Thiết kế tiến trình dạy học theo góc bài định luật khúc xạ ánh sáng VL11NC

Thiết kế tiến trình dạy học theo góc kiến thức bài “Khúc xạ ánh sáng”
1. Xác định mục tiêu dạy học phát triển năng lực

- Phát biểu được hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu và viết được biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được khái niệm về chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối
- Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối của môi trường 1 đối với môi trường 2 và
chiết suất tuyệt đối của một môi trường
- Phát biểu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
- Vẽ đường truyền của tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường
trong suốt khác.
- Giải các bài tập liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
- Giải thích các hiện tượng thực tế liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Ví dụ:
+ Chiếc thìa để ngập một phần trong cốc nước khi nhìn xiên góc có cảm giác bị gãy
khúc
+ Qua con mắt của chúng ta đáy ao hồ, sông ngòi, bể bơi, bể chứa nước hình như
nông hơn gần 1/3 độ sâu thực.
- Lựa chọn kiến thức về tương quan tỷ lệ thuận và tương quan tỷ lệ thuận của các hàm
lượng giác để xử lí các kết quả thí nghiệm khi xây dựng các định luật khúc xạ ánh
sáng.
- Từ các hiện tượng thực tế hay số liệu thí nghiệm, đề xuất được mối quan hệ giữa góc
khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về các mối quan hệ giữa góc
khúc xạ r và góc tới i trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Lắp ráp được thí nghiệm kiểm tra giả thuyết về mối liên hệ trên.
- Tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra giả thuyết trên và rút ra nhận xét.
- Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm và các nguyên nhân gây nên sai số: sai số
do đo đạc, kết quả của các giả thuyết khi góc tới i nhỏ và khi góc tới i lớn.
- Sử dụng kiến thức ảnh của một vật được tạo bởi hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua
mặt phân cách giữa hai môi trường để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của độ
sâu của nước trong ao hồ, bể bơi

- Hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức


- Có tinh thần học tập hợp tác
2. Lập sơ đồ xây dựng kiến thức khoa học

Điều kiện xuất phát
Trong thực tế có một số hiện tượng vật lý nếu sử dụng kiến thức vật lý của ánh sáng
trong định luật truyền thẳng thì không giải thích được hiện tượng. Ví dụ như hiện
tượng cái thìa trông như bị gãy khúc ở mặt nước trong cốc, đáy ao nhìn qua mặt nước
thấy gần mặt phân cách hơn so với thực tế.....Hiện tượng này gọi là hiện khúc xạ ánh
sáng
- Hiện hượng 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
- Khi góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ cũng tăng (giảm)
2.1.

2.2. Vấn đề cần giải quyết
Góc khúc xạ r và góc tới i có mối quan hệ với nhau được biểu diễn bằng hệ thức
nào?
2.2.
Giải pháp
- Tạo ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng để nghiên cứu mối quan hệ giữa góc khúc xạ r
và góc tới i khi thay đổi góc tới i
- Thực hiện thí nghiệm chiếu một chùm sáng hẹp xiên góc tới mặt phân cách giữa hai
môi trường trong suốt để tìm mối liên hệ định lượng giữa góc tới và góc khúc xạ

2.4. Thực hiện giải pháp
-

Thực hiện thí nghiệm:

+ Dụng cụ:
•
•
•
•

Hai môi trường trong suốt
Nguồn sáng để tạo ra chùm sáng hẹp
Thước đo góc
Màn hứng để quan sát được tia sáng

+ Bố trí thí nghiệm:

+ Thao tác:


Thay đổi góc tới i ghi vào bảng số liệu
i (độ)
r (độ)
+ Xử lí kết quả thí nghiệm bằng tính chất tương quan về các mối quan hệ đồng biến: tỉ
lệ thuận, quan hệ của các góc lượng giác đồng biến.
+ Nhận xét:
•
•

Nếu i có giá trị bé < 100 thì i và r tỉ lệ thuận
Nếu i>100 thì sin i và sin r tỉ lệ thuận

2.5. Kết luận
Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc
Sini
= const
Sinr
xạ (sin r) luôn không đổi :
3. Hoạt động dạy học tại các góc
Góc 1: Góc trải nghiệm: Làm thí nghiệm với bộ thí nghiệm về hiện tượng khúc
xạ ánh sáng:
a. Thiết bị, đồ dùng của góc

- Đèn laze
- Bản bán trụ bằng thủy tinh trong suốt
- Thước đo góc
- Màn hứng để quan sát tia sáng
b. Hướng dẫn và mức độ hỗ trợ của giáo viên

- Phiếu học tập số 1:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 (Làm ở nhà)
Lớp:

Nhóm:

Câu 1. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r là gì?
…………………………………………………………………………………………
Câu 2: Làm thế nào để kiểm tra câu trả lời trên là đúng hay sai?
…………………………………………………………………………………………
Câu 3: Nếu làm thí nghiệm đề kiểm tra dự đoán trên thì cần những dụng cụ nào, bố trí thí nghiệm
như thế nào, thu thập số liệu gì và xử lí ra sao?

…………………………………………………………………………………………Câu 4. Tiến
hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết “ Góc tới i tỉ lệ thuận với góc khúc xạ r” và “ sini tỉ lệ với sin


r”
…………………………………………………………………………………………
4.1. Quan sát bộ thí nghiệm ghi tên dụng cụ và ghi rõ chức năng của nó
Dụng cụ

4.2. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm
…………………………………………………………………………………………
4.3. Tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu. Điền vào bảng
i (độ)
r (độ)
4.4. Xử lí số liệu và đưa ra nhận xét
- Tính tỉ số i/r, sini/sinr
…………………………………………………………………………………………..
- So sánh kết quả thí nghiệm với dự đoán
…………………………………………………………………………………………..
- Nêu nguyên nhân dẫn đến sai số
…………………………………………………………………………………………..
5. Kết luận về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r.

………………………………………………………………………………………….
c. Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh

- Biết cách xây dựng phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm chú ý khắc phục
những sai lầm mắc phải khi làm thí nghiệm.
- Từ kết quả thí nghiệm rút ra nhận xét về: Mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới
i

d. Sản phẩm

- Thuyết trình được kết quả thí nghiệm của mình.
- Viết được báo cáo thí nghiệm.
- Rút ra được kết luận mối quan hệ giữa góc khúc xạ r và góc tới i


Góc 2: Góc trải phân tích: Làm thí nghiệm với bộ thí nghiệm về hiện tượng khúc
xạ ánh sáng:
a.Thiết bị, đồ dùng của góc.
- Sách giáo khoa
- Phiếu học tập số 2
b. Hướng dẫn và các mức độ hỗ trợ của giáo viên
- Hướng dẫn học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để trả lời các câu hỏi nghiên cứu trong
phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (làm ở nhà)
Lớp:
Nhóm:
1. Cho tốc độ của ánh sáng trong nước: v1=2,25.108 m/s, trong môi trường thủy tinh là: v2=2.108
m/s, trong môi trường chân không là: v= 3.108 m/s
v1
v2

2. Xác định tỷ số của
3. Xác định chiết suất tỉ đối của hai môi trường kể trên, xác định chiết suất tuyệt đối của thủy tinh

(n1) và nước
(n2) .................................................................................................................................
4. Dựa vào bảng số liệu đã cho khi cho ánh sáng truyền từ không khí vào thủy tinh
i (độ)

r ( độ)

100
6,50

200
130

300
19,50

400
25,50

500
310

600
350

700
390

sin i
sin r

- So sánh tỷ số
với chiết suất tỷ đối của hai môi trường?
c. Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh
Nghiên cứu sách giáo khoa để trả lời các câu hỏi nghiên trong phiếu học tập

d. Sản phẩm
- Hoàn thành phiếu học tập
- Rút ra kết luận về mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r
Góc 4: Góc “áp dụng”
a. Thiết bị, đồ dùng học tập
- Sách giáo khoa
- Phiếu học tập số 3
b. Hướng dẫn và các mức độ hỗ trợ của giáo viên

800
41,50


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 (Làm ở nhà)
con cá có mắt cách mặt nước một đoạn 40 cm. Con mèo đặt mắt trên
đường thẳng đứng qua con cá và cách mặt nước 60 cm.
a.Tính khoảng cách từ mắt con mèo đến con cá khi nhìn con cá qua mặt
nước
b.
Tính khoảng cách từ con cá đến con mèo khi con cá nhìn con mèo
Biết chiết suất của nước:nnước=4/3; chiết suất của không khí nkk=1;
Công thức liên hệ giữa chiết suất và khoảng cách
c.
Nhận xét về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng?
c.Mục tiêu và nhiệm vụ của học sinh
Một

+ Giải bài tập bằng các kiến thức đã có và dựa vào những gợi ý của bài để ghi lại vào
phiếu học tập
+ Kết luận

d. Sản phẩm
- Hoàn thành phiếu học tập số 3
Công việc trước khi vào giờ học:Bố trí không gian lớp học và chuẩn bị các tài liệu,
phương tiện , đồ dùng phù hợp như:
- Sắp xếp các góc học tập tương ứng phù hợp với không gian lớp học
- Mỗi góc có đủ tài liệu, đồ dùng, phương tiện phù hợp với nhiệm vụ học tập
- Các phương tiện dạy học hiện đại hỗ trợ trong dạy học máy chiếu…
Việc tổ chức dạy học có thể diễn ra như sau
Hoạt động 1: Xây dựng tình huống có vấn đề (khoảng 2 phút)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh - Dựa vào những kiến thức đã học từ lớp
sáng?
9, cá nhân suy nghĩ tìm câu trả lời:
+ Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng tia
sáng truyền từ môi trường trong suốt này
sang môi trường trong suốt khác bị gãy
khúc tại mặt phân cách giữa hai môi
- Khi chiếu ánh sáng từ không khí vào trường
thủy tinh góc tới tăng thì góc khúc xạ - Khi góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ
như thế nào?
cũng tăng (giảm)
_Gv: Đặt vấn đề: Vậy góc tới và góc _Hs: Cá nhân nhận thức vấn đề cần
khúc xạ có quan hệ với nhau như thế nghiên cứu
nào? Có biểu thức toán học nào biểu
diễn mối quan hệ đó không?
Hoạt động 2: Xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- GV chia lớp thành 3 nhóm và đề nghị các
nhóm cử nhóm trưởng, thư kí của nhóm.

Các nhóm cử nhóm trưởng, thư kí của
nhóm.
Lắng nghe giáo viên giao nhiệm vụ góc

- Tổ chức theo góc
- Trình chiếu 3 nhiệm vụ của 3 góc lên màn
hình để các nhóm biết nhiệm vụ phải làm
- Đặt giới hạn thời gian của mỗi góc
Góc 1 (phiếu 1)
Nhiệm vụ của
góc 1

Góc 2 (phiếu 2)
Nhiệm vụ của
góc 2

Góc 3 (phiếu 3)
Nhiệm vụ của
góc 3

- Các nhóm tự chọn các góc xuất phát hoàn
thành nhiệm vụ sau đó luân chuyển sang các

- Các nhóm tự chọn góc xuất phát,
nhận phiếu học tập rồi tiến hành hoàn

thành nhiệm vụ của nhóm trong thời
gian quy định.
Luân chuyển sang các góc khác khi đã
hoạt động xong góc mà mình vưà chọn.
Lần lượt các nhóm hoạt động hết 3 góc.

góc khác cho đến khi đạt được mục tiêu bài
học.
- Giao nhiệm vụ cho các nhóm chuẩn bị trước ở
nhà: Giáo viên phát trước cho mỗi nhóm 3
phiếu học tập ứng với góc và yêu cầu học sinh
nghiên cứu kĩ nhiệm vụ ở nhà trước khi lên lớp
- Giáo viên quan sát hoạt động của học sinh và
kịp thời uốn nắn.
Kiểm tra xem thư kí viết được những gì?
Kiểm tra xem các thành viên trong nhóm có
cùng hoạt động không
Hỏi xem học sinh có thắc mắc gì không?
Hoạt động 3: Tổng kết hoạt động của các nhóm. Khái quát các kết quả thu được
của các nhóm và kết luận
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Đề nghị các nhóm nộp kết quả thu được
Cử đại diện lên bảng trả lời câu hỏi ở phiếu
của nhóm mình (Các phiếu học tập khi hoạt học tập.
động ở 3 góc)
- Sử dụng máy chiếu phiếu học tập của các Tham gia thảo luận
nhóm.
- Xác nhận ý kiến đúng
HS ghi nhận kiến thức

- Giáo viên chính xác hóa kiến thức
GV: Chiếu lên bảng phần kiến thức của bài học (Phần ghi bảng )