CHỦ ĐỀ: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CHẤT LỎNG

CHỦ ĐỀ: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CHẤT
LỎNG
Bài dạy: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG
BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG.
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Mô tả được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần.
- Quan sát thí nghiệm để rút ra kết luận về hiện tượng phản xạ toàn phần.
- Viết và giải thích được ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn
phần
- Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang
- Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
2. Kĩ năng
- Thực hiện tốt thí nghiệm về hiện tượng phản xạ toàn phần
- Rèn luyện kĩ năng quan sát, lập luận …
- Vận dụng toán học tính được góc tới giới hạn trong phản xạ toàn phần.
- Vận dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để giải thích các hiện tượng liên quan và làm bài tập.
3. Thái độ
- Học sinh tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức.
- Yêu thích khoa học, tác phong khoa học.
- Có ý thức vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống.
4. Các năng lực hướng tới
Số TT
Tên năng lực
Các kĩ năng thành phần
1
Năng lực tự học
Mục tiêu học tập của bài học
Định nghĩa phản xạ toàn phần
Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần, tìm igh.
Cấu tạo và công dụng của cáp quang, đường đi của tia sáng

trong cáp quang.
Giải các bài tập đơn giản.
2
Năng lực sáng tạo Thực hiện được thí nghiệm tia sáng truyền từ môi trường chiết
và thực nghiệm
quang hơn sang môi trường chiết quang kém.
Giải được bài tập sáng tạo trong chủ đề.
Lựa chọn cách giải quyết vấn đề một cách tối ưu.
3
Năng lực gải quyết Đặt câu hỏi: vì sao chùm tia khúc xạ mờ dần rồi biến mất khi ta
vấn đề
tăng dần góc tới?
Giải thích được khi i≥igh thì không có tia khúc xạ, chỉ có tia phản
xạ.
Giải thích được một số hiện tượng phản xạ toàn phần trong thực
tế.
4
Năng lực hợp tác Tiến hành thí nghiệm theo nhóm.
Thảo luận và cùng nhau đưa ra đáp án nhanh cho các vòng thi và
lời giải thích cho các hiện tượng phản xạ phần xảy ra trong thực
tế.
5
Năng lực sử dụng Sử dụng công nghệ thông tin để tìm hiểu ứng dụng của cáp
công nghệ thông tin quang trong đời sống và giải thích hiện tượng phản xạ toàn phần
và truyền thông
trong thực tế.
6
Năng lực tính toán Sử dụng kiến thức lượng giác để tìm góc igh.
1

7

Năng lực quan sát

Vận dụng kiến thức toán học để giải quyết các bài toán tính toán
trong chủ đề.
Quan sát:
- Quan sát thí nghiệm biểu diễn của giáo viên khi chiếu chùm tia
sáng từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang
kém.
- Quan sát độ sáng của chùm tia khúc xạ và chùm tia phản xạ
khi tăng dần góc tới khi chiếu chùm sáng từ môi trường chiết
quang hơn sang môi trường chiết quang kém.
- Mối liên hệ: tìm mối liên hệ giữa góc tới và góc khúc xạ, tia
phản xạ, tia tới và tia khúc xạ.
- Thực hành: Thí nghiệm chiếu chùm tia sáng từ môi trường
chiết quang hơn (bản nhựa trong suốt bán trụ) sang môi trường
chiết quang kém (không khí).

II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Nguồn sáng, bản nhựa trong suốt bán trụ, bảng thí nghiệm, thước đo độ, dây nối, nguồn.
- Sợi quang, video ứng dụng của cáp quang.
Chia lớp thành 3 nhóm hoạt động.
Phiếu học tập (2 hợp đồng tự chọn và bắt buộc)
2. Học sinh
- Ôn lại định luật khúc xạ ánh sáng, kiến thức về lượng giác trong toán học.
- Tìm hiểu và giải thích một số hiện tượng phản xạ toàn phần trong thực tế.
- Tìm hiểu cấu tạo và ứng dụng của cáp quang trong đời sống và kĩ thuật.

- Tìm hiểu trước các nội dung ở phiếu học tập.
III. Phương pháp và kĩ thuật dạy học
Phương pháp hoạt động nhóm, kĩ thuật dạy học theo hợp đồng
IV. Tổ chức hoạt động dạy học
1. Dự kiến tổ chức các hoạt động
Các bước
Tên hoạt động
Thời lượng
Hoạt động
dự kiến
Khởi động
Khởi động
5 phút
Hình thành kiến
Khám phá bí ẩn:
17 phút
thức
Hoạt động 1 Tìm hiểu đường đi của tia sáng khi đi từ
môi trường chiết quang lớn sang môi trường
chiết quang bé
Tăng tốc
5 phút
Hoạt động 2
Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần
Dành cho khán giả
6 phút
Hoạt động 3 Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn
phần: cấu tạo và công dụng của cáp quang
Vận dụng, tìm tòi
Củng cố bài học

7 phút
và mở rộng
Hoạt động 4 Về đích
Giải quyết một số bài tập trong chủ đề
Hướng dẫn học
Giao nhiệm vụ về nhà
5 phút
sinh tự học
Hoạt động 5 Hướng dẫn học bài mới

2. Tiến trình tổ chức các hoạt động
2


Hoạt động: KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Giáo viên đặt vấn đề vào bài học
b. Tổ chức hoạt động:
- Giáo viên giới thiệu bài học dưới dạng cuộc thi mang tên CHINH PHỤC.
Thể lệ phần khởi động: có 6 câu hỏi lần lượt quay vòng dành cho 3 đội, mỗi câu có thời gian vừa
suy nghĩ vừa trả lời là 30 giây. Mỗi câu trả lời đúng được 10 điểm.
Hoạt động: Hình thành kiến thức
Hoạt động 1. KHÁM PHÁ BÍ ẨN
a. Mục tiêu: Tìm hiểu đường đi của tia sáng khi đi từ môi trường chiết quang lớn sang môi
trường chiết quang kém.
b. Tổ chức hoạt động: Phần thi mang tên « khám phá bí ẩn », các nhóm hoàn thành nhiệm vụ
trong phiếu học tập số 1 (hợp đồng bắt buộc).
Thể lệ: các nhóm làm theo hướng dẫn của giáo viên và hoàn thành nhiệm vụ trong phiếu số 1.
Thời gian cho các nhóm là 7 phút. Sau đó các nhóm lên trình bày kết quả của mình.
Điểm tối đa cho phần này là 30 điểm, tùy theo mức độ hoàn thành công việc để giáo viên chấm
điểm.

Số tt
Bước
Nội dung hoạt động
1
Chuyển giao nhiệm Giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn hướng dẫn học sinh:
vụ
- Chiếu một chùm tia sáng hẹp từ mặt cong của khối nhựa trong
suốt vào môi trường không khí, quan sát độ lớn của góc tới i và
góc khúc xạ r.
- Tăng dần góc tới i từ 0 0 đến 900, quan sát sự thay đổi của góc
khúc xạ r.
Hoàn thành nội hợp đồng số 1.
2
Thực hiện nhiệm vụ
Tiến hành thí nghiệm và thảo luận để hoàn thành hợp đồng.
3
Báo cáo, thảo luận
Các nhóm học sinh thảo luận và báo cáo kết quả của nhóm
mình.
4
Kết luận
Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi
trường chiết quang kém n1>n2:
+ Về cường độ chùm sáng:
Góc tới
Chùm tia khúc xạ
Chùm tia phản
xạ
Nhỏ
-Lệch xa pháp tuyến(so

Rất mờ
với tia tới)
- Rất sáng
igh=
- Gần như sát mặt phân
Rất sáng
cách
- Rất mờ
Có giá trị i>igh Không còn
Rất sáng
Về độ lớn của các góc:
+ Góc khúc xạ lớn hơn góc tới
+ Khi i≥igh thì không còn tia khúc xạ.
+ Xác định sin góc giới hạn phản xạ toàn phần
sinigh=
Hoạt động 2: TĂNG TỐC
a. Mục tiêu: Học sinh nhận biết phản xạ toàn phần và điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần.
b. Tổ chức hoạt động: Phần thi mang tên “Tăng tốc”
3


Thể lệ: Giáo viên đưa ra một số câu hỏi, cá nhân các nhóm suy nghĩ và nhanh tay phất cờ để
được trả lời mang điểm về cho đội của mình. Mỗi câu trả lời đúng được 30 điểm. Trả lời sai
không ghi được điểm, đội khác giành quyền trả lời.
Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần
Số tt
Bước
Nội dung hoạt động
1
Chuyển giao nhiệm vụ

Giáo viên đọc thể lệ cho vòng thi và đưa ra các câu hỏi cho
phần tăng tốc:
1. Thế nào là phản xạ toàn phần?
2. Nêu các điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần?
3. Điểm khác nhau cơ bản giữa phản xạ toàn phần và phản xạ
thông thường?
2
Thực hiện nhiệm vụ
Học sinh vận dụng kiến thức phần I để suy ra kết quả.
3

Báo cáo thảo luận

Học sinh phát biểu ý kiến

4

Kết luận

Giáo viên đi đến kết luận:
Định nghĩa: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ
tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong
suốt.
Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần:

Hoạt động 3: Cấu tạo và ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Cáp quang
a. Mục tiêu: Học sinh biết được cấu tạo của sợi cáp quang, hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra
bên trong sợi quang như thế nào. Học sinh liên hệ thực tế ưu nhược điểm của cáp quang. Công
dụng cáp quang.
b. Tổ chức hoạt động

Phần này sẽ tổ chức dạng vòng thi mang tên ‘DÀNH CHO KHÁN GIẢ’
Thể lệ: Có một số câu hỏi, dựa vào phiếu học tập đã chuẩn bị (Hợp đồng tự chọn) và nội dung ở
sách giáo khoa, sự hiểu biết của cá nhân và tìm tòi các nguồn thông tin khác, mỗi cá nhân trong
nhóm nhanh tay đưa ra câu trả lời. Điểm tối đa cho mỗi câu là 10 điểm.
Số tt
Bước
Nội dung hoạt động
1
Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên yêu cầu học sinh xem lại phần chuẩn bị bài ở nhà
của mình và lắng nghe câu hỏi chuẩn bị trả lời.
2
Thực hiện nhiệm vụ
Học sinh xem sách giáo khoa và kiểm tra lại phần chuẩn bị của
bản thân
3
Báo cáo thảo luận
Giáo viên gọi một số học sinh trình bày, các bạn khác lắng
nghe và bổ sung.
4

Kết luận

Giáo viên chốt kiến thức.
Nội dung chính:
Cấu tạo của cáp quang:
Cáp quang là bó sợi quang. Sợi quang gồm hai phần chính:
- Phần lõi: Trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn
(n1).
- Phần vỏ: trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn
phần lõi.

Cho học sinh xem một số hình ảnh và video về ứng dụng của
cáp quang: hình ảnh cáp truyền tải dữ liệu trong ngành viễn
thông, video nội soi trong y học.
Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng, luyện tập
a. Mục tiêu: Hệ thống hóa kiến thức và vận dụng trả lời một số câu hỏi, baì tập trong chủ đề
4


b. Tổ chức hoạt động: vòng thi mang tên ‘ VỀ ĐÍCH’
Thể lệ: có 3 gói câu hỏi, tương ứng với 20, 30 và 40 điểm với các độ khó khác nhau. Các đội
chơi sẽ tự chọn gói câu hỏi và trả lời. Nếu trả lời sai một đội khác có quyền trả lời, mỗi câu trả
lời đúng sẽ được nửa số điểm của câu hỏi đó. Các đội có thể nâng cao điểm của mình bằng cách
chọn ngôi sao hi vọng, nhưng chỉ được dùng 1 lần.
Số tt
Bước
Nội dung hoạt động
1
Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên yêu cầu học sinh tóm tắt nội dung chính của bài học:
Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần và điều kiện để có
hiện tượng phản xạ toàn phần?
Học sinh thực hiện trả lời các câu hỏi đánh giá của chủ đề.
2

Thực hiện nhiệm vụ

Các nhóm thực hiện trả lời các câu hỏi đã chọn.

3

Báo cáo thảo luận

Các nhóm nêu đáp án, nhóm khác bổ sung.

4

Kết luận

Giáo viên kết luận nội dung và cho điểm.

V. Hoạt động 5: Hướng dẫn học sinh tự học
a. Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng kiến thức để làm bài tập, tìm tòi mở rộng kiến thức mới
và tương tác với cộng đồng.
b. Tổ chức hoạt động:
Số tt
Bước
Nội dung hoạt động
1
Chuyển giao nhiệm vụ Nv1: Yêu cầu học sinh hoàn thành các bài tập trong sách giáo
khoa và sách bài tập.
Nv2: Hãy so sánh phản xạ thông thường và phản xạ toàn phần.
Nv3: Hãy đề xuất một phương án đo chiết suất của một khối
chất trong suốt và đồng tính đặt trong không khí dựa vào hiện
tượng phản xạ toàn phần.
2
Thực hiện nhiệm vụ
Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà và báo cáo kết qủa vào tiết
sau.
VI. Phụ lục : các câu hỏi sử dụng trong chủ đề
1. Câu hỏi phần khởi động

Câu 1: Do hiện tượng vật lí nào mà ta thấy cây bút chì bị gãy ở mặt nước?
Câu 2: Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng?
Câu 3: Công thức dạng đối xứng của định luật khúc xạ ánh sáng?
Câu 4: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin
góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn có giá trị như thế nào?
Câu 4: Theo biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng, khi góc i tăng thì góc r như thế nào?
Câu 5: Theo định luật khúc xạ ánh sáng n1sini=n2sinr, nếu n1>n2, hãy so sánh i và r ?
2. Phiếu học tập dành cho học sinh chuẩn bị
PHT 1: Hợp đồng bắt buộc: dùng cho phần KHÁM PHÁ BÍ ẨN
Nhiệm vụ: Chiếu một chùm tia sáng hẹp từ mặt cong của bản nhựa trong suốt hình bán trụ vào
môi trường không khí
P1.1. Thay đổi góc tới từ 0 đến 900, quan sát và cho nhận xét vào bảng sau về chùm tia tới và
chùm tia khúc xạ:
Góc tới i
Chùm tia khúc xạ
Chùm tia phản xạ
5


Có giá
nhỏ

trị So sánh góc khúc xạ và góc tới?
……………………….............. …………
Cường độ sáng của tia khúc xạ?
………………………………………….
Dùng thước - Điều chỉnh i sao cho r=900
đo độ tìm giá - Quan sát tia khúc xạ?
trị
………………………...............................

igh=
Tăng giá trị Quan sát tia khúc xạ?
góc i sao cho ………………………..............................
i>igh

Cường độ sáng của tia phản xạ?
…………………………………
Cường độ sáng của tia phản xạ?
………………………..........
Cường độ sáng của tia phản xạ?
………………………………

P1.2. Xác định biểu thức sin của góc tới khi tia khúc xạ là là ở mặt phân cách giữa hai môi
trường (r=900) theo n1 và n2.
PHT2: Hợp đồng tự chọn: dùng cho phần DÀNH CHO KHÁN GIẢ
1. Nêu cấu tạo của sợi quang?
2. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra ở đâu trong sợi quang?
3. Nêu các ưu điểm của cáp quang?
4. Nêu một số ứng dụng của cáp quang?
3. Câu hỏi sử dụng trong phần VỀ ĐÍCH
Câu 1. Trong các ứng dụng sau đây, ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần là
A. gương phẳng.
B. gương cầu.
C. thấu kính.
D. cáp dẫn sáng trong nội soi.
Câu 2. Cho chiết suất của nước bằng 4/3, của benzen bằng 1,5, của thủy tinh flin là 1,8. Có thể
xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi chiếu ánh sáng từ
A. từ benzen vào nước.
B. từ nước vào thủy tinh flin.
C. từ benzen vào thủy tinh flin.

D. từ chân không vào thủy tinh flin.
Câu 3. Khi ánh sáng đi từ nước (n = 4/3) sang không khí, góc tới giới hạn phản xạ toàn phần có
giá trị là:
A. igh = 41048’.

B. igh = 48035’.C. igh = 62044’.

D. igh = 38026’.

Câu 4. Tia sáng đi từ thuỷ tinh (n 1 = 1,5) đến mặt phân cách với nước (n 2 = 4/3). Điều kiện của
góc tới i để không có tia khúc xạ trong nước là:
A. i ≥ 62044’.

B. i < 62044’.

C. i < 31048’.

D. i < 48035’.

Câu 5. Khi một chùm tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường thì
A. cường độ sáng của chùm khúc xạ bằng cường độ sáng của chùm tới.
B. cường độ sáng của chùm phản xạ bằng cường độ sáng của chùm tới.
C. cường độ sáng của chùm khúc xạ bị triệt tiêu.
D. cả B và C đều đúng.
Câu 6. Chiếu một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường 1 có chiết suất n 1 tới mặt phẳng phân
cách với môi trường 2 chiết suất n2. Cho biết n1đây có hiện tượng phản xạ toàn phần?
A. Chùm tia sáng tới gần như sát mặt phẳng phân cách
B. Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini>
C. Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini<

D. Không trường hợp nào nêu trên
Câu 7. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất n1 sang môi trường chiết suất n2, điều kiện
đầy đủ để xảy ra phản xạ toàn phần là:
6


A.n1
B. n1
C. n1<n2 và i>igh.
D. n1>n2 và i≥igh.

Câu 8. Nước có chiết suất n=4/3. Chiếu ánh sáng từ nước ra ngoài không khí, góc có thể xảy ra
hiện tượng phản xạ toàn phần là
A. 200.
B. 300.
C. 400.
D. 500.
Câu 9. Tính góc tới giới hạn phản xạ toàn phần khi chiếu tia sáng từ kim cương ra không khí.
Biết chiết suất của kim cương là 2,42?
Câu 10. Giải thích tại sao cáp quang không bị cháy nổ hoặc sét đánh?
Câu 11. Kể tên 3 ưu điểm của cáp quang so với cáp đồng?
Câu 12. Cho biết 2 ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần?

7