giáo án bài thấu kính vật lý lớp 11 cơ bản

BÀI 28:

LĂNG KÍNH
I.MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của lăng kính.
- Vẽ được đúng đường truyền của ánh sáng qua lăng kính.
- Chứng minh được các công thức về lăng kính.
- Nêu được các ứng dụng của lăng kính.
2. Kĩ năng:
- Vẽ đường truyền ánh sáng qua lăng kính.
- Giải các bài tập đơn giản về lăng kính.

3. Thái độ:
- Có hứng thú học vật lý.
- Có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác.
- Có tinh thần hợp tác học tập trong việc học môn vật lý.

II.CHUẨN BỊ:
1. Giaó viên:
- Dùng các thí nghiệm mô phỏng về tán sắc ánh sáng trắng và khảo sát đường
truyền của ánh sáng qua lăng kính.
- Các tranh, ảnh về quang phổ, máy quang phổ,…
2. Học sinh:
- Các kiến thức liên quan: khúc xạ ánh sáng, ánh sáng trắng…


III. HOẠT ĐỘNG DẠY- HỌC:
* Hoạt động 1: Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi: Nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần? Viết công thức tính góc giới hạn
toàn phần?

* Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo của lăng kính:
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Cho học sinh quan sát
lăng kính và hỏi:

Nội dung ghi bảng

BÀI 28: LĂNG KÍNH
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG
KÍNH.

- Lăng kính có màu hay
trong suốt? Lăng kính có
hình gì?
- Thông báo cho học sinh
lăng kính chỉ được làm từ
một chất có thể là nhựa,
thuỷ tinh…
- Yêu cầu 1 học sinh nếu
cấu tạo của lăng kính.
- Lăng kính có những
phần tử nào?
GV nhận xét và bổ sung:
+ Cạnh là giao tuyến của
hai mặt bên.
+ Hai mặt bên là 2 mặt
trong suốt khi ta chiếu

ánh sáng vào.

- Lăng kính trong suốt và
lăng kính có hình lăng trụ
tam giác.
- Lắng nghe.

- Nêu cấu tạo của lăng kính. - Cấu tạo: (SGK-T176)
- Các phần tử của lăng kính
gồm: cạnh, hai mặt bên,
đáy.

- Các phần tử của lăng kính:
cạnh, hai mặt bên, đáy.


+ Đáy là mặt còn lại
- Học sinh lắng nghe, ghi
thường không được sử
chép.
dụng và được bôi đen.
- Lăng kính được đặc trưng bởi:
- Về phương diện quang
+ Góc chiết quang A.
học, một lăng kính được
+ Chiết suất n.
đặc trưng bởi:
+ Góc chiết quang A là
góc làm bởi hai mặt bên
của lăng kính.

+ Chiết suất n là chiết
suất tỉ đối của chất làm
lăng kính với chiết suất
của môi trường bên
ngoài.
- Thông thường ở THPT
ta thường xét với lăng
kính đặt trong không khí,
mà không khí có chiết
suất là 1. Do đó chiết suất
tỉ đối trùng với chiết suất
tuyệt đối của chất làm
lăng kính. Vậy đường
truyền của tia sáng đi qua
lăng kính ntn chúng ta
chuyển sang phần II.
ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA
TIA SÁNG QUA LĂNG
KÍNH.
*Hoạt động 3: Khảo sát đường truyền các tia sáng qua lăng kính:
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung ghi bảng


- Ở lớp 9, ta đã biết ánh sáng
trắng gồm nhiều màu và lăng
kính có tác dụng phân tích

chùm ánh sáng truyền qua nó
thành nhiều chùm sáng khác
nhau.
- Cho hs quan sát TN tán sác
ánh sáng trắng(D:\quang
học\Sự tán sắc và khúc xạ
ánh sáng qua lăng kính.mp4)
Mục đích TN: Quan sát sự
tán sắc ánh sáng trắng qua
lăng kính.

II. ĐƯỜNG TRUYỀN
CỦA TIA SÁNG QUA
LĂNG KÍNH
1. Tác dụng của tán sắc
ánh sáng.

- Tiến hành TN: Chiếu ánh
sáng trắng vào lăng kính.
- Có nhận xét gì về màu sắc
của ánh sáng chiếu vào và
màu sắc của ánh sáng ló ra
khỏi lăng kính?
- Gv nhận xét câu trả lời, bổ
sung và kết luận.
- Hiện tượng ánh sáng bị
tách thành nhiều chùm sáng
màu như trên gọi là sự tán
sắc ánh sáng bởi lăng kính,
hiện tượng này do Newton

khám phá ra năm 1669.
- Làm thí nghiệm mô phỏng
trong crocodile cho HS thấy
hiểu rõ hơn.(UDCNTT\tán
sắc ánh sáng trắng.cxp)

- Ánh sáng chiếu vào lăng -Lăng kính có tác dụng làm
kính là ánh sáng màu
tán sắc ánh sáng.
trắng và ánh sáng ló ra
khỏi lăng kính bị tách
thành những dải màu
khác nhau.


2. Đường truyền của tia
sáng qua lăng kính.

- Dưới đây, ta chỉ xét sự
chuyền của một chùm tia
sáng đơn sắc (có một màu
nhất định) qua một lăng kính.
Vậy đường truyền của tia
sáng đơn sắc đi qua lăng kính
như thế nào? Chúng ta cùng
chuyển sang phần 2: Đường
truyền của tia sáng qua lăng
kính.
- GV tiến hành TN đường
truyền của tia sáng qua lăng

kính
- Xét một lăng kính có tiết
diện thẳng là ABC, có góc
chiết quang là A, chiết suất là
n,chiếu một chùm tia sáng
hẹp đơn sắc SI tới mặt bên
của lăng kính thứ nhất theo
hướng từ đáy đi lên trên.
- Có nhận xét gì về đường
truyền của tia sáng tại điểm I
tại mặt lăng kính thứ nhất.
- C1:

Tại sao khi ánh sáng
truyền từ không khí vào lăng
kính luôn có sự khúc xạ và
tia khúc xạ lệch gần pháp
tuyến hơn so với tia tới?
- GV nhận xét, bổ sung:

-Tại I: Tia khúc xạ lệch
gần pháp tuyến, nghĩa là
lệch về phía đáy của lăng
kính (do tia tới truyền từ
môi trường có chiết suất
nhỏ hơn sang môi trường
có chiết suất lớn hơn =>
góc khúc xạ lớn hơn góc
tới.
-Khi ánh sáng truyền từ

không khí vào lăng kính
thì tức là truyền vào môi
trường chiết quang hơn,
khi đó i1 > r1=> tia khúc
xạ lệch gần pháp tuyến
hơn so với tia tới.

- Tại I: Tia khúc xạ lệch gần
pháp tuyến, nghĩa là lệch về
phía đáylăng kính.
- Tại J: Tia khúc xạ lệch xa
pháp tuyến tức là cũng lệch
về đáy lăng kính.


- Tại J tia khúc xạ lệch ra
- Tương tự có nhận xét gì về pháp tuyến, tức là cũng
đường truyền của tia sáng tại lệch đáy lăng kính (do tia
điểm J tại mặt lăng kính
tới truyền từ môi trường
CHÚ Ý: Ở mặt lăng kính thứ có chiết suất lớn hơn sang
nhất, tia IJ đóng vai trò là tia môi trường có chiết suất
khúc xạ, ở mặt thứ hai tia IJ
nhỏ hơn => góc khúc xạ
lại đóng vai trò là tia tới.
nhỏ hơn góc tới).
- GV nhận xét, bổ sung:
Tương tự như vậy, khi ánh
sáng truyền từ lăng kính ra
ngoài không khí (tức là

truyền vào môi trường kém
chiết quang) thì r2< i1=> tia
khúc xạ lệch xa pháp tuyến
hơn so với tia tới (GV dùng
TN để minh họa điều này).
- Tại J có thể xảy ra hiện
- Tại J, ở đây có thể xảy ra
tượng khúc xạ hoặc phản
những hiện tượng gì?
xạ toàn phần. Do không
khí chiết quang kém hơn
chất làm lăng kính.

- GV nhận xét: Ta giả sử góc
tới i nhỏ hơn góc igh nên
trong trường hợp này chỉ có
thể xảy ra hiện tượng khúc
xạ ánh sáng.
- Vậy khi có tia ló ra khỏi
lăng kính thì tia ló bao giờ
cũng lệch về phía đáy lăng
kính so với tia tới.
- Góc tạo bởi tia tới SI và tia
ló IJr gọi là góc lệch D của
tia sáng khi truyền qua lăng
kính (GV chỉ rõ góc lệch D
trên hình vẽ).
- Vậy để xác định góc lệch D

-HS tiếp thu, ghi nhớ.

hay các góc tới, góc phản xạ
chúng ta phải dùng công thức
nào?

*Hoạt động 4: Tìm hiểu các công thức của lăng kính:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
-Xét đường truyền của tia sáng
qua lăng kính như hình 28.4.
-Áp dụng định luật khúc xạ
ánh sáng và một số định lý
hình học về góc, ta thiết lập
được các công thức lăng kính
sau đây:
* TH1: Góc i1 và góc chiết
quang A lớn:
- HS ghi các công thức
sin i1=n sinr1; A= r1+r2
vào vở để áp dụng làm
sin i2= n sinr2; D=i1+i2-A *
bài tập.
TH2: Góc i1 và góc chiết

Nội dung ghi bảng

* TH1: Góc i1và góc chiết
quang A lớn:
sin i1=n sinr1; A= r1+r2

sin i2= n sinr2; D=i1+i2-A


quang A nhỏ (<10o)
i1= nr1; A= r1+r2
i2= nr2; D= (n-1)A
-Y/c: học sinh về nhà hoàn
thành câu C2.
-HS ghi các công thức
-Y/c học sinh làm bài tập ví dụ vào vở để áp dụng làm
SGK/177.
bài tập.
-Vậy trong thực tế, lăng kính
-HS lên bảng giải ví dụ.
được ứng dụng trong những
trường hợp cụ thể nào, để biết
được điều đó chúng ta cùng
chuyển sang phần IV.
*Hoạt động 5: Tìm hiểu công dụng của lăng kính:
Hoạt động của GV
- Y/c HS đọc sách giáo khoa
để tìm hiểu công dụng của
lăng kính.
- GV nhận xét bổ sung.
- Ứng dụng ngoài thực tế:
Máy quang phổ dùng trong
các nghành công nghiệp hóa
học, sinh học, công nghệ thực
phẩm, đồ uống cũng như môi
trường.

- Thông báo:
+ Lăng kính phản xạ toàn
phần là lăng kính thuỷ tinh có
tiết diện thẳng là một tam
giác vuông cân được sử dụng
để tạo ảnh thuận chiều, có tác
dụng như một gương phẳng.
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. Nhờ kính
tiềm vọng, thủy thủ ở dưới
tàu ngầm có thể quan sát
được các hoạt động diễn ra

Hoạt động của HS
- HS đọc sách giáo
khoa.

* TH2: Góc i1 và góc chiết
quang A nhỏ (<100)
i1= nr1; A= r1+r2
i2= nr2; D= (n-1)A

Nội dung ghi bảng
IV. CÔNG DỤNG
CỦA LĂNG KÍNH.
1.Máy quang phổ.

-HS lắng nghe, ghi nhớ.

-HS lắng nghe, ghi nhớ.

2.Lăng kính phản xạ
toàn phần.


trên mặt biển.
+ Trong ống nhòm, người ta
dùng 2 lăng kính phản xạ
toàn phần có các cạnh vuông
góc với nhau để làm đổi
chiều của ảnh. Tương tự với
máy ảnh lăng kính phản xạ
toàn phần để tạo ảnh thuận
chiều (cho học sinh quan sát
máy ảnh thực tế).
- Làm thí nghiệm mô phỏng
hiện tượng lăng kính phản xạ
toàn phần trong Crocodile

- HS quan sát GV làm
thí nghiệm để hiểu rõ
hơn về lăng kính phản
xạ toàn phần.

*Ứng dụng: Chế tạo kính
tiềm vọng dùng để quan sát
các đồ vật mà ta chỉ có thể

phát hiện nếu ở vị trí cao
hơn. Nó được dùng cho các
tàu ngầm.( Làm thí nghiệm
mô phỏng trong Crocodile)

*Hoạt động 6: Vận dụng, củng cố:


Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung ghi bảng
- Nhắc lại cấu tạo và công - HS nhắc lại cấu tạo và
dụng của lăng kính.
công dụng của lăng kính.
- Chú ý cho HS: Tính chất
lệch về đáy so với tia tới.
- Hoàn thành bài tập 4,5
- Trả lời các câu hỏi 4,5
SGK/179.
SGK
- Giao nhiệm vụ về nhà:
- Cá nhân nhận nhiệm vụ
Hoàn thành các bài tập
học tập.
6,7 SGK/179.
- Ôn lại kiến thức về thấu
kính.
- Ôn lại kiến thức về khúc
xạ ánh sáng, lăng kính.
- Đọc mục: Em có biết?

- Đọc trước phần I, II của
bài THẤU KÍNH
MỎNG.
Ba hiện tượng cầu vồng, bong bóng phập phồng, đĩa CD thì hiện tượng cầu vồng là
tán sắc ánh sáng, bong bóng phập phồng là hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ còn
hiện tượng đĩa CD là hiện tương nhiễu xạ ánh sáng.