc xạ ánh sáng
c. Hãy kể lại một vài ứng dụng của hiện tương phản xạ
toàn phần
d. Bài tập 1, 2 , 3 SGK trang 24
Nêu câu hõi và đánh giá kết quả trả lời Trả lới
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -1 /6

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
5’
5’
I. Cấu tạo lăng kính
1. Cấu tạo lăng kính
Lăng kính là một khối trong suốt, đồng nhất, được giới
hạn bởi hai mặt phẳng không song song.
2. Các yếu tố của lăng kính
- Hai mặt phẳng giới hạn trên được gọi là mặt bên của
lăng kính.
- Cạnh của lăng kính: Giao tuyến của hai mặt bên
- Đáy của lăng kính : Mặt phẳng đối diện với cạnh.
- Mặt phẳng tiết diện chính. : Mặt phẳng bất kì vuông
góc với cạnh Trong thực tế, lăng kính là một khối lăng
trụ có tiết diện là một tam giác.
- Góc A làm bởi hai mặt lăng kính được gọi là góc chiết
quay hay góc ở đỉnh của lăng kính
II.Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Chiếu tới mặt bên AB của lăng kính một tia sáng đơn sắc
SI
Tia sáng này sẽ bò khúc xạ tại I và J khi đi qua các mặt
bên, và ló ra theo tia JR.
Đường đi của tia sáng SIJR nằm trong mặt phẳng tiết
GV : Nhắc lại một vài ý chính trong bài
khúc xạ ánh sáng
Cấu tạo lăng kính
GV :
Cho Hs xem các lăng kính và giới thiệu
các yếu tố của lăng kính
Vẽ lăng kính và tiết diện chính .

Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Tiến hành thí nghiệm
Chỉ rõ các đường đi của tia sáng khi qua
lăng kính
Thông báo tên gọi các góc lệch của tia
sáng khi qua lăng kính
Chú ý : Tiến hành thí nghiệm vơ ánh sáng
đơn sắc
Quan sát và ghi nhớ
Quan sát và ghi nhớ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -2 /6
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
10’
diện chính BAC.
Gọi :
- i : Góc tới của tia sáng đi tới lăng kính
- i’ : Góc ló của tia sáng đi qua lăng kính.
- D : góc lệnh của tia sáng đi qua lăng kính (Làm bởi tia
tới SI và tia ló và tia ló JR ).
III. Các công thức lăng kính
Gọi ;
r là góc khúc xạ tại I
r
’
là góc tới tại J.
Đònh luật khúc xạ cho ta :
Xét tam giác IJM, ta có góc lệch
D =
IJ
ˆ

MJI
ˆ
M +
= (i – r) + (i
’
– r’
’
) = i + i
’
– (r + r

‘)
Mà r + r
’
= A (Xét tam giác IKJ)
 D = i + i
’
- A
Các công thức của lăng kính :







−+=
=+
=
=

A'iiD
A'rr
'rsinn'isin
rsinnisin
IV. Biến thiên của góc lệnh theo góc tới
a. Thí nghiệm
Cho một chùm tia sáng hẹp song song đi qua đỉnh của
lăng kính như trên hình vẽ Phần chùm tia không đi qua
lăng kính cho một vệt sáng K
o
trên màn E . Phần chùm
Hướng dẫn HS tự lập công thức dựa vào
đònh luật khúc xạ ánh sáng
Cho bài tập áp dụng
 Lưu ý cho HS :
•Các công thức lăng kính chỉ áp dụng
trong trường hợp lăng kính đặt trong không
khí
•Các công thức lăng kính có thể áp dụng
trong môi trường khác không khí nếu coi n
là chiếc suất tỷ đối của lăng kính với môi
trường ngoài .
Biến thiên của góc lệnh theo góc tới
Thí nghiệm
GV : Tiến hành thí nghiệm
Cho một chùm tia sáng hẹp song song đi
qua đỉnh của lăng kính Hãy nhận xét
đường di của các chùm tia
HS tự lực
HS tự lực chứng minh

Nếu các góc là nhỏ ta có
thể dùng các công thức
sau :
( )







−=
=+
=
=
A.1nD
A'rr
'nr'i
nri
Quan sát va øtrả lời
Yêu cầu
HStrả lời
câ hỏi
H1
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -3 /6
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
5
tia đi qua lăng kính, bò lệch đi một góc là D, cho trên
màn E một vệt sáng K.
b. Nhận xét

Thí nghiệm cho biết, khi góc tới thay đổi thì góc lệnh
cũng thay đổi và qua một giá trò cực tiểu (gọi là góc lệch
cực tiểu), kí hiệu là D
m
.
GV : Cho góc tới thay đổi Hãy nhận xét
khi góc tới thay đổi thì góc lệnh có thay
đổi không ?
GV : Tiếp tuc cho góc tới thay đổi đến một
giá trò nào đó thì D không thay đổi và đạt
giá trò cực tiểu (gọi là góc lệch cực tiểu),
kí hiệu là D
m
.
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường đi
tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của
góc ở đỉnh A Tính chất này cũng có thẻ
chứng minh bằng lí thuyết.
Hướng dẫn HS CM
Phần chùm tia không đi
qua lăng kính cho một vệt
sáng K
o
trên màn E .
Phần chùm tia đi qua lăng
kính, bò lệch đi một góc là
D, cho trên màn E một
vệt sáng K
Hs : Góc lệnh cũng thay
đổi

HS tự cm
Tự lực CM
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -4 /6
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
5’’
Ta có D
m
= i + i’ –A
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường đi tia sáng đối
xứng qua mặt phân giác của góc ở đỉnh A
Nên i’ = i = i
m
(góc tới ứng với độ lệch cực tiểu )
Và
A
2
1
rr
'
==
(góc có cạnh tương ứng vuông góc)
Vậy D
m
= 2 i – A
Hay
2
AD
i
m
+

=
==>
2
A
sinn
2
AD
sin
m
=
+
V. Lăng kính phản xạ toàn phần
a. Thí nghiệm
Bố trí thí nghiêm : như hình vẽ
Chiếu một chùm sáng song song tới vuông góc với mặt
bên AB của một lăng kính bằng thủy tinh, có chiết suất n
=1,5, tiết diện chính là một tam giác
vuông cân. Lăng kính được đặt trong không khí.
Thí nghiệm chứng tỏ tia sáng không ló ra ở mặt BC mà
bò phản xạ toàn phần tại mặt này rồi ló ra ở mặt AC
b. Giải thích
Lăng kính phản xạ toàn phần
Thí nghiệm
GV : Tiến hành thí nghiệm
Đặt một màn ành E đối diện với mặt
huyền B . các em hãy nhận xét có phát
hiện gì trên màn E ?
GV : Bây giờ đặt màn E đối diện với mặt
bên AC các em hãy nhận xét có phát hiện
gì trên màn E ?,

GVkết luận ; Thí nghiệm chứng tỏ tia
sáng không ló ra ở mặt BC mà bò phản xạ
toàn phần tại mặt này rồi ló ra ở mặt AC
Giải thích
GV : Các em hãy tính các giá trò i , j và so
sánh với góc tới giới hạn trong trường hợp
này là
τ
GV : Sẽ xảy ra hiện tượng gì trên mặt BC .
GV : Khảo sát hiện tượng khi chiếu chùm
Quan sát và nhận xét
HS : Không nhận ra được
vệt sáng trên màn.
HS : ta thấy một vệt sáng
xuất hiện trên màn E.
Tự lực xây dựng biểu
thức HS: i = 0
0
,j = 45

0

6667.0
5,1
1
n
n
sin
1
2

===τ
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -5 /6
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
Tại mặt AB, góc tới i = 0
0
nên tia sáng đi thẳng vào lăng
kính, tới mặt huyền tại J với góc tới là j = 45
0
. Góc tới
giới hạn trong trường hợp này là
τ
= 42
0
 j >
τ
.
Do đó tia sáng bò phản xạ toàn phần tại J. Tia phản xạ
vuông góc với mặt góc vuông AC nên ló thẳng ra ngoài
không khí.
Ta cũng có thể chiếu chùm tia tới song song vuộng góc
với mặt huyền BC. Chùm tia này sẽ phản xạ toàn phần
tại hai mặt BA và CA của góc vuông và ló ra khỏi mặt
huyền BC
Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp
này.
VI. ng dụng
- Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một
gương phẳng
- Kính tiềm vọng
Người ta dùng lăng kính phản xạ toàn phần trong các

kính tiềm vọng ở các tàu ngầm để làm đổi phương
truyền của tia sáng.
tia tới song song vuộng góc với mặt huyền
BC .
GV : Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình
trong trường hợp này.
ng dụng
GV : Lăng kính phản xạ toàn phần có tác
dụng giống như dụng cụ quang học nào?
GV thông báo SGK
==>
τ
= 42
0
Vậy j <
τ
Hs : Sẽ xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần trên
mặt BC ==> xuất hiện
tia ló vuông gòc với AC
hướng vào E
Hs : Chùm tia này sẽ
phản xạ toàn phần tại hai
mặt BA và CA của góc
vuông và ló ra khỏi mặt
huyền BC (Tự Gthích)
HS : Lăng kính phản xạ
toàn phần có tác dụng
như một gương phẳng.
Ghi nhớ

Củng cố bài
giảng Dặn
dò của học
sinh
(5’)

Yêu cầu nhắc lại :
•Câu tạo của lăng kính
•Các công thức của lăng kính
•ng dụng của lăng kính
•Nhấn mạnh các nội dung quan trọng .
Trả lời câu hỏi và làm bài tập 1,2,3,4,5
trang 32 SGK
GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 05 -6 /6