Luận văn Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học phần Quang hình học lớp 11- ban Cơ bản theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực trong học tập và rèn luyện kỹ năng liên hệ thực tế của học sinh

ị, bao gồm: tổ chức lớp (khi cần), chọn địa điểm học, phát phiếu chuẩn bị bài ở nhà đến cho học sinh, chuẩn bị các phương tiện hỗ trợ. Phương tiện hỗ trợ việc dạy học có thể là: các thí nghiệm thực, ảo, máy ví tính,… Thí nghiệm thực được xem là phương tiện hỗ trợ việc dạy học một cách hiệu quả nhất, bởi nó là một minh chứng rõ ràng cho những kiến thức lý thuyết (hợp lý hoá kiến thức), nó vừa tạo ra những tình huống bất ngờ buộc học sinh phải tích cực hơn trong việc tìm kiếm và hình thành một kiến thức mới vừa gợi mở giúp học sinh suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề,… Máy vi tính và những thí nghiệm ảo được tạo ra từ các phần mềm hỗ trợ, sẽ cải thiện được thời gian và những hoạt động của giáo viên, học sinh trong giờ học mà hiệu quả thì không thua kém gì so với việc sử dụng thí nghiệm thật. Tuy nhiên, cũng cần hạn chế việc sử dụng thí nghiệm ảo trừ khi thí nghiệm thật không thể thực hiện được mà nội dung kiến thức thì khó hình dung qua lời diễn giải. Bởi vì, dẫu thế nào thì thí nghiệm ảo cũng do chúng ta tạo ra nên nó luôn tuân theo sự sắp đặt chủ quan của chúng ta, do vậy hạn chế khả năng sáng tạo, tìm tòi của học sinh. 4. Xây dựng các tình huống cho việc dạy một kiến thức cụ thể Xây dựng các tình huống vật lý phù hợp nhằm đưa học sinh vào những hoạt động học tập xác định theo mục tiêu học tập đã đề ra. Những tình huống vật lý thường sử dụng là: - Tình huống có vấn đề như tình huống bế tắc, tình huống lựa chọn, tình huống bất ngờ, tình huống không phù hợp, tình huống đối lập,…Những tình huống này kích thích hoạt động học tập tích cực của học sinh ở chỗ đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất. - Tình huống vấn đề cơ bản: là tình huống mà ở đó xuất hiện câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy tìm tòi của học sinh, nhằm trúng vào mục tiêu nội dung của kiến thức cần tìm kiếm. - Tình huống và vấn đề kiểm chứng: là loại tình huống nhằm hợp thức hoá kiến thức xây dựng. - Xây dựng bài tập vận dụng, có thể xem đây là những tình huống nhằm kiểm chứng một nội dung kiến thức nào đó. 5. Thiết kế việc tổ chức hoạt động dạy học một kiến thức cụ thể. Thiết kế việc tổ chức hoạt động dạy học một kiến thức cụ thể là viết kịch bản chi tiết cho việc tổ chức dạy học kiến thức cụ thể đó. Kịch bản này ngoài việc phải thể hiện rõ ý định của giáo viên trong việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của học sinh trong quá trình dạy học, còn phải thể hiện được tính linh hoạt của kịch bản với từng điều kiện môi trường và đối tượng học sinh cụ thể, cũng như phải dự đoán được nhiều tình huống khác có thể xãy ra.  Quy ước việc dùng ký hiệu trong tổ chức hoạt động dạy học một bài học.  Ký hiệu hình  biểu đạt hoạt động của giáo viên (trình bày hoặc giải thích).  Ký hiệu hình biểu đạt sự yêu cầu của giáo viên đối với học sinh.  Ký hiệu hình ► biểu đạt biện pháp phát huy tính tích cự, tự lực trong học tập.  Ký hiệu hình▼ biểu đạt biện pháp rèn luyện kỹ năng liên hệ thực tế của học sinh.  Ký hiệu HS biểu đạt hoạt động của học sinh (trả lời và thực hiện theo yêu cầu của giáo viên). 2.3.1. Tiến trình dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng” 2.3.1.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức hiện tượng “khúc xạ”, “định luật khúc xạ” và khái niệm “chiết suất” - Khi gặp một mặt phân cách (nhẵn, bóng) ánh sáng bị hắt lại được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng. - Liệu ánh sáng có thể truyền qua mặt phân cách đó không? Theo phương thế nào? Và gọi là hiện tượng gì? - Dựa vào định luật truyền thẳng của ánh sáng. - Phương pháp định nghĩa tương tự việc định nghĩa hiện tượng phản xạ. Khảo sát đường truyền của một tia sáng khi chiếu tới mặt phân cách giữa không khí và một bán cầu bằng nhựa. Ánh sáng truyền qua mặt phân cách theo phương khác với phương mà ánh sáng truyền tới và được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Sự lệch phương của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa 2 môi trường có tuân theo qui luật gì không? - Tia sáng truyền qua mặt phân cách gọi là tia khúc xạ. Góc tạo bởi tia khúc xạ và pháp tuyến gọi là góc khúc xạ. - Mặt phẳng tới là mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến. - Tìm mặt phẳng chứa tia khúc xạ và qui luật biến đổi của góc khúc xạ. - Quan sát lại thí nghiệm ban đầu. - Dựa vào quan sát xác định mặt phẳng chứa tia khúc xạ. - Dựa vào bảng số liệu SGK/ tr 163. Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa r và i, giữa sinr và sini. - Nhận xét về dạng của đồ thị. - Dùng kiến thức đồ thị hàm số của môn toán mà suy ra các đồ thị trên biểu thị hàm số loại nào? sinr = n sini, với n là một hằng số. Làm thế nào kiểm tra sự đúng đắn của kết luận trên? Giải bài toán sau: Hãy xác định tia khúc xạ khi chiếu tia sáng đến vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt? Tia tới vuông góc với mặt phân cách nên i = 00 Làm thí nghiệm, quan sát và nhận xét. r = 00 Tia khúc xạ tiếp tục đi thẳng theo phương tia tới. - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định thì sin sin i r hằng số. * Khi tia tới chiếu đến vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng. Hằng số trên phụ thuộc gì? Xác định như thế nào? Xét bài toán: khảo sát sự truyền ánh sáng giữa môi trường không khí và nhựa trong - Lần lượt chiếu ánh sáng từ không khí vào nhựa trong. - Làm ngược lại, nghĩa là: ánh sáng được chiếu lần lượt từ nhựa trong ra không khí. - Hằng số trên phụ thuộc vào bản chất hai môi trường và được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường khúc xạ đối với môi trường tới (n21). - Chiết suất tỉ đối của một môi trường đối với chân không gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường đó (n)nck = 1nkk, chiết suất tuyệt đối của môi trường bất kỳ luôn lớn hơn 1. Dùng công thức: 2 21 1 sin sin ni n r n   Làm TN và đo r tương ứng với i = 300, 450, 600 Cả 3 lần đo cho các kết quả xấp xĩ nhau. Kết quả xấp xĩ giá trị chiết suất của nhựa trong SGK. Phải chăng hằng số này chỉ phụ thuộc vào bản chất 2 môi trường? Liệu có phụ thuộc vào cách chiếu chùm ánh sáng tới Xác định chiết suất của bán cầu nhựa. 2.3.2. Tiến trình dạy học bài “ Phản xạ toàn phần”. 2.3.1.2. Xác định mục tiêu dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng”  Trong giờ học: - Học sinh quan sát thí nghiệm để mô tả được hiện tượng và rút ra những nhận xét . - Học sinh phân biệt được hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng. - Học sinh phải biết suy luận từ đồ thị ra mối liên hệ giữa sinr và sini. - Học sinh biết vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để khảo sát trường hợp tia tới chiếu vuông góc với mặt phân cách (i = 0) - Học sinh dự đóan được sự phụ thuộc của hằng số = sin sin i r - Rèn luyện học sinh kỹ năng suy luận logic.  Sau giờ học: - Học sinh phải phát biểu được chính xác định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng, định luật khúc xạ ánh sáng. - Học sinh phải trình bày được khái niệm chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, đồng thời viết được hệ thức liên hệ giữa chúng. - Học sinh biết vận định luật khúc xạ để giải thích một vài hiện tượng trong thực tế: cái bút chì cắm vào cốc thuỷ tinh chứa nước như bị gãy khúc tại mặt - Chiết suất tỉ đối : n21 = sinsin i r . - Chiết suất tuyệt đối: + Là chiết suất tỉ đối với chân không. + 221 1 nn n  - Công thức định luật khúc xạ dưới dạng đối xứng: n1 sini = n2 sinr + Khi n2 > n1 thì i > r (tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn) + Khi n2 < n1 thì i < r (tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn) phân cách, đồng tiền như được nâng lên cao hơn khi cho nước vào chén chứa nó ở đáy, những lưu ý khi đi bơi. - Học sinh biết vận định luật khúc xạ để giải một số bài tập. 2.3.1.3. Xác định các công việc cần chuẩn bị nhằm hỗ trợ việc dạy bài “Khúc xạ ánh sáng” - Đèn laze dùng làm nguồn sáng. - Bán cầu nhựa trong suốt. - Hai tờ giấy cỡ A1: 1 tờ vẽ trục tọa độ (i, r), tờ kia vẽ trục tọa độ (sini, sinr) và có chia tỉ lệ phù hợp với các thông số ở bảng 26.1 trang 163/SGK. - Cốc nước bằng thủy tinh, 1 cái bút chì. - Chén bằng sứ, đồng xu. - Máy vi tính, máy chiếu, màn hình, 2.3.1.4. Xây dựng các tình huống vật lý dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng” a. Tình huống về hiện tượng khúc xạ - Nhúng một cái bút chì vào trong một cốc nước. - Yêu cầu học sinh quan sát và nêu nhận xét về hình dạng cái bút chì. - Giải thích hiện tượng quan sát được thế nào? - Tình huống này học sinh khá quen thuộc nên dễ nhận ra sự thay đổi hình dạng cái bút chì khi nó được nhúng vào cốc nước, tuy nhiên để giải thích được hiện tượng lại là điều không thể. b. Tình huống cơ bản 1 (định luật khúc xạ ánh sáng) - Trở lại với thí nghiệm: chiếu ánh sáng từ không khí qua mặt phân cách với bán cầu nhựa. - Yêu cầu học sinh quan sát và đưa ra nhận xét về sự thay đổi phương tia khúc xạ (góc khúc xạ), khi thay đổi phương tia tới (thay đổi góc tới). Sự thay đổi này có tuân theo qui luật nào không? - Tình huống này dẫn học sinh đến hành động suy đoán tìm câu trả lời. Tuy nhiên rất dễ nhầm (khi i tăng thì r tăng, nên r tỉ lệ thuận với i). Nếu học sinh bị nhầm trong tình huống này thì giáo viên ngay lập tức phân biệt hai khái niệm tỉ lệ thuận và đồng biến cho học sinh, đồng thời hướng học sinh vào việc vẽ hai đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa (r, i) và (sinr, sini) với những số liệu nằm trong bảng 26.1 trang 163/SGK c. Bài toán vận dụng - kiểm chứng 1 (định luật khúc xạ ánh sáng) - Yêu cầu học sinh giải bài toán sau bằng cách sử dụng định luật khúc xạ. - Hãy vẽ tiếp đường đi của một tia sáng tới từ không khí đến vuông góc với mặt phân cách giữa không khí và nhựa trong. - Kết quả của việc giải bài toán là tia sáng tiếp tục truyền thẳng qua nhựa trong, do i = 0 nên r = 0. - Vẫn chưa đủ niềm tin vì chỉ trong môi trường trong suốt và đồng tính thì ánh sáng mới truyền theo đường thẳng. - Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra. Thí nghiệm này dễ thực hiện lại không mất nhiều thời gian. - Kết quả thí nghiệm phù hợp với việc vận dụng định luật để giải bài toán, khẳng định tính chính xác của định luật khúc xạ ánh sáng. d. Tình huống cơ bản 2 (các khái niệm chiết suất) - Từ biểu thức định luật khúc xạ sin sin i r = hằng số, hãy cho biết hằng số này là gì? Phụ thuộc gì? Được tính bằng cách nào? - Với tình huống này, học sinh có thể dự đoán và đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. e. Tình huống kiểm chứng 2 - Để kiểm chứng sin sin i r = 221 1 nn n  , ta khảo sát bài toán: xác định chiết suất của nhựa trong bằng cách cho ánh sáng truyền từ không khí vào nhựa trong dưới góc tới 300, 450, 600. - Học sinh nêu cách tiến hành thí nghiệm kiểm chứng rồi thực hiện nhanh các phép đo cần thiết. 2.3.1.5. Tổ chức hoạt động dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng” ► Thu và kiểm tra sơ bộ việc chuẩn bị phiếu học tập ở nhà. ►Giáo viên đặt vấn đề vào bài bằng thí nghiệm nhỏ: nhúng một cái bút chì vào cốc thủy tinh chứa nước. Yêu cầu học sinh quan sát và giải thích hiện tượng quan sát được. HS: Cái bút chì như bị gãy ở mặt nước nhưng không biết cách giải thích.  Sở dĩ các em chưa thể giải thích được vì các em chưa được học kỹ về một hiện tượng đặc biệt có tên gọi “khúc xạ ánh sáng” (đã được biết ở chương trình vật lý lớp 9 trung học cơ sở), đó chính là tên bài học hôm nay. a. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng ► Sử dụng phương pháp đàm thoại để ôn lại định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Nếu các tia sáng truyền đến một bề mặt nhẵn bóng (như mặt nước khi yên lặng) thì nó sẽ tiếp tục truyền đi như thế nào? HS: các tia sáng sẽ bị hắt ngược lại, hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng. Liệu có trường hợp ngược lại nghĩa là các tia sáng sẽ tiếp tục đi xuyên qua mặt phân cách giữa hai môi trường để vào trong nước không? Nếu có thì các tia sáng đó sẽ đi theo phương nào? HS: có và các tia sáng đó sẽ đi theo phương khác, hiện tượng đó gọi là gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng đã được biết ở chương trình vật lý lớp 9. ► Với dụng cụ thí nghiệm đã chuẩn bị sẵn, học sinh các nhóm thực hiện kiểm tra kết luận trên. ▼ Học sinh các nhóm chắc sẽ không gặp khó khăn khi thực hiện thí nghiệm kiểm chứng hiện tượng này, do các em đã biết ở lớp 9. Qua đó rèn cho học sinh kỹ năng liên hệ thực tế ở mức độ 1. Sau khi quan sát xong thí nghiệm trên hãy yêu cầu học sinh phát biểu lại định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng. HS: là hiện tượng ánh sáng bị đổi phương khi gặp mặt phân cách. ► Có khi nào ánh sáng không bị lệch phương khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường không? Làm thí nghiệm kiểm chứng và định nghĩa lại đầy đủ, chính xác hiện tượng khúc xạ ánh sáng sau khi kiểm chứng xong trường hợp trên: 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. ▼ Yêu cầu học sinh trở lại thí nghiệm ban đầu và giải thích nó. HS: các tia sáng truyền từ phần bút chì ở trong nước khi đến mặt phân cách giữa nước và không khí sẽ bị lệch phương (gãy), mắt người quan sát lại ở ngoài không khí nên sẽ thấy cái bút chì như bị gãy ở mặt phân cách. HS giải thích được thí nghiệm này là đạt được mức độ 1 về rèn luyện kỹ năng liên hệ thực tế .  Giải thích rõ hơn bằng hình vẽ ▼ Để HS có điều kiện rèn luyện thêm kỹ năng này ở mức độ cao hơn, yêu cầu các nhóm tiến hành, và giải thích một thí nghiệm khác (nếu thấy thời gian cho phép, nếu không thì đây được xem là bài tập về nhà): Đặt chén lên bàn, đặt đồng xu vào đáy chén, quan sát đồng xu và lùi chầm chậm về sau cho đến khi không còn trông thấy đồng xu nữa, làm thế nào để có thể thấy được đồng xu trong chén lần nữa khi mà ta vẫn đứng ở vị trí này? Trong tình huống này, nếu học sinh tự lực tìm ra được phương án giải quyết thì có nghĩa là học sinh đã có được kỹ năng liên hệ thực tế, nếu học sinh không tìm ra được phương án giải quyết thì giáo viên hãy gợi ý để học sinh thấy được sự giống nhau giữa vị trí của đầu bút chì trong thí nghiệm trước và đồng xu, rồi áp dụng những hiểu biết ở thí nghiệm trên mà tìm cách để có thể nhìn thấy đồng xu trong chén lần nữa. HS: Trong tình huống này sự hổ trợ của các bạn cùng nhóm là hết sức cần thiết: một bạn sẽ cho nước từ từ vào chén sứ, đến một lúc ta sẽ nhìn thấy được đồng xu trong chén lần nữa. Nguyên nhân là do khi không có nước trong chén ánh sáng từ đồng xu truyền thẳng vào mắt nếu ta đứng cạnh nó, và không truyền vào mắt khi ta lùi ra xa nó. Khi cho nước vào chén ánh sáng từ đồng xu bị khúc xạ (gãy) khi truyền từ trong nước ra không khí nên có thể đi thẳng vào mắt người quan sát. ▼ Điều này cần phải được lưu ý khi đi bơi: vì do sự khúc xạ ánh sáng mà tất cả những vật bị dìm trong nước hình như được nâng lên cao hơn so với vị trí thực của nó. Đáy sông, hồ qua con mắt của chúng ta hình như nông hơn gần 1/3 độ sâu thực sự của nó. Vì thế nếu tin vào sự nông cạn huyền ảo đó, thì người ta thường lâm vào tình trạng nguy hiểm. Về điểm này trẻ em và những người thấp bé cần hết sức chú ý để tránh nguy hiểm cho tính mạng. b. Định luật khúc xạ ánh sáng  Chúng ta đều biết hiện tượng phản xạ thì tuân theo định luật phản xạ, liệu hiện tượng khúc xạ có tuân theo định luật nào không? Định luật đó thế nào? Muốn biết chúng ta cùng trở lại với thí nghiệm về hiện tượng khúc xạ.  Biểu diễn sự truyền ánh sáng đó bằng hình vẽ, rồi gọi tên tia tới, góc tới (góc tạo bởi tia tới và pháp tuyến), tia khúc xạ, góc khúc xạ (góc tạo bởi tia khúc xạ và pháp tuyến), mặt phẳng tới (là mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến). ►Từng bước hướng dẫn học sinh phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng. Yêu cầu học sinh nhận xét về tia khúc xạ. HS: tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.  Khẳng định kết luận của học sinh và có thể hướng dẫn học sinh kiểm chứng thêm kết luận đó bằng cách quan sát tia khúc xạ khi đổi phương tia tới. Còn góc khúc xạ thì sao? Có gì đặc biệt? HS: khi góc tới tăng thì góc khúc xạ cũng tăng và ngược lại, có thể là chúng tỉ lệ thuận với nhau.  Phân biệt lại hai khái niệm tóan học: tỉ lệ thuận và đồng biến. Giả sử có hàm số y = f(x). + Nếu x tăng thì y tăng và ngược lại thì có y là hàm đồng biến. + Nếu x tăng (giảm) n lần thì y cũng tăng (giảm) n lần, thì có y và x tỉ lệ thuận với nhau. Yêu cầu học sinh tự tìm cách kiểm tra lại kết luận của mình. HS: lần lượt cho góc tới tăng hai, ba lần; quan sát thấy góc khúc xạ cũng tăng nhưng không phải tăng hai, ba lần như góc tới. Vậy góc khúc xạ đồng biến với góc tới. ► Để tìm được mối liên hệ cụ thể hơn giữa góc khúc xạ và góc tới chúng ta sẽ sử dụng số liệu thu được ở bảng 26.1 trang 163 sách giáo khoa để vẽ hai đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của r theo i và sự phụ thuộc của sinr theo sini. Yêu cầu hai học sinh vẽ hai đồ thị này trên hai mẫu giấy đã chuẩn bị sẵn, các học sinh khác thực hiện thao tác vẽ đồ thị này theo nhóm vào phiếu học tập. Rút ra nhận xét về hình dạng đồ thị để suy ra dạng hàm số biểu diễn cho đồ thị đó. HS: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của sinr theo sini là đường thẳng đi qua góc tọa độ, vì vậy có thể biểu biễn mối liên hệ giữa chúng như sau: sinr = n sini (với n là hằng số) hay sinr tỉ lệ thuận với sini. Với những gì rút ra từ quan sát và suy luận ở trên hãy phát biểu nội dung định luật khúc xạ ánh sáng (bao gồm tia khúc xạ và góc khúc xạ). HS: - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. - Khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt, thì sin góc khúc xạ tỉ lệ thuận với sin góc tới.  Nhận xét phát biểu của học sinh, tuy nhiên để tìm hiểu thêm về hằng số tỉ lệ này chúng ta biến đổi mối liên hệ giữa sin góc khúc xạ và sin góc tới thành sin sin i n r  . c. Chiết suất của môi trường Liệu hằng số n này phụ thuộc gì? Được xác định như thế nào? Có tên gọi là gì? HS: Có khả năng hằng số này phụ thuộc vào bản chất hai môi trường (tới và khúc xạ), nhưng cũng có khả năng phụ thuộc vào cách chiếu chùm ánh sáng tới. HS khác nhận xét: hằng số này không thể phụ thuộc vào cách chiếu chùm ánh sáng tới vì theo bảng số liệu 26.1 trang 163 SGK thì khi thay đổi cách chiếu chùm ánh sáng tới (thay đổi i) thì chùm tia khúc xạ cũng đổi phương của nó (thay đổi r), nhưng sin sin i r  số không đổi Đúng, nhưng làm gì để kiểm chứng được nhận xét thứ nhất. ► Yêu cầu các nhóm bàn bạc để đưa ra phương án thí nghiệm kiểm chứng. HS: đưa ra phương án thí nghiệm: lần lượt thay đổi môi trường tới (hoặc môi trường khúc xạ), đo góc khúc xạ dưới cùng góc tới. Nếu sin góc khúc xạ trong các trường hợp là khác nhau thì có nghĩa là tỉ số sin sin i r phụ thuộc vào bản chất hai môi trường.  Đồng ý với phương án thí nghiệm và cho các nhóm đồng lọat thực hiện việc kiểm chứng trên. Sau khi đã cùng đi đến kết luận chung có thể nói thêm: hằng số này gọi là chiết suất tỉ đối của hai môi trường (môi trường khúc xạ và môi trường tới), ký hiệu là n21, đồng thời định nghĩa thêm: chiết suất tỉ đối của một môi trường đối với chân không gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt đó hay gọi tắt là chiết suất. ▼ Hướng học sinh vào việc so sánh định nghĩa chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường với chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt mà cho biết chiết suất của chân không, chiết suất của môi trường trong suốt có giá trị thế nào? HS: chiết suất của chân không bằng 1, chiết suất của môi trường bất kỳ luôn lớn hơn 1.  Từ đó có thể thiết lập hệ thức 221 1 nn n  , với n1, n2 lần lượt là chiết suất môi trường 1 và môi trường 2. Do vậy biểu thức của định luật cũng có thể được viết dưới dạng khác gọi là dạng đối xứng: n1sini = n2sinr. Thấy được gì khi n1 > n2 và n2 > n1? ► Hướng dẫn học sinh cách hình thành câu trả lời. HS: Áp dụng biểu thức của định luật khúc xạ. Khi n21 n2  i < r: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Khi n21 > 1  n1 r: tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn.  Khi n21 n2: môi trường 1 chiết quang hơn môi trường 2. Khi n21 >1  n1 < n2: môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. d. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng  Có thể biến đổi 2 11 2 1n nn n  n21 = 12 1 n  sin 1 sin 'sin 'sin sin ' sin ' i r ir i r   Như vậy khi i’ = r thì dễ dàng suy ra r’ = i. Các em dự đoán được điều gì từ kết quả trên? Tính chất đó gọi là gì? Tính chất đó đúng cho những trường hợp nào? ► Cho học sinh tự lực làm việc. HS: Nếu ban đầu ánh sáng truyền theo đường SIR, thì khi truyền ngược lại từ R, ánh sáng sẽ đi theo đường RIS. Điều này còn đúng cho cả trường hợp phản xạ ánh sáng và sự truyền thẳng của ánh sáng.  Tính chất này gọi là tính thuận nghịch của đường truyền ánh sáng. Phát biểu tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng? HS: Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. e. Củng cố Phân biệt hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng (định nghĩa và định luật) S I R ► Tia sáng truyền từ nước có chiết suất 4/3 ra ngoài không khí thì bị khúc xạ với góc 600. Góc tới là: a. 450. b. 600. c. 40,50. d. 300. ▼ Cho học sinh xem tranh con cá trong hồ nước. Bắn mũi lao vào chỗ nào để trúng con cá: ngay chỗ nhìn thấy con cá hay dưới hay trên chỗ ấy? Giải thích. (Hoc sinh giải quyết tại lớp nếu kịp giờ, ngược lại thì đây là bài tập về nhà cho học sinh). Giải quyết được câu hỏi này, học sinh có cơ hội rèn luyện kỹ năng liên hệ thực tế ở mức độ 2. f. Dặn dò ► Làm bài tập 6, 7, 8, 9/166 SGK. ▼ Giải bài toán ví dụ trang 165 SGK. ► Phát phiếu học tập ở nhà bài “Phản xạ toàn phần” 2.3.2. Tiến trình dạy học bài “Phản xạ toàn phần” 2.3.2.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức hiện tượng “phản xạ toàn phần”, “điều kiện xảy ra phản xạ tòan phần”, “cách tính góc giới hạn phản xạ tòan phần” Ánh sáng khi gặp mặt phân cách giữa 2 môi trường sẽ truyền qua theo phương khác tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng. Có khi nào không có tia sáng nào truyền qua mặt phân cách đó mà truyền ngược lại môi trường cũ hết không, đó là hiện tượng gì? Khi nào thì xảy ra hiện tượng đó? Khảo sát sự truyền ánh sáng từ môi trường 1 sang môi trường 2 có n1 > n2 - Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng. - Xét trường hợp n1 > n2  r > i. - Lần lượt xét các trường hợp của i:  i nhỏ.  i = igh sao cho r = 900.  i > igh.  i nhỏ, tia khúc xạ rất sáng.  i tăng từ từ , r cũng tăng, tia khúc xạ mờ dần, tia phản xạ xuất hiện rất mờ.  i = igh, r = 900, tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách.  i > igh, tia khúc xạ biến mất, tia phản xạ sáng như tia tới. Hiện tượng trên gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần, igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần.  sinigh = 2 1 n n Hiện tượng trên có những ứng dụng như thế nào trong cuộc sống và có thể kiểm tra về góc giới hạn phản xạ toàn phần như thế nào? Tăng dần góc tới đến khi không còn tia khúc xạ nữa thì dừng lại, đo góc tới, đó chính là igh . Dùng công thức sinigh = 1 n , tính igh. Với n = 1,53 - Cho ánh sáng truyền từ nhựa trong ra ngoài không khí. - Sử dụng công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. Làm thế nào để xác định chiết suất của nhựa trong dựa vào những kết luận trên? 2.3.2.2. Xác định mục tiêu dạy học bài “Phản xạ toàn phần” a. Trong giờ học - Học sinh phải mô tả được hiện tượng xảy ra khi quan sát thí nghiệm. Từ đó phân biệt rõ ràng 3 hiện tượng: phản xạ, khúc xạ, phản xạ toàn phần. - Học sinh phải biết vận dụng định luật khúc xạ để tìm ra góc giới hạn phản xạ toàn phần igh. - Bằng kiến thức cũ và bằng quan sát thí nghiệm học sinh phải nêu được điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần, khi nào cần phải kiểm tra điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần. - Biết thêm về ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần trong việc chế tạo cáp quang phục vụ trong y học hoặc trong viễn thông ngày nay. b. Sau giờ học - Học sinh có thể phát biểu được đầy đủ định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần, công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. - Học sinh trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang. - Học sinh tìm thêm những ví dụ có sử dụng hoặc ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để giải thích. igh = 410, suy ra chiết suất nhựa trong n = 1,524 igh = 40,810 - Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới xảy ra ở mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt. - Điều kiện để có phản xạ toàn phần :  n1 > n2  i igh, với sinigh = 2 1 n n - Học sinh có thể giải được một số bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần. Đặc biệt học sinh phải vẽ được đường đi của ánh sáng qua một số môi trường liên tiếp, để hiểu rõ hơn về sự truyền ánh sáng trong các môi trường đó. 2.3.2.3. Xác định các công việc cần chuẩn bị nhằm hỗ trợ việc dạy học bài “Phản xạ toàn phần” - Đèn laze dùng làm nguồn phát sáng. - Bán cầu nhựa trong suốt. - Bảng tròn chia độ. - Lăng kính phản xạ toàn phần. - Tranh ảnh v