Giáo án Khúc xạ ánh sáng

BÀI 40: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I.
Mục tiêu
1. Kiến thức
- Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng
- Phát biểu được khái niệm: Chiết suất tỷ đối, chiết suất tuyệt đối,
- Phân biệt được chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối
- Viết được hệ thức giữa chiết suất tỷ đối và chiết suất tuyệt đối.
- Biết được tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
2. Kỹ năng
- Nhận biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Vận dụng được định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài tập
- Vận dụng được công thức xác định góc giới hạn
- Vẽ được đường đi của tia sáng trong trường hợp có hiện tượng khúc

xạ ánh

sáng.
3. Thái độ
- Nâng cao khả năng học hỏi, tìm hiểu để giải thích các hiện tượng vật lý tương tự.
- Phòng tránh được việc nhìn nhầm khoảng cách vật dưới nước như ao hồ, sông

suối,….
II.
Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Slide bài giảng.
- Phiếu học tập.
- Nội dung ghi bảng.
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức đã học về quang hình

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng
- Slide cho bài học mới
III.
Hoạt động dạy học

học ở THCS

Nội dung ghi bảng

CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Bài 44: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
- ĐN: Hiên tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột
ngột khi truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng.
- Hệ hai môi trường truyền sáng phân cách bằng mặt phẳng được gọi là lưỡng chất
phẳng.
1


2.
a)
-

Mặt phân cách hai môi trường là mặt lưỡng chất.
Định luật khúc xạ ánh sáng:
Thí nghiệm
Trong đó:
Kết quả:
+ SI: tia tới. I: điểm tới
+ IR: tia khúc xạ

+ IN: pháp tuyến với mặt phân cách
tại I
+ Mặt phẳng làm bởi tia tới với pháp
tuyến gọi là mặt phẳng tới.

b) Định luật

+Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.
+Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới.
+Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc
khúc xạ là một hằng số:

+
hay
 Chú ý:
* Nếu i nhỏ ( < 100) thì r nhỏ, khi đó sini ≈ i, sinr ≈ r => i = nr
+ Nếu n>1 môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới
+ Nếu n < 1Môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới

ii

r

r
3. Chiết suất của môi trường
a) Chiết suất tỉ đối
2


n21=

(v1, v2 tốc độ ánh sángkhi đi trong môi trường 1, 2.)

b) Chiết suất tuyệt đối
-

Định nghĩa: là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.

n21 =
-

Biểu thức định luật khúc xạ dạng đối xứng:

n1sini=n2sinr

4. Ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai

môi trường:
B

A
O’
O

- Điểm O nằm ở đáy cốc
- O’ là ảnh ảo của O
 Nhìn từ môi trường kém chiết quang vào môi trường chiết quang hơn, ảnh như

được nâng lên.
5. Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng:

- Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.
Phiếu học tập
Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ
Hoạt động học sinh
- Lớp trưởng báo cáo sĩ số
- HS nhận và điền vào phiếu.

Hoạt động giáo viên
-

- HS trả lời.
- HS lắng nghe và sửa bài.

-

Giới thiệu chương Quang hình
3

GV phát phiếu học tập và bắt đầu kiểm
tra bài cũ.
GV gọi HS trả bài
GV nhận xét và cho điểm.


Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hoạt động học sinh
Hoạt động giáo viên
- HS quan sát hình ảnh
- Cho HS xem 1 số hình ảnh về
và cho biết hiện tượng

hiện tượng khúc xạ ánh sáng
quan sát được.
- Đặt vấn đề: Ở lớp 9, các em đã
học qua về hiện tượng khúc xạ
ánh sáng, tuy nhiên, các em chỉ
mới hiểu khái quát về khái niệm
của nó cũng như quan hệ về góc
khúc xạ và góc tới trong hiện
tượng khúc xạ ánh sáng. Thế còn
môi trường truyền sáng thì có ảnh
hưởng gì đến đường truyền của
các tia? Bài học hôm nay sẽ giúp
các em hiểu rõ hơn về hiện tượng
khúc xạ ánh sáng và định luật
khúc xạ ánh sáng.
- Chiếu Slide cho HS xem hình
44.1.
- Thông báo về Lưỡng chất phẳng
và mặt lưỡng chất.
HS phát biểu định
nghĩa hiện tượng khúc
xạ ánh sáng
- Phân biệt chùm tia tới
và chùm tia khúc xạ.
Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật khúc xạ ánh sáng
Hoạt động học sinh
Hoạt động giáo viên
- ĐVĐ: Các em đã biết chiếc
thìa bị gãy là do khúc xạ ánh
sáng, vậy tia sáng sẽ truyền đi

như thế nào, bị lệch bao
nhiêu? Chúng ta cùng tìm
hiểu nội dung định luật khúc
xạ ánh sáng để làm sáng tỏ
hơn.
- GV giới thiệu dụng cụ thí
- HS phân biệt: mặt lưỡng
nghiệm
chất, tia tới, tia khúc xạ,… - Gọi 2 HS lên thực hiện thí
- HS quan sát, ghi nhận các
nghiệm ảo.
kết quả vào phiếu học tập.
- Các nhóm tiến hành tính
toán và điền vào phiếu học
tâp.
- GV nhận xét.

Nội dung kiến thức
1. Định nghĩa hiện
tượng khúc xạ ánh
sáng
Khúc xạ là hiện tượng
chùm tia sáng bị đổi chiều
đột ngột ki đi qua mặt phân
cách giữa hai môi trường
truyền ánh sáng.
-

-

Hệ hai môi trường
truyền ánh sáng
phân cách bằng mặt
phẳng được gọi là
lưỡng chất phẳng.
Mặt phân cách hai
môi trường là mặt
lưỡng chất

-

4

Nội dung kiến thức
2. Định luật khúc xạ ánh
sáng
a) Thí nghiệm
- Cho tia sáng truyền
từ không khí vào
nước.
- Đo góc tới và góc
khúc xạ tương ứng.
Kết quả: Tỉ số của các
lần đo xấp xỉ nhau.
b) Định luật
Tia khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tới


-

Trình bày kết quả về
thương số sini và sinr

-

HS nhận xét về i và r khi
n>1 và n<1

-

GV thông báo định luật và
viết công thức.

Tia tới và tia khúc xạ nằm
ở hai bên pháp tuyến tại
điểm tới.
Đối với hai môi trường
trong suốt nhất định , tỉ số
giữa sin của góc tới và sin
của góc khúc xạ là một
hằng số:
=n
+ Nếu n > 1: môi trường
khúc xạ chiết quang hơn
môi trường tới
+ Nếu n < 1: môi trường
khúc xạ kém chiết quang
hơn môi trường tới

Hoạt động 4: Tìm hiểu chiết suất của môi trường
Hoạt động học sinh
Hoạt động giáo viên
- ĐVĐ:Ta đã biết ở phần trên, tỉ
số sini và sinr là một hằng số và

Nội dung kiến thức
3. Chiết suất của môi
trường
A .Chiết suất tỉ đối

- Tìm hiểu SGK
hằng số này được gọi là chiết suất
- Các nhóm tiến hành tính toán
tỉ đối.
và nhận xét
- GV làm thí nghiệm đối với môi - Tỉ số
không đổi
- HS rút ra nhận xét về tỉ số sin i
trường không khí và kim cương.
trong hiện tượng khúc xạ
và sin r đối với những cặp môi - Yêu cầu HS nhận xét về tỉ số
ánh sáng trên được gọi là
trường khác nhau.
chiết suất tỉ đối cuả môi
trường 2 (chứa tia khúc xạ)
- Lắng nghe và ghi chép

đối với cặp môi trường trong đối với môi trường 1 (chưa
suốt khác nhau.

tia tới).
- Gv định nghĩa chiết suất tỉ đối

- Tìm hiểu khái niệm chiết suất
tuyệt đối
-HS nêu khái niệm chiết suất uyệt
đối.
- Yêu cầu HS nêu khái niệm về
- HS chứng minh hệ thức:
chiết suất tuyệt đối
5

b. Chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối của
một môi trường là chiết
suất tỉ đối của môi trường
đó đối với chân không


- GV gọi HS chứng minh hệ thức
dựa vào chiết suất tuyệt đối:

- Từ đó GV viết lại công thức của
định luật khúc xạ:

+ Chân không có chiết suất
n=1
+ Chiết suất tuyệt đối của
mọi chất đều lớn hơn 1
Nếu đặt i=i1 r=i2 thì:

n1 sin i1=n2 sin i2

Hoạt động 5: Tìm hiểu ảnh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân
cách hai môi trường.
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của Giáo Viên
Nội dung
- HS quan sát hình 44.5, mô
- GV gọi HS mô tả hình.
- Tia sáng vuông góc
Với
cách
truyền
sáng
như
tả hình, xác định tia tới, tia
với mặt phân cách thì
trên
thì
mắt
ta
nên
đặt
ở
vị
ló, đường đi của các tia.
tia ló truyền
trí nào để quan sát được
thẳng(không có hiện
ảnh điểm O? Chúng ta

tượng khúc xạ)
thấy O hay là ảnh O’ của
nó?
- Vận dụng thực tiễn: Nhìn
xuống ao hồ chúng ta
tưởng rằng nước cạn,
- HS trả lời câu hỏi và rút ra
nhưng thật ra không phải
bài học trong thực tiễn
như thế. Do đó cần phải
cẩn thận.
Hoạt động 5: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của Giáo Viên
- Quan sát hình vẽ
- GV cho HS quan sát hình vẽ
- Nhận xét về đường đi của tia
sáng

- Phát biểu nguyên lí thuận nghịch
- Yêu cầu học sinh phát biểu
của sự truyền ánh sáng
nguyên lí thuận nghịch.

6

Nội dung
III. Tính thuận nghịch của
sự truyền ánh sáng
- Nếu ánh sáng truyền trong

1 môi trường theo một đường
nào đó thì nó cũng truyền
theo đường ngược lại nếu
hoán đổi vị trí nguồn với ảnh.


Hoạt động 6: Củng cố- dặn dò
Hoạt động của Giáo Viên
- Yêu cầu HS phát biểu được định nghĩa về
hiện tượng khúc xạ, định luật khúc xạ ánh
sáng, viết biểu thức.
- HS làm bài tập vận dụng củng cố tại lớp
- Làm bài tập 6,7,8,9,10 trang 166, 167 SGK

Hoạt động của học sinh
- Lắng nghe và tự củng cố

- Ghi chép các yêu cầu của GV

Bài tập củng cố:

Bài tập 1: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa đầy nước có chiết suất
mặt nước và hợp với mặt nước một góc 600. Tính góc khúc xạ.
Giải:
Góc i=300

. Một tia sáng chiếu tới

Theo định luật khúc xạ ánh sáng:

Bài tập 2: Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí tới mặt thủy tinh (chiết suất 1,5) sao cho góc
khúc xạ bằng phân nữa góc tới.
Giải:

Theo định luật kxas:

7


Rút kinh nghiệm tiết dạy
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
IV.

8