Giáo án thí nghiệm vật lý phổ thông: Phản xạ toàn phần

GIÁO ÁN THÍ NGHIỆM VẬT LÝ PHỔ THÔNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Mục Tiêu Sử dụng thí nghiệm để cho học sinh thấy được các hiện tượng Khi tăng dần góc tới thì chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến ( so với tia tới ) Khi tăng dần góc tới lên thì cường độ sáng của chùm tia khúc xạ giảm dần, còn cường độ sáng của chùm tia phản xạ tăng dần Khi chùm tia khúc xạ là là mặt phân cách ( góc khúc xạ xấp sỉ 900 ) thì góc tới i lúc đó gọi là igh góc giới hạn phản xạ toàn phần Chuẩn bị Dụng cụ thí nghiệm: 1 Khối nhựa bán trụ trong suốt 1 đèn chiếu bằng bóng đèn dây tóc 12V có khe rộng khoảng 3mm để tạo tia sáng 1 bộ biến thế nguồn 220V/ 12V DC – AC để cấp điện cho đèn chiếu 1 thước đo góc 3600 độ chia nhỏ nhất là 10 dùng để đo độ lớn của một góc 1 bảng từ dùng để giữ và bố trí các dụng cụ thí nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Giới thiệu tên và công dụng của dụng cụ thí nghiệm. Quan sát, lắng nghe 1 Khối nhựa bán trụ trong suốt 1 đèn chiếu bằng bóng đèn dây tóc 12V có khe rộng khoảng 3mm để tạo tia sáng 1 bộ biến thế nguồn 220V/ 12V DC – AC để cấp điện cho đèn chiếu 1 thước đo góc 3600 độ chia nhỏ nhất là 10 dùng để đo độ lớn của một góc 1 bảng từ dùng để giữ và bố trí các dụng cụ thí nghiệm Hoạt động 2: Bố trí lắp đặt thí nghiệm Quan sát, lắng nghe Gắn thước đo góc lên bảng từ, vạch 00 ở phía trên Gắn khối nhựa bán trụ trùng với đường thẳng 900 , đường thẳng 00 đi qua tâm của khối nhựa bán trụ Nguồn sáng nối với biến thế nguồn điện, biến thế nguồn điện nối với lưới điện 220V Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm - Giáo viên chiếu góc tới 00 Quan sát, lắng nghe Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng - Giáo viên chiếu góc tới 150, yêu cầu học sinh đọc giá trị góc khúc xạ và nhận xét cường độ sáng các tia khúc xạ và tia phản xạ - Góc khúc xạ r = 240 - Tia khúc xạ sáng, Tia phản xạ mờ Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng 150 240 Rất sáng Rất mờ Bắt đầu xuất hiện tia phản xạ Giáo viên chiếu góc tới 300, yêu cầu học sinh dự đoán góc khúc xạ tăng hay giảm và nhận xét cường độ sáng của tia khúc xạ, phản xạ - Giáo viên làm thí nghiệm kiểm chứng - Góc khúc xạ sẽ tăng - Tia khúc xạ rất sáng, tia phản xạ mờ Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng 150 240 Rất sáng Rất mờ Bắt đầu xuất hiện tia phản xạ 300 480 Rất sáng Mờ Có tia phản xạ nhưng mờ - Giáo viên chiếu góc tới 400, yêu cầu học sinh đọc góc khúc xạ, nhận xét cường độ sáng của tia khúc xạ, phản xạ - Góc khúc xạ r = 720 - Tia khúc xạ mờ hơn, tia phản xạ bắt đầu sáng rõ hơn Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng 150 240 Rất sáng Rất mờ Bắt đầu xuất hiện tia phản xạ 300 480 Rất sáng Mờ Có tia phản xạ nhưng mờ 400 720 Mờ dần Sáng hơn Tia phản xạ xuất hiện rõ hơn Giáo viên chiếu góc tới 420 Quan sát, lắng nghe Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng 150 240 Rất sáng Rất mờ Bắt đầu xuất hiện tia phản xạ 300 480 Rất sáng Mờ Có tia phản xạ nhưng mờ 400 720 Mờ dần Sáng hơn Tia phản xạ xuất hiện rõ hơn 420 900 Rất mờ Rất sáng Tia khúc xạ gần sát mặt phân cách Giáo viên thay đổi góc tới lớn hơn 420 - Nhận xét hiện tượng - Tia khúc xạ không còn chỉ có tia phản xạ, tia phản xạ rất sáng Góc tới i Góc khúc xạ r Cường độ tia khúc xạ Cường độ tia phản xạ Hiện tượng 00 00 Rất sáng Không có Tia sáng truyền thẳng 150 240 Rất sáng Rất mờ Bắt đầu xuất hiện tia phản xạ 300 480 Rất sáng Mờ Có tia phản xạ nhưng mờ 400 720 Mờ dần Sáng hơn Tia phản xạ xuất hiện rõ hơn 420 900 Rất mờ Rất sáng Tia khúc xạ gần sát mặt phân cách gần như biến mất > 420 Không còn Rất sáng Tia khúc xạ biến mất Hoạt đông 4: Nhận xét rút ra kết luận Giáo viên hỏi học sinh - Khi tăng dần góc tới +Góc khúc xạ thay đổi như thế nào + Cường độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ thay đổi như thế nào - Ở giá trị góc tới nào thì tia khúc xạ biến mất + Góc khúc xạ tăng dần + Tia khúc xạ mờ dần Tia phản xạ sáng dần + Góc i = 420 thì tia khúc xạ biến mất - Khi tăng dần góc tới Góc khúc xạ tăng, chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến so với tia tới Cường độ sáng của chùm tia khúc xạ giảm dần, còn cường độ sáng của chùm tia phản xạ tăng dần - Khi góc tới i = 420 thì góc khúc xạ đạt giá trị lớn nhất r = 900, lúc này tia khúc xạ biến mất, toàn bộ ánh sáng tới bị phản xạ ở mặt phân cách, hiện tượng này gọi là hiện tương phản xạ toàn phần. Góc i = 420 gọi là góc tới giới hạn igh