Giáo án Vật lý 11 bài 28: Lăng kính

VẬT LÝ 11

CHƯƠNG VII

MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC
Bài 28:

LĂNG KÍNH

I. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh nắm được cấu tạo của lăng kính và hai đặc trưng cơ bản của lăng kính
là góc chiết quang A và chiết suất n của lăng kính; Nêu được các tác dụng của lăng kính đối với tia
sáng đơn sắc truyền qua, và hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng, làm lệch tia sáng về phía đáy của lăng
kính. Nắm được khái niệm về góc lệch của lăng kính, góc lệch cực tiểu và công thức tính.
2. Kĩ năng: Viết được các công thức của lăng kính và vận dụng để giải một số bài tập cơ bản
về lăng kính;
3. Giáo dục thái độ: Học sinh có ý thức tìm hiểu vai trò của lăng kính trong các dụng cụ
quang học.
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Một số loại lăng kính, bộ thí nghiệm chứng minh quang hình học.
2. Học sinh: Ôn lại những kiến thức về hiện tượng khúc xạ và định luật khúc xạ ánh sáng.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Nêu *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ
điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo
phần?
viên;
*Viết biểu thức tính góc giới hạn của phản xạ
toàn phần.

*Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề cần nghiên
*Giáo viên nhận xét và cho điểm.
cứu.
*Giáo viên nêu yêu cầu của tiết học.
Hoạt động 2: TÌm hiểu cấu tạo và xây dựng khái niệm chiết suất của lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên cho học sinh quan sát một số loại *Học sinh quan sát và kết luận được:
lăng kính, rút ra nhận xét về cấu tạo: Hình dạng, +Lăng kính là khối chất trong suốt có dạng hình
các định nghĩa về mặt bên, mặt đáy, góc chiết lăng trụ đứng, với tiết diện ngang là hình tam giác.
quang?
+ Các mặt bên ABB’A’, ACC’A’ được đánh nhẵn
để sử dụng;
+ Mặt đáy BCC’B’ không sử dụng, thường được
bôi đen hay không nhẵn.
*Góc chiết quang là góc nhị diện tạo bởi hai mặt
bên;
*Giáo viên thông báo khái niệm về chiết suất
của lăng kính, yêu cầu học sinh tiếp thu và ghi *Học sinh ghi nhớ được khái niệm chiết suất của
nhớ kiến thức.
lăng kính là chiết suất tỉ đối của chất làm lăng
*Giáo viên lấy ví dụ: Một lăng kính khi đặt kính và môi trường đặt lăng kính;
trong không khí thì chiết suất là 1,5. Xác định *Học sinh dựa vào khái niệm chiết suất lăng kính
chiết suất của lăng kính khi đặt trong nước? Biết để tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán;
chiết suất tuyệt đối của nước là 4/3.
Hoạt động 3: Nghiên cứu đường đi của tia sáng qua lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Với ánh sáng đơn sắc:
*Học sinh tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn

*Giáo viên tổ chức cho học tiến hành thí nghiệm của giáo viên;


chiếu tia sáng đơn sắc qua lăng kính có chiết
suất n > 1, nhận xét quan hệ giữa tia tới và tia
ló?
*Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ đường đi của tia
sáng đơn sắc qua lăng kính;
*Giáo viên yêu cầu học sinh xác định góc lệch
của tia tới so với tia ló?

*Học sinh quan sát và nhận xét về mối quan hệ
giữa tia tới và tia ló: Tia sáng đơn sắc qua lăng
kính có chiết suất n > 1 thì tia ló luôn lệch về
phía đáy hơn so với tia tới.
*Học sinh dựa vào định luật khúc xạ để vẽ đường
đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính;
*Học sinh xác định góc lệch của tia ló so với tia
tới qua lăng kính.
*Học sinh tiến hành thí nghiệm với ánh sáng
Với ánh sáng trắng
trắng, quan sát và nhận xét kết quả thu được: Trên
*Giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm màn xuất hiện một dải màu sắc biến thiên liên tục
với ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời) qua lăng từ đỏ đến tím như màu cầu vồng; Trong đó các tia
kính;
đỏ bị lệch ít nhất còn các tia tím bị lệch nhiều
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về kết quả nhất.
thu được?
*Học sinh nắm được khái niệm tán sắc ánh sáng;
*Giáo viên trình bày khái niệm về hiện tượng *Học sinh thảo luận theo nhóm để giải thích sự

tán sắc ánh sáng.
tán sắc ánh sáng;
*Hiện tượng tán sắc của ánh sáng trắng do *Học sinh ghi nhận hai giả thiết:
nguyên nhân nào? Có phải là lăng kính đã +Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng đơn
nhuộm màu ánh sáng trắng hay không?
sắc;
*Giáo viên trình tự trình bày giả thiết về ánh +Chiết suất của một môi trường trong suốt phụ
sáng trắng để giải thích nguyên nhân sự tán sắc thuộc vào màu sắc ánh sáng;
của ánh sáng gốm nhiều màu sắc khác nhau;
*Học sinh vận dụng để đưa ra lời giải thích chính
xác về hiện tượng tán sắc ánh sáng;
Hoạt động 4: Xây dựng các công thức lăng kính.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên dẫn dắt học sinh chứng minh công *Học sinh thảo luận và liên hệ các công thức của
thức lăng kính:
hình học, định luật khúc xạ ánh sáng để chứng
*Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng để rút ra minh các công thức của lăng kính theo yêu cầu
được: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2;
của giáo viên:
*Dựa vào tính chất của tứ giác nội tiếp hoặc * sini1 = nsinr1;
tổng các góc của tam giác, tứ giác để chứng * sini2 = nsinr2;
minh công thức: A = r1 + r2;
* A = r1 + r2;

*Dựa vào các tính chất của mối liên hệ giữa * D = i1 + i1 – A;
góc ngoài, góc trong của tam giác và góc đối
đỉnh để chứng minh công thức:
D = i1 + i1 – A;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh thảo luận Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên;

theo nhóm để thành lập các công thức 28.1
trường hợp góc tới i và góc chiết quang A
đều nhỏ;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh thiết lập
công thức tính góc lệch cực tiểu;
Hoạt động : Tìm hiểu các công dụng của lăng kính
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên thông báo và diễn giảng các ứng *Học sinh chú ý lắng nghe và tiếp nhận kiến thức
dụng của lăng kính;
về các ứng dụng của lăng kính;
*Giáo viên trình bày cấu tạo của máy quang *Học sinh nắm được cấu tạo của máy quang phổ
phổ;
gồm ba bộ phận chính là: Ống chuẩn trực, hệ tán


*Giáo viên nhấn mạnh:
+Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng
tán sắc ánh sáng, bộ phận chính của máy quang
phổ là hệ tán sắc, gồm một hoặc hệ lăng kính;
+Máy quang phổ có nhiệm vụ phân tích chùm
sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc
khác nhau;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh cách xác định
góc lệch cực tiểu của lăng kính;

sắc và buồng ảnh;
*Học sinh nắm được nguyên tắc hoạt động của
máy quang phổ là dựa trên hiện tượng tán sắc ánh
sáng;

*Bộ phận chính của máy quang phổ là hệ tán sắc;
*Học sinh nắm được nhiệm vụ của máy quang
phổ là phân tích chùm sáng phức tạp thành các
thành phần đơn sắc khác nhau;
*Học sinh nắm được cách xác định góc lệch cực
tiểu của tia ló so với tia tới của ánh sáng đơn sắc
qua lăng kính.
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung tóm *Học sinh đọc nội dung tóm tắt ở sách giáo khoa
tắt ở sách giáo khoa;
theo yêu cầu của giáo viên;
*Giáo viên nhấn mạnh các công thức của lăng *Học sinh khắc sâu các công thức của lăng kính
kính, chú ý công thức về góc lệch cực tiểu;
và phương pháp áp dụng;
*Giáo viên đưa hệ thống các câu hỏi trắc *Học sinh trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo yêu
nghiệm, yêu cầu học sinh trả lời và nộp cho giáo cầu của giáo viên;
viên, giáo viên đánh giá và sửa;
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập.
*Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm lại các
bài tập để chuẩn bị tiết sau;
IV. RÚT KINH NGHIỆM

………………………………………………………………………………………..………….
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………
…..

…………………………………………………………………………………………………
………..……..…………
V. BỔ SUNG

………………………………………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………
…..
…………………………………………………………………………………………………
………..
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Kết luận nào sau đây là đúng khi giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc của ánh
sáng Mặt Trời khi chiếu tới lăng kính?
A.Do lăng kính nhuộm ánh sáng mặt trời thành các màu sắc khác nhau;
B. Do ánh sáng mặt trời gồm nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau;
C.Do ánh sáng mặt trời chiếu tới lăng kính với nhiều góc tới khác nhau;


D. Do ánh sáng mặt trời là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến
tím và chiết suất của lăng kính phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng.
Câu 2: Tính chất nào sau đây là tính chất chung của mọi lăng kính?
A.Ánh sáng trắng truyền qua nó sẽ bị tán sắc;
B.Ánh sáng trắng truyền qua nó sẽ bị nhiễu xạ;
C. Ánh sáng trắng truyền qua sẽ không thay đổi;
D. Kết luận A và B đều đúng.
Câu 3: Lăng kính có góc chiết quang A = 4 o và có chiết suất n = 1,5. Góc lệch của một tia sáng khi gặp
lăng kính dưới góc nhỏ sẽ có giá trị nào sau đây?
A. 3o;

B. 4o;
C. 2o;
D.6o;
Câu 4: Chiếu một tia sáng vuông góc với một mặt của lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5 và có
góc chiết quang A.Tia ló hợp với tia tới một góc D = 30o. Góc chiết quang A có giá trị nào sau đây?
A. 41o;
B.26,4o;
C.66o;
D.24o.