hiện tượng phản xạ toàn phần

SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG
DẠY HỌC KIẾN THỨC “ HIỆN TƯỢNG
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN “ ( LỚP 11 )
I – SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC
1. Sơ đồ
2
2. Phát biểu vấn đề
Chiếu một chùm tia sáng song song hẹp từ môi trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, trong
trường hợp không áp dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để xác định chùm tia khúc xạ hay không có
tia khúc xạ thì lúc đó xảy ra hiện tượng gì?
1. Làm nảy sinh vấn đề:
Bài tập: chiếu một tia sáng từ nhựa ( ) ra không khí. Tính góc khúc xạ r trong các trường hợp
góc tới i sau đây:
a,
b,
 Trường hợp khi sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng không xác định được góc khúc xạ
3
3. Giải quyết vấn đề:
3.1. Đề xuất giả thuyết
+ Khi chiếu một chùm tia sáng song song hẹp từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết
quang kém hơn, mà không có tia khúc xạ thì toàn bộ chùm tia sáng bị phản xạ trở lại môi trường tới
khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
3.2. Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết bằng thí nghiệm:
+ Xác định nội dung cần kiểm tra: kiểm tra hệ quả của giả thuyết
Cần kiểm tra khi không có tia khúc xạ thì cường độ sáng của tia phản xạ và tia tới có như nhau không
+ Thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết:
Sử dụng TBTN biểu diễn nghiên cứu quang hình bài phản xạ toàn phần, chiếu chùm sáng song song
hẹp từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém hơn, tăng dần góc tới từ đến
, quan sát và so sánh vị trí, cường độ sáng của tia tới, tia khúc xạ và tia phản xạ
+ Thực hiện TN:
Góc tới

Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ
Nhỏ + Lệch xa pháp tuyến
+ Rất sáng
Rất mờ
Tăng dần
+ Lệch xa pháp tuyến ( r tăng )
+Sáng
Mờ
Có giá trị đặc
biệt
+ Gần sát mặt phân cách
+ Rất mờ
Rất sáng
Lớn hơn
Không còn Rất sáng
=>Khi thì toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ trở lại môi trường tới tại mặt phân cách giữa hai môi
2. Giải thích
+ Bước 1: Xác định nội dung kiến thức cần xây dựng ( giai đoạn 4: kết luận )
- Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần: Hiện tượng phản xạ toàn phần là
hiện tượng phản xạ, trong đó mọi tia sáng tới đều bị phản xạ trở lại môi
trường tới, xảy ra tại mặt phân cách hai môi trường.
- Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:
• Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn:
• Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
+ Bước 2: Phát biểu vấn đề ( giai đoạn 2 )
Chính là xây dựng một bài toán, một câu hỏi có đáp án là phần nội dung kiến thức
đã xác định trước ở bước 1:
Chiếu một chùm tia sáng song song hẹp từ môi trường trong suốt này sang môi
trường trong suốt khác, trong trường hợp không áp dụng được định luật khúc xạ
4

4. Kết luận:
+ Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần: Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ, trong
đó toàn bộ tia sáng tới đều bị phản xạ trở lại môi trường tới tại mặt phân cách giữa hai môi trường.
+ Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:
• Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn ( )
• Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
ánh sáng để xác định chùm tia khúc xạ hay không có tia khúc xạ thì lúc đó xảy ra
hiện tượng gì?
+ Bước 3: Làm nảy sinh vấn đề
Làm nảy sinh vấn đề bằng bài tập
Bài tập: chiếu một tia sáng từ nhựa trong ( ) ra không khí. Tính góc khúc
xạ r trong các trường hợp góc tới i sau đây:
a,
b,
 Khi giải bài tập này,với thì xác định được nhưng với
khi sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng không xác định được góc
khúc xạ hay không có tia khúc xạ.
+ Bước 4: Tìm giải pháp và thực hiện giải pháp để giải quyết vấn đề
Học sinh sử dụng phép ngoại suy để đề xuất giả thuyết: học sinh đã biết khi chiếu
ánh sáng từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì tồn tại
đồng thời cả tia khúc xạ và tia phản xạ. Vậy khi không có tia khúc xạ có nghĩa là
chỉ còn tia phản xạ và toàn bộ tia tới đều bị phản xạ.
Vì không có kiến thức cũ nào có thể kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết
nên học sinh sẽ nghĩ đến việc làm thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết. Nhưng
không thể xác định được số tia sáng tới và số tia phản xạ, nên học sinh sẽ nghĩ
đến việc so sánh cường độ sáng của tia tới và tia phản xạ.
Sử dụng bộ thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu quang hình bài phản xạ toàn phần.
Chiếu ánh sáng từ nhựa trong ra không khí, tăng dần góc tới và quan sát, so sánh
cường độ của tia tới và tia khúc xạ. Chú ý quan sát trường hợp không có tia khúc
xạ.

5
II – MỤC TIÊU DẠY HỌC
1. Nội dung kiến thức cần xây dựng
+ Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần: Hiện tượng phản xạ toàn phần là
hiện tượng phản xạ, trong đó mọi tia sáng tới đều bị phản xạ trở lại môi
trường tới
+ Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:
• Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém
hơn:
• Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
2. Mục tiêu trong quá trình học
+ Học sinh tham gia thiết kế, xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra hệ
quả của giả thuyết: cường độ sáng của tia tới và tia khúc xạ bằng nhau
+ Rèn luyện kỹ năng tiến hành thí nghiệm với bộ thí nghiệm biểu diễn
nghiên cứu quang hình.
3. Mục tiêu đối với kết quả học tập
+ Học sinh phát biểu được định nghĩa và điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ
toàn phần.
+ Học sinh vận dụng được kiến thức vào giải các bài tập
4. Đề kiểm tra kết quả học tập ( Phiếu học tập )
Câu 1: Xác định góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ta chiếu một #a sáng từ môi
trường (1) chiết suất
1
2n
=
vào môi trường (2) chiết suất
2
3n
=
.

A.
0
30
gh
i
=
B.
0
45
gh
i
=
C.
0
60
gh
i
=
D.
0
75
gh
i
=
Câu 2: Trong các trường hợp sau đây trường hợp là hiện tượng phản xạ toàn
phần? (
'i i
=
)
6

A. Trường hợp (1) B. Trường hợp (2)
C. Trường hợp (3) D. Trường hợp (1) và (3)
Câu 3. Chọn câu đúng.
Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi :
A. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.
B. Truyền ánh sáng từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn
C. Truyền ánh sáng từ một môi trường tới môi trường chiết quang hơn với góc
tới bằng góc giới hạn.
D. Truyền ánh sáng từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn
với góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.
Câu 4. Chiếu một #a sáng từ môi trường (1) có chiết suất
1
2n
=
tới mặt phẳng
phân cách với môi trường (2) có chiết suất
2
2n
=
với góc tới nào thì xảy ra hiện
tượng phản xạ toàn phần?
A.
0
20

B.
0
30
C.
0

40
D.
0
50
III – CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên
+ Chuẩn bị bộ thí nghiệm biểu diễn nghiên cứu quang hình
Các dụng cụ thí nghiệm gồm
+) Một đèn bấm laze
7
Gương phẳng
(1)
r
i
'i
(2)
i
'i
1
n
2
n
1
n
2
n
(3)
i
'i
+) Hai môi trường trong suốt ( chọn một môi trường là

không khí và môi trường còn lại là khối nhựa bán trụ )
+) Quang bản có chia độ ( chia góc )
+ Bảng từ để gắn các dụng cụ
2. Học sinh
Ôn lại kiến thức về khúc xạ và phản xạ đã học ở lớp dưới
IV – TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH GHI CHÚ
Hoạt động 1: Giáo viện làm nảy sinh và phát biểu vấn đề ( làm việc chung cả lớp )
+ Giao nhiệm vụ dưới dạng kiểm tra
đầu giờ:
chiếu một tia sáng từ nhựa (
) ra không khí. Tính góc khúc xạ r
trong các trường hợp góc tới i sau
đây:
a,
b,
+ Nhận xét: Trong trường hợp
khi áp dụng định luật khúc
xạ ánh sáng, ta thấy một điều vô lý
+ Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng :
⇒

a)
⇒

b) ( vô lý )
8
là , điều đó có nghĩa là
không có tia khúc xạ
+ Phát biểu vấn đề: trong trường

hợp không áp dụng được định luật
khúc xạ ánh sáng để xác định chùm
tia khúc xạ hay không có tia khúc xạ
thì lúc đó xảy ra hiện tượng gì?
+ Tiếp nhận vấn đề
Hoạt động 2: Đề xuất giả thuyết ( làm việc cá nhân ) và kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết bằng
thí nghiệm ( tiến hành thí ghiệm theo nhóm )
Từ kiến thức lớp dưới,Khi chiếu ánh
sáng từ môi trường trong suốt này
sang môi trường trong suốt khác thì
luôn xảy ra hiện tượng khúc xạ và
phản xạ. Vậy trong trường hợp
không áp dụng được định luật khúc
xạ ánh sáng để xác định chùm tia
khúc xạ hay không có tia khúc xạ thì
lúc đó xảy ra hiện tượng gì? Nêu đặc
điểm của hiện tượng đó?
+ Làm thế nào để ta có thể kiểm tra
tính đúng đắn của giả thuyết trên?
+Thực chất ở đây chúng ta cần kiểm
tra cái gì? ( Chúng ta có thể xác định
được số tia tới, tia phản xạ không? )
+ Khi chiếu một chùm tia sáng song song
hẹp từ môi trường trong suốt này sang
môi trường trong suốt khác, mà không có
tia khúc xạ thì toàn bộ chùm tia sáng bị
phản xạ trở lại môi trường tới khi gặp
mặt phân cách giữa hai môi trường
+ Làm thí nghiệm
+ Chúng ta tiến hành thí nghiệm để xem

cường độ sáng của tia tới và tia phản xạ
9
+ Bạn nào có thể đề xuất một
phương án thí nghiệm có thể kiểm
tra được cường độ sáng của tia tới và
tia phản xạ bằng nhau hay không?
+ Nhận xét các phương án thí
nghiệm của học sinh, giới thiệu bộ
thí nghiệm hiện có. Chia lớp thành 4
nhóm để tiến hành thí nghiệm.
+ Nhận xét kết quả thí nghiệm: từ
kết quả thí nghiệm, với sai số cho
phép, trong trường hợp góc tới lớn
hơn hoặc bằng một giá thị nào đó thì
cường độ sáng của chùm tia sáng tới
bằng với cường độ sáng của chùm
tia phản xạ. Người ta gọi đó là hiện
tượng phản xạ toàn phần.
+ Yêu cầu học sinh phát biểu định
nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần.
có bằng nhau không
+ Chúng ta sẽ sử dụng bộ thí nghiệm
biểu diễn nghiên cứu quang hình, chiếu
chùm tia sáng song song hẹp từ môi
trường chiết quang hơn sang môi trường
kém chiết quang hơn tăng dần góc tới và
quan sát cường độ sáng của tia tới và tia
phản xạ ( chú ý tới trường hợp không còn
tia khúc xạ chỉ có tia phản xạ )
+ Các nhóm tiến hành thí nghiệm:

Kết quả thí nghiệm
Góc tới (
rất sáng )
Chùm tia
khúc xạ
Chùm
tia phản
xạ
Nhỏ + Lệch xa
pháp tuyến
+ Rất sáng
Rất mờ
Tăng dần
+ Lệch xa
pháp tuyến ( r
tăng )
+Sáng
Mờ
Có giá trị
đặc biệt
+ Gần sát mặt
phân cách
+ Rất mờ
Rất sáng
Lớn hơn Không còn Rất sáng
10
+ Vậy theo các em, khi nào hiện
tượng phản xạ toàn phần xảy ra?
( giáo viên tiến hành lại thí nghiệm
trên cho học sinh quan sát và đưa ra

khái niệm góc khúc xạ giới hạn )
+ Tìm biểu thức biểu thức tính góc
khúc xạ giới hạn? ( là góc tới ứng
với góc khúc xạ )
+ Nhận xét kết quả của học sinh và
nhắc lại điều kiện xảy ra hiện tượng
toàn phần.
+ Ghi nhận yêu cầu của giáo viên và thực
hiện yêu cầu: hiện tượng phản xạ toàn
phần là hiện tượng phản xạ, trong đó toàn
bộ tia sáng tới đều bị phản xạ trở lại môi
trường tới tại mặt phân cách hai môi
trường.
+ Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra
khi chiếu ánh sáng từ môi trườn chiết
quang hơn sang môi trường kém chiết
quang hơn với góc tới lớn lớn hơn hoặc
bằng góc khúc xạ giới hạn.
+ Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:
=>

Hoạt động 3: Tổng kết ( làm việc chung toàn lớp )
+ Yêu cầu học sinh nhắc lại định
nghĩa và điều kiện xảy ra hiện tượng
phản xạ toàn phần
+ Yêu cầu học sinh làm phiếu học
tâp )
+ Nhắc lại nội dung
+ Làm phiếu học tập
Tùy vào lượng thời

gian còn lại của tiết
học mà giáo viên yêu
cầu học sinh làm hết
hay một phần của
phiếu học tập.
V – NỘI DUNG GHI BẢNG
BÀI 45. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Hiện tượng phản xạ toàn phần
a. Định nghĩa
+ Thí nghiệm
• Bố trí thí nghiệm
• Tiến hành thí nghiệm
11
• Kết quả thí nghiệm
+ Định nghĩa: Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ, trong
đó toàn bộ tia sáng tới đều bị phản xạ trở lại môi trường tới tại mặt phân
cách giữa hai môi trường.
b. Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
+ Góc khúc xạ giới hạn:
+ Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:
• Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém
hơn ( )
• Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
12