bài 44: Khúc xạ ánh sáng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

GIÁO ÁN
BÀI 44: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Trần Viết Thắng
Giáo sinh thực tập: Nguyễn Thị Hà My

Thái Nguyên, tháng 08 năm 2011
Phần hai: Quang hình học
Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
Tiết 67: Bài 44 Khúc xạ ánh sáng
I. Mục đích:
1. Kiến thức:
- Trình bày được hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Định luật khúc xạ ánh sáng.
- Các khái niệm: chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức giữa chiết suất
tỉ đối và chiết suất tuyệt đối.
- Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng.
2. Kỹ năng:
- Cách vẽ đường đi tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác.
- Vận dụng được các công thức của định luật khúc xạ để giải các bài tập về
khúc xạ ánh sáng.
- Phân biệt được vai trò của các chiết suất trong hiện tượng khúc xạ ánh
sáng.
II. Chuẩn bị:
1. Giáo viên: Bộ dụng cụ thí nghiệm để khảo sát hiện tượng khúc xạ ánh
sáng.
2. Học sinh: Ôn lại hiện tượng khúc xạ ánh sáng và định luật khúc xạ đã
được học ở lớp 9.
III. Tiến trình dạy học:

1. Hoạt động 1 ( 3 phút): Ổn định tổ chức lớp, kiểm tra sĩ số, đặt vấn đề
vào bài mới:
+ Ổn định tổ chức lớp.
+ Kiểm tra sĩ số.
+ Đặt vấn đề vào bài mới:
Chúng ta đã nghiên cứu xong phần I: Điện học – Điện từ học. Hôm nay,
chúng ta chuyển sang nghiên cứu phần II: Quang hình học. Vậy Quang hình
học là gì?
Quang học: nói về ánh sáng, nghiên cứu các hiện tượng về ánh sáng.
Quang hình học: là dùng công cụ toán bằng hình học để giải thích các hiện
tượng quang học.
- Quang hình học gồm 2 chương:
Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
Chương VII: Mắt. Các dụng cụ quang học
Chúng ta vào chương VI: Khúc xạ ánh sáng
Bài đầu tiên của chương: Bài 44: Khúc xạ ánh sáng.
2. Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu khái niệm hiện tượng khúc xạ ánh
sáng:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
ĐVĐ: Với tên bài Khúc
xạ ánh sáng. Vậy khúc
xạ ánh sáng là gì? Để
hiểu định nghĩa này
chúng ta quan sát hình vẽ
sau:
- Vẽ hình 44.1 lên
bảng, thông báo
chùm tia sáng (1)
và chùm tia sáng
(2).

- Yêu cầu HS nhận
1. Định nghĩa hiện
tượng khúc xạ ánh
sáng:
a) Nhận xét:
- Chùm tia sáng (1):
chùm tia tới, góc tới
i.
- Chùm tia sáng (2):
chùm tia khúc xạ,
góc khúc xạ r.
- Chùm tia (2) bị đổi
phương so với chùm
xét phương của
chùm tia (2) so với
phương của chùm
tia (1) ?
Thông báo: chùm tia (1)
gọi là chùm tia tới, chùm
tia (2) gọi là chùm khúc
xạ.
- Vậy chùm tia khúc xạ
do đâu mà có?
- Định nghĩa lưỡng chất
phẳng, mặt lưỡng chất.
- Chùm tia (2) bị lệch một
góc so với chùm tia (1).
- Do khi chiếu chùm tia
(1) vào mặt nước.
- Theo dõi, lắng nghe, ghi

chép.
tia (1) khi qua mặt
phân cách.
b) Định nghĩa: Sgk
– 214.
- Lưỡng chất phẳng:
hệ hai môi trường
truyền sáng phân
cách bằng mặt
phẳng.
- Mặt phân cách
giữa hai môi trường
gọi là mặt lưỡng
chất.
3. Hoạt động 3 ( 15 phút): Hình thành định luật khúc xạ ánh sáng:
ĐVĐ: Như vậy, ta đã có định nghĩa hiện tượng khúc xạ, biết cách xác định
góc tới i và góc khúc xạ r. Vậy giữa i và r có mối quan hệ như thế nào?
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Nêu mục đích thí
nghiệm.
- Yêu cầu HS cho
biết dụng cụ thí
nghiệm bao gồm
những gì?
- Yêu cầu 2 HS lên
cùng tiến hành thí
nghiệm với GV.
- Lắng nghe.
- Gồm:
+ Tấm kính mờ

+ Bản trụ D thủy
tinh trong suốt
+ Nguồn sáng S
+ Thước tròn chia
độ
- Thực hiện yêu cầu
2. Định luật khúc xạ ánh sáng:
a) Thí nghiệm:
- Mục đích: tìm mối quan hệ
giữa góc tới i và góc khúc xạ
r.
- Dụng cụ
- Tiến hành
- Kết quả
- Yêu cầu HS lập tỉ
số
r
i
sin
sin
và rút ra
nhận xét?
Giải thích kết quả:
nếu bỏ qua sai số,
suy ra:
r
i
sin
sin
= n

- Đưa ra nội dung
định luật: Sgk – 215.
- Biểu thức định luật,
chú y n phụ thuộc
vào môi trường tới và
môi trường khúc xạ.
- Xét các TH:
+ n > 1
+ n < 1
Nhận xét mối quan
hệ giữa i và r
NX: n càng lớn thì tia
sáng gãy khúc càng
nhiều khi đi qua mặt
phân cách hai môi
trường.
của GV.
- Thực hiện yêu cầu
tính toán.
- Lắng nghe, ghi
chép.
- Phát biểu định
luật.
- Biểu thức:

r
i
sin
sin
= n

+ Nếu n > 1, sini >
sinr, i > r.
+ Nếu n < 1, sini <
sinr, i < r.
Với 0
0
≤ i, r < 90
0
- Lắng nghe.
*Nếu i nhỏ ( < 10
0
) thì r nhỏ, khi
đó sini ≈ i, sinr ≈ r, suy ra:
r
i
sin
sin
≈
i
r
b) Định luật:
- Nội dung định luật: Sgk –
215
- Biểu thức:
n
sinr
sini
=
(1)
Hay

sinr n sini
=
+ Nếu n > 1, i > r, môi trường
khúc xạ chiết quang hơn.
+ Nếu n < 1, i < r, môi trường
khúc xạ kém chiết quang hơn.
4. Hoạt động 4 (15 phút): Khái niệm chiết suất tuyệt đối, tỉ đối:
ĐVĐ: Ở biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng xuất hiện hằng số n. Vậy hằng
số n được xác định như thế nào?
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Thông báo hằng số n là
chiết suất tỉ đối của môi
trường 2 (môi trường
khúc xạ) đối với môi
trường 1 (môi trường
tới), kí hiệu n
21
- Thừa nhận: n ≡ n
21
=
2
1
v
v

ĐVĐ: Nếu trong 2 môi
trường có 1 môi trường
chân không thì khi đó n
21
có phải là chiết suất tỉ

đối nữa không?
- Vận tốc ánh sáng trong
chân không là?
- Theo định nghĩa chiết
suất tỉ đối, ta có
1
v
c
n
=
n
1/
chân không = c / v
1
.
Vậy n
1/
chân không, được
gọi là chiết suất tuyệt đối
của môi trường.
Thông báo định nghĩa
- Lắng nghe, ghi chép.
- Vận tốc ánh sáng trong
chân không là c.
- Lắng nghe.
- Ta có:
n
1
= c/v
1

, n
2
= c/v
2
v
1,
v
2
< c, suy ra n
1
, n
2
> 1
3. Chiết suất của môi
trường:
a) Chiết suất tỉ đối:
n ≡ n
21
=
2
1
v
v
v
1
, v
2
tốc độ ánh sáng qua môi
trường 1, 2.
b) Chiết suất tuyệt đối:

- Định nghĩa: Sgk – 215
- Biểu thức:

1
2
1 2
n
n
n
=⇒
(2)
Định luật khúc xạ viết dưới
dạng đối xứng:
2 211
i sin n i sin n
=
(3)
chiết suất tuyệt đối.
- Yêu cầu HS viết biểu
thức n
1
, n
2
. Rút ra đặc
điểm của n
1
, n
2
.
- Kết luận: Chiết suất

tuyệt đối của mọi chất
đều lớn hơn 1
- Từ biểu thức:
2
21
1
n
n
n
=

hãy xây dựng lại biểu
thức của định luật khúc
xạ?
Nếu thay i = i
1
, r = i
2
, ta
có biểu thức:
2 211
i sin n i sin n
=
Lưu y: biểu thức này được sử
dụng để tránh sự nhầm lẫn
khi đánh số các góc là i, r.
ĐVĐ: Thực tế khi nhìn
vào đáy chậu nước ta
thấy dường như đáy chậu
được nâng cao hơn. Vậy

giải thích hiện tượng này
như thế nào?
Đưa ra ví dụ cụ thể: khi
có một vật (hòn sỏi) ở
đáy chậu nước, nhìn vào
1
2
1 2
n
n
n
=⇒
- Ta có:
2
21
1
sin
sinr
i
n
n
n
= =
→ n
1
.sini = n
2
.sinr
- Vẽ hình vào vở
4. Ảnh của một vật được

tạo bởi sự khúc xạ ánh
sáng qua mặt phân cách
hai môi trường:
- Điểm O nằm ở đáy cốc
- Tia tới OA, OB.
hòn sỏi ta thấy nó được
nâng cao hơn.
- Giải thích: hòn sỏi nằm
tại O, từ O có 2 tia tới
mặt phân cách là OA,
OB. Tia OA vuông góc
mặt phân cách sẽ được
truyền thẳng – yêu cầu
HS trả lời.
- Tia OB tới mặt phân
cách xảy ra hiện tượng
gì?
- Lúc này góc khúc xạ và
góc tới sẽ như thế nào?
- Ảnh của O (hòn sỏi)
chính là giao 2 chùm tia
khúc xạ, yêu cầu HS trả
lời câu C2.
Ứng dụng thực tế: Khi đi tắm
biển, ao, hồ, ta cần lưu y do
hiện tượng khúc xạ mà ta
thấy đáy dường như nông
hơn 1/3 so với thực tế: sẽ rất
nguy hiểm đối với người
không biết bơi.

- Tia OA vuông góc với
mặt phân cách được truyền
thẳng.
- Tại B xảy ra hiện tượng
khúc xạ
- Do n
1
> n
2
, i < r
Thấy ảnh O’ cao hơn so
với O.
- Lắng nghe.
5. Hoạt động 5 (4 phút): Tìm hiểu định luật truyền thẳng ánh sáng:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Làm thí nghiệm, lấy
một giá trị cụ thể của
góc i, r ở thí nghiệm
ban đầu, đảo chiều
truyền ánh sáng. HS
quan sát và đưa ra
nhận xét.
- Vẽ hình tổng quát
- Kết luận: Ánh sáng
có tính thuận nghịch.
- Ánh sáng truyền
theo chiều nào thì
cũng truyền ngược lại
theo chiều đó.
5. Tính thuận nghịch trong

sự truyền ánh sáng:
6. Hoạt động 6 (3 phút): Củng cố và vận dụng:
- Tóm tắt nội dung chính của bài học
- Cho HS làm bài 1, 2 Sgk – 217
- Về nhà làm bài 3, 4, 5 và đọc mục Em có biết.
- Rút kinh nghiệm giờ dạy:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….