Giáo án Vật lý khối 11 Bài 26: Khúc xạ ánh sáng

BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU - Kiến thức: + Nêu được hiện tượng khúc xạ ánh sáng. + Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng. + Nêu được khái niệm chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. + Nêu được tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. + Biết được cách vẽ đường đi của tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác. - Phân biệt được chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối. - Kỹ năng: Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giải bài tập và giải thích một số hiện tượng đơn giản trong cuộc sống. - Thái độ: hứng thú với bài học, tạo tính cẩn thận khi đo đạc và phân tích số liệu thí nghiệm. II. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Phương pháp: Vấn đáp, diễn giảng, đàm thoại gợi mở, thực nghiệm, giải quyết vấn đề. 2. Phương tiện: + Dụng cụ thí nghiệm hình 26.2 (tia laze, cốc nước). + Dụng cụ thí nghiệm hình 26.3 (nếu có). III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP 1. Kiểm tra bài cũ: không kiểm tra bài cũ. 2. Giới thiệu chương VI: ánh sáng là đối tượng nghiên cứu của Quang hình học và 3 định luật cơ bản của Quanh hình học là: định luật truyền thẳng ánh sáng, khúc xạ ánh sáng, phản xạ ánh sáng. Nhờ những nghiên cứu về Quang hình học người ta đã chế tạo ra nhiều dụng cụ quang cần thiết cho khoa học và đời sống.VD: internet (cáp quang), + Giới thiệu bài mới: chúng ta cùng tìm hiểu một trong ba định luật cơ bản của Quang hình học đó là định luật khúc xạ ánh sáng. 3. Dạy bài mới Nội dung lưu bảng Hoạt động của GV Hoạt động của HS I. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. Giả sử mt 2 có chiết suất lớn hơn mt 1. Thì i>r. SI: tia tới; I: điểm tới I’S: tia phản xạ IR: tia khúc xạ NN’: pháp tuyến của mặt phân cách i: góc tới, i’: góc tới (i=i’) r: góc khúc xạ ? Quan sát hình 26.1 và cho biết hiện tượng gì xảy ra khi nhúng chiếc muỗng vào trong ly nước? Thực chất chiếc muỗng không bị gãy, nhưng ta lại nhìn thấy chiếc muỗng như bị gãy tại mặt nước. Để giải thích hiện tượng này ta cùng tìm hiểu mục I. Vẽ hình 26.2 . Giới thiệu tên gọi các tia trong hình vẽ. Chiếc muỗng như bị gãy tại mặt nước. Học sinh ghi nhận. HS ghi nhận. HS quan sát. HS ghi nhận. II. Chiết suất của môi trường 1. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường Để so sánh vận tốc ánh sáng truyền trong chân không so với vận tốc ánh sáng truyền trong một môi trường nào đó, ta dùng chiết suất tuyệt đối của một môi trường. : là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không. : là vận tốc ánh sáng truyền môi trường đang xét (m/s). Nhận xét: + Chiết suất tuyệt đối của chân không bằng 1. + Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất lớn hơn 1. 2. Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường là tỷ số giữa chiết suất tuyệt đối của hai môi trường đó. : chiết suất tuyệt đối của mt 1. : chiết suất tuyệt đối của mt 2. Nhận xét: + Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. +Môi trường nào có chiết suất lớn hơn thì ta gọi môi trường đó chiết quang hơn. Môi trường nào có chiết suất nhỏ hơn thì ta gọi môi trường đó kém chiết quang hơn Giới thiệu k.n chiết suất tuyệt đối của một môi trường. Từ biễu thức của chiết suất tuyệt đối, dẫn dắt hs đến hai nhận xét. Giới thiệu k.n chiết suất tỉ đối của một môi trường ? Em hãy tìm mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường với vận tốc ánh sáng truyền trong hai môi trường đó. Từ biễu thức của chiết suất tuyệt đối, dẫn dắt hs đến hai nhận xét. + Nếu n21 > 1 thì r < i : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn. + Nếu n21 i : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Hs ghi nhận. Từ k.n chiết suất tuyệt đối, ta có: III. Định luật khúc xạ ánh sáng + Tia khúc xạ nằm trong mặt phẵng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. + Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi: = hằng số Hay :chiết suất tuyệt đối của môi trường chứa tia tới. : chiết suất tuyệt đối của môi trường chứa tia khúc xạ. Nhận xét: + Nếu thì i < r : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. + Nếu thì i < r : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1. Bài tập ví dụ (p165) Hình vẽ và bài giải cụ thể. Giới thiệu định luật. ? Yêu cầu hs nhận xét về hai trường hợp: thì i như thế nào so với r. Hướng dẫn hs vẽ hình và giải bài tập ví dụ SGK. HS ghi nhận HS ghi nhận IV. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. Từ tính thuận nghịch ta suy ra: n12 = (26.5) ? Theo thực nghiệm, ở hình 26.2, nếu đảo chiều, cho ánh sáng truyền từ nước ra không khí theo tia RI thì nó khúc xạ vào không khí theo tia IS. Đây là tính chất thuận nghịch của ánh sáng. Em hãy chứng minh ct (26.5) HS ghi nhận 4. Cũng cố kiến thức: + Định luật khúc xạ: = n21 = = hằng số hay n1sini = n2sinr. + Chiết suất tỉ đối: n21 = = . + Chiết suất tuyệt đối: n = . + Tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng: Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.