Luận văn Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học một số kiến thức phần “quang học” Vật lý 11 trung học phổ thông ban cơ bản

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .4

MỤC LỤC .5

MỞ ĐẦU .7

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÝ

THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC

PHỔ THÔNG.11

1.1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học .11

1.1.1. Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo .11

1.1.2. Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo.12

1.1.3. Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học .13

1.1.4. Hai loại kiến tạo trong dạy học.18

1.1.5. Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học theo lý thuyết kiến tạo

.23

1.1.6. Các yêu cầu đối với việc tổ chức quá trình dạy học theo lý thuyết kiến tạo .24

1.2. Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường THPT .26

1.2.1. Đặc điểm của môn Vật lý ở trường THPT.26

1.2.2.Các nhiệm vụ của việc dạy học môn Vật lý ở trường THPT.26

1.2.3. Yêu cầu đối với việc tổ chức dạy học Vật lý theo lý thuyết kiến tạo .27

1.2.4. Một số tiến trình dạy học theo LTKT trong dạy học Vật lý ở trường THPT .29

1.3. Kết luận của chương 1 .37

CHƯƠNG 2. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CỦA

PHẦN “QUANG HỌC”_VẬT LÝ 11 THPT BAN CƠ BẢN THEO LÝ THUYẾT

KIẾN TẠO.38

2.1. Mục tiêu dạy học phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ bản.38

2.1.1. Kiến thức.38

2.1.2. Kỹ năng.39

2.1.3. Thái độ .41

2.2. Cấu trúc nội dung của phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ bản .41

2.3. Đặc điểm trình bày nội dung kiến thức phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ

bản.43

2.4. Điều tra thực trạng dạy học phần “Quang học”_Vật lý 11 ban Cơ bản ở một số

trường THPT thuộc TP.HCM .44

2.4.1. Mục đích của việc điều tra.44

2.4.2. Các phương pháp điều tra được sử dụng .44

2.4.3. Kết quả thu được thông qua việc điều tra .45

2.4.4. Những thuận lợi và khó khăn khi dạy học phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT

ban Cơ bản .47

2.5. Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến “Quang học” trước

khi dạy học phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ bản.48

2.6. Những điều cần lưu ý khi dạy học phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ bản

theo lý thuyết kiến tạo.57

2.6.1. Khâu chuẩn bị của GV và HS.57

2.6.2. Các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học theo lý thuyết kiến tạo .58

pdf169 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Lượt xem: 552 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học một số kiến thức phần “quang học” Vật lý 11 trung học phổ thông ban cơ bản, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
rường hợp ảnh tạo bởi thấu kính. Trường hợp 1: Xác định các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ. - Dụng cụ : + Giá quang học, có thước dài 75cm. + Đèn chiếu Đ, loại 12V-21W. + Bản chắn sáng, màu đen, trên mặt có một lỗ tròn mang hình số 1 dùng làm vật AB. + Thấu kính hội tụ. + Bản màn ảnh M. + Nguồn điện. + Bộ hai dây dẫn có phích cắm. - Tiến hành: + Cắm phích điện của đèn chiếu Đ vào hai lổ cắm điện xoay chiều của nguồn điện. Vặn nút xoay của nguồn điện này đến vị trí 12V và bật công tắc của nó để đèn chiếu Đ phát sáng. + Đặt theo thứ tự vật AB, thấu kính hội tụ, và màn ảnh M lên giá quang học G và vuông góc với chiều dài của giá. + Nhận xét đặc điểm của ảnh trong những trường hợp: Đặt vật ngoài khoảng tiêu cự ( d>2f, d=2f, f<d<2f,), đặt vật tại tiêu điểm vật chính F (d=f), đặt vật trong khoảng tiêu cự (d<f). - Kết luận: Khoảng cách từ vật đến thấu kính Đặc điểm của ảnh Thật hay ảo Cùng chiều hay ngược chiều so với vật? Lớn hơn hay nhỏ hơn vật? d>2f d=2f f<d<2f d=f d<f Trường hợp 2: Xác định các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính phân kì. - Dụng cụ : dụng cụ tương tự ở trường hợp 1, chỉ khác thấu kính hội tụ được thay bằng thấu kính phân kì. - Tiến hành: + Cắm phích điện của đèn chiếu Đ vào hai lổ cắm điện xoay chiều của nguồn điện. Vặn nút xoay của nguồn điện này đến vị trí 12V và bật công tắc của nó để đèn chiếu Đ phát sáng. + Đặt theo thứ tự vật AB, thấu kính phân kì, và màn ảnh M lên giá quang học G và vuông góc với chiều dài của giá. + Nhận xét đặc điểm của ảnh trong những trường hợp vật đặt trước thấu kính cách thấu kính một khoảng bất kì. - Kết luận: + Có thể hứng được ảnh của vật trên màn với mọi vị trí của vật không? + Làm thế nào để quan sát được ảnh của vật tạo bởi thấu kính phân kì? Ảnh đó là ảnh thật hay ảnh ảo? Cùng chiều hay ngược chiều với vật? 2.6.3. Một số điều kiện thuận lợi và khó khăn để dạy học các kiến thức của phần “Quang học”_Vật lý 11 THPT ban Cơ bản theo lý thuyết kiến tạo * Thuận lợi Từ việc nghiên cứu các thí nghiệm sử dụng trong việc dạy học những kiến thức của phần “Quang học”_ Vật lý 11 THPT ban Cơ bản, chúng tôi nhận thấy các thiết bị, dụng cụ dùng trong thí nghiệm được trang bị khá đầy đủ ở các trường phổ thông. Mặt khác từ cùng một số thiết bị, dụng cụ thí nghiệm có thể thực hiện được các thí nghiệm với các mục đích khác nhau. Chẳng hạn như từ một số dụng cụ thí nghiệm như: bảng có gắn vòng tròn chia độ, bản bán trụ D bằng thủy tinh, đèn chiếu ánh sáng đơn sắc, nguồn điện, bộ hai dây dẫn có phích cắm, ta có thể thực hiện thí nghiệm xác định mối quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r để từ đó phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng, xác định sự thay đổi của tia khúc xạ và tia phản xạ khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau với góc tới i ≠ 0 để từ đó phát biểu hiện tượng phản xạ toàn phần và hai điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, và cũng từ những dụng cụ thí nghiệm đó, nếu thay bản bán trụ D bằng thủy tinh bằng một lăng kính ta có thể làm thí nghiệm xác định đường truyền của tia sáng đơn sắc qua lăng kính,Đây là một điều kiện rất thuận lợi để việc tổ chức dạy học theo lý thuyết kiến tạo khả thi hơn trong việc lĩnh hội kiến thức của HS. Ngoài ra, có một số vật có thể sử dụng làm phương tiện dạy học. Như là, kính cận của HS có thể dùng vào dạy học phần tật cận thị của mắt và cách khắc phục tật cận thị là đeo kính phân kì thích hợp, kính lão, kính lúp, v.v... * Khó khăn Dạy học những kiến thức của phần “Quang học”_ Vật lý 11 THPT ban Cơ bản theo LTKT cần sử dụng các thiết bị, dụng cụ dùng trong thí nghiệm và HS hoạt động nhóm nên mất khá nhiều thời gian. Vì vậy, GV cần nghiên cứu tổ chức tiến trình dạy học hợp lí và HS cần tích cực, hợp tác. 2.7. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Quang học” Vật lý 11 THPT ban Cơ bản theo lý thuyết kiến tạo Trong phần “Quang học” có tất cả tám bài học và trong đề tài nghiên cứu này, tôi đã soạn thảo được sáu bài học theo các tiến trình của DHKT: Khúc xạ ánh sáng, Phản xạ toàn phần, Lăng kính, Thấu kính mỏng, Mắt, Kính lúp; nhưng trong khuôn khổ của luận văn Thạc sĩ nên trong mục này tôi chỉ trình bày ba bài: Khúc xạ ánh sáng, Phản xạ toàn phần, Lăng kính; ba bài còn lại: Thấu kính mỏng, Mắt, Kính lúp được đưa vào phần phụ lục. Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG (Tiết 52,53 theo phân phối chương trình Vật lý 11 THPT ban Cơ bản) I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Trả lời được câu hỏi: Hiện tượng khúc xạ là gì? Nhận ra trường hợp giới hạn i=00. - Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng. - Trình bày được các khái niệm chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối. Viết được hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. - Biết được tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. - Biết cách vẽ đường đi tia sáng từ môi trường này sang môi trường khác. 2. Kỹ năng: - Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ. - Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Nắm và vẽ được đường đi của tia sáng qua hai môi trường trong suốt. - Vận dụng được định luật khúc xạ để giải các bài toán quang học về khúc xạ ánh sáng. 3. Thái độ: - Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi và tiến hành các thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực trong khi xử lý kết quả thí nghiệm. - Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập. 4. Giáo dục: - Qua hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì ta biết được là đáy hồ bơi hay đáy của các ao hồ khác dường như nông hơn bình thường, nên khi đi đến những nơi đó các em phải cẩn thận đừng cho rằng đáy hồ nông thì nước cạn mà chủ quan, rất nguy hiểm. II. Kết quả điều tra quan niệm của HS và ý tưởng sư phạm của GV - Nhiều học sinh quan niệm ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác( từ không khí vào nước hoặc vào thủy tinh) thì tiếp tục truyền thẳng qua mặt phân cách hai môi trường hoặc chưa xác định được tùy thuộc vào độ lớn góc chiếu. Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận để nhận ra rằng: ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác( từ không khí vào nước hoặc vào thủy tinh) thì không tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới mà bị gãy khúc(và có một phần bị phản xạ) tại mặt phân cách hai môi trường. - Qua điều tra, chúng tôi nhận thấy chỉ có 30% học sinh quan niệm khi góc tới tăng thì góc khúc xạ tăng, 55,7% học sinh quan niệm khi góc tới tăng thì góc khúc xạ giảm, 14,3% sinh quan niệm khi góc tới tăng thì góc khúc xạ không đổi. Như vậy, đa số học sinh đều quan niệm sai, phần lớn cho rằng: khi góc tới tăng thì góc khúc xạ giảm. Từ đây, GV vận hành quan niệm sai để kiểm tra bằng thực nghiệm thì thấy mâu thuẫn: khi góc tới tăng thì góc khúc xạ tăng. Từ đó, bằng thí nghiệm xác định được mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ. - Nhiều học sinh quan niệm sai về mặt phẳng chứa tia khúc xạ, qua điều tra đa số học sinh cho rằng tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng khúc xạ (mặt phẳng tạo bởi tia khúc xạ và pháp tuyến). Dựa vào thí nghiệm xác định được mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ, Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận để nhận ra rằng: mặt phẳng khúc xạ mà học sinh quan niệm trùng với mặt phẳng tới. Từ đó, học sinh sẽ tự nhận ra quan niệm của mình là sai và tự nguyện điều chỉnh, đưa ra kết luận: tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến). III. Chuẩn bị 1. Giáo viên: a. Điều tra quan niệm của học sinh (đã thực hiện và nêu kết quả ở mục trên) b. Xây dựng phương án dạy học dựa trên việc phân tích phiếu điều tra - Kiến thức thông báo: chiết suất của môi trường. - Kiến thức thảo luận, bổ sung: hiện tượng khúc xạ ánh sáng. - Kiến thức học sinh tự tìm tòi: định luật khúc xạ ánh sáng, tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. c. Các thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm - Thí nghiệm 1: Xem mục 2.6.2 trang 58. - Thí nghiệm 2 : Xem mục 2.6.2 trang 58. - Thí nghiệm 3 : Xem mục 2.6.2 trang 58. d. Nội dung ghi bảng (dự kiến) Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: - Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy khúc) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng: +I: Điểm tới +NN’: ⊥mặt phân cách: Pháp tuyến tại I +SI:Tia tới +IR: Tia khúc xạ +i: Góc tới: là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến +r: Góc khúc xạ: là góc hợp bởi tia khúc xạ và pháp tuyến +(SIN): Mặt phẳng tới * Nội dung định luật: - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r) luôn không đổi: = r i sin sin hằng số • Tia sáng ⊥ mặt phân cách: i = 0⇒ r =0 ⇒ tia khúc xạ truyền thẳng. II. Chiết suất của môi trường: 1. Chiết suất tỉ đối: = r i sin sin hằng số= n21 • n21 > 1: N N’ I i i’ r (1) (2) S S’ R sini > sinr => i> r ⇒ tia khúc xạ gần pháp tuyến hơn tia tới và môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới. • n21 <1: sini i< r ⇒ tia khúc xạ xa pháp tuyến hơn tia tới và môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới. 2.Chiết suất tuyệt đối: *Định nghĩa: chiết suất tuyệt đối(thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. - Chiết suất mọi chất đều lớn hơn 1 - Qui ước: nchân không= 1 nkhông khí ≈ 1 1 2 21 n nn = Viết lại định luật khúc xạ ánh sáng: n1sini = n2sinr III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. Chiếu tia tới theo chiều S → I→ R thì trên phương đó ánh sáng cũng có thể đi theo chiều ngược lại. ⇒Ánh sáng truyền tới theo đường nào thì khi truyền ngược lại cũng theo đường đó. Đây chính là tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. e. Các phiếu học tập: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 - BÀI 26 SGK VL 11 Nhóm HS: Lớp: Trường : 1. Trong môi trường trong suốt, đồng tính ( nước, không khí, thủy tinh,...) ánh sáng truyền theo đường : D. thẳng. E. cong. F. gấp khúc 2. Nếu như ta xét hai môi trường không đồng tính mà là ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì sao? D. tiếp tục truyền thẳng qua mặt phân cách hai môi trường. E. bị gãy khúc(và có một phần bị phản xạ) tại mặt phân cách hai môi trường. F. chưa xác định được tùy thuộc vào độ lớn góc chiếu. 3. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 - BÀI 26 SGK VL 11 Nhóm HS: Lớp: Trường : 1. Giả sử chiếu một tia sáng từ không khí vào một bạn thủy tinh, ta có thể biểu diễn trên hình vẽ sau: 2. Giá trị của góc tới và góc khúc xạ nằm trong khoảng nào? 3. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào? 4. Tia tới và tia khúc xạ ở vị trí như thế nào so với pháp tuyến? N N’ I i i’ r (1) (2) S S’ R +SI: +IR: +i: +r: +I: +NN’: ⊥mặt phân cách: +(SIN): 5. Khi i tăng hoặc giảm thì góc khúc xạ r thay đổi như thế nào? 6. Để biết được mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ, ta sẽ tiến hành thí nghiệm. -Với các dụng cụ có sẵn: + Bảng có gắn vòng tròn chia độ. + Bản bán trụ D bằng thủy tinh . + Đèn chiếu ánh sáng đơn sắc. Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để tìm mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ? 1. Để xác định quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ ta làm như sau: Bước1: Bước2 Bước3: . PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 - BÀI 26 SGK VL 11 Nhóm HS: Lớp: Trường : Sau khi làm thí nghiệm , nhóm rút ra kết luận: i r r i sin sin *Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng: - Tia khúc xạ nằm trong ..( tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở ..so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r).: = r i sin sin *Trường hợp đặc biệt: Tia sáng tới ⊥ mặt phân cách (i = 0) tia khúc xạ sẽ truyền đi như thế nào? PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 - BÀI 26 SGK VL 11 HS: Lớp: Trường 1. Ở các hình dưới đây, SI là tia tới, tia khúc xạ của tia này trùng với một trong số các đường IH, IE, IG, IK. Hãy điền dấu mũi tên vào tia khúc xạ đó. 2.Tia sáng truyền từ một chất trong suốt có chiết suất n tới mặt phân cách với môi trường không khí. Góc khúc xạ trong không khí là 600. Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với tia khúc xạ ( như hình dưới). Tính chiết suất n. I i i’ r R S (n) Không khí N N’ P Q S I H E G Nước Nước N N’ P Q S I H E G Không khí K K Bài làm: ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... ....................................................................... 2. Học sinh - Ôn lại một số kiến thức về quang học ở các lớp 7 và 9. IV. Tiến trình dạy học 1. Giáo viên nêu ra những vấn đề cần giải quyết trong bài học Giáo viên cho HS xem một cốc nước có cắm một cây bút chì thì thấy cây bút dường như bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa không khí và nước? Muốn trả lời được, chúng ta lần lượt trả lời những câu hỏi sau: - Tại sao cây bút dường như bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa không khí và nước? Đó là hiện tượng gì? - Hiện tượng trên có tuân theo quy luật nào không? 2. Giáo viên tổ chức cho học sinh giải quyết các vấn đề đã nêu ra Vấn đề 1: Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Trong môi trường trong suốt, đồng tính ( nước, không khí, thủy tinh,) ánh sáng truyền theo đường nào? - Nếu như ta xét hai môi trường không đồng tính mà là ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì sao? - Các nhóm thảo luận và bộc lộkiến thức đã học ở THCS: +thẳng +cong +gấp khúc - HS rút ra kết luận là : đường thẳng. Từ đó phát biểu nội dung định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong một môi trường trong suốt, đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng. - Các nhóm thảo luận và bộc lộ quan niệm: + Tiếp tục truyền thẳng qua mặt phân cách hai môi trường. + Bị gãy khúc(và có một phần bị phản -Yêu cầu HS chiếu xiên góc một tia sáng từ không khí vào một bản thủy tinh, quan sát xem tia sáng có tiếp tục truyền thẳng theo phương của tia tới không? Nếu không truyền thẳng thì nó truyền đi như thế nào? Rút ra kết luận. - Như vậy khi ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác thì bị gãy khúc ở mặt phân cách giữa hai môi trường đó. Hiện tượng này chính là hiện tượng khúc xạ ánh sáng và chính có sự gãy khúc của tia sáng khi đi từ không khí vào nước mà ta có cảm giác chiếc đũa dường như bị gãy khúc. -Yêu cầu HS phát biểu hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? - Phát phiếu học tập số 1 cho học sinh. xạ) tại mặt phân cách hai môi trường. + Chưa xác định được tùy thuộc vào độ lớn góc chiếu. - Thực hiện thí nghiệm và rút ra kết luận: Chùm sáng bị gãy khúc khi đi vào trong bản thủy tinh. - Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau. - Trả lời vào phiếu học tập. Vấn đề 2: Định luật khúc xạ ánh sáng: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Phát phiếu học tập 2. - Cần lưu ý cho học sinh ở hình vẽ trong phiếu học tập thì: +I: Điểm tới +NN’: ⊥mặt phân cách: Pháp tuyến tại I +SI:Tia tới +IR: Tia khúc xạ +i: Góc tới là góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến +r: Góc khúc xạ: là góc hợp bởi tia khúc xạ và pháp tuyến +(SIN): Mặt phẳng tới - Giá trị của góc tới và góc khúc xạ nằm trong khoảng nào? - GV kết luận lại là : 00 - 900 - Tia tới và tia khúc xạ ở vị trí như thế nào so với pháp tuyến? - Kết luận tia khúc xạ nằm ở bên kia pháp - Trả lời vào phiếu học tập. - Lắng nghe Giáo viên. - Các nhóm thảo luận và đưa ra câu trả lời: + 00 - 900 + 00 - 1800 - HS rút ra kết luận là : 00 - 900 - Tia khúc xạ nằm ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. N N’ I i i’ r (1) (2) S S’ R tuyến so với tia tới. - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào? - Khi i tăng hoặc giảm thì góc khúc xạ r thay đổi như thế nào? - Để biết được tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào và mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ, ta sẽ tiến hành thí nghiệm. -Với các dụng cụ có sẵn: + Bảng có gắn vòng tròn chia độ. + Bản bán trụ D bằng thủy tinh . + Đèn chiếu ánh sáng đơn sắc. - Yêu cầu học sinh thiết phương án thí nghiệm để tìm mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ? - Các nhóm thảo luận và đưa ra câu trả lời: +Mặt phẳng tới. +Mặt phẳng vuông góc mặt phẳng tới. +Mặt phẳng khúc xạ. +Mặt phẳng vuông góc mặt phẳng khúc xạ. - Các nhóm thảo luận và đưa ra câu trả lời: + tăng + giảm + không đổi. - Lắng nghe GV. - Làm việc theo nhóm và trả lời tiếp vào phiếu học tập thứ hai: Với các dụng cụ có sẵn như trên để tìm mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ ta làm như sau: + Bước 1: Trên bảng có vòng tròn chia độ, đặt bản bán trụ thủy tinh D. + Bước 2: Chiếu một tia sáng SI( - Phát phiếu học tập số 3. điểm tới I là tâm của bán trụ, đồng thời là tâm của vòng tròn chia độ) + Bước 3: Thực hiện thí nghiệm nhiều lần với các góc tới i khác nhau, đo các góc khúc xạ r tương ứng. Lập tỉ số giữa sini và sinr của các lần đo khác nhau. Nhận xét kết quả. - Một học sinh đại diện nhóm trình bày kết quả hoạt động của nhóm. - Các nhóm khác bổ sung nếu cần thiết. - Các nhóm học sinh làm thí nghiệm trên và trả lời phiếu học tập số 3. - Học sinh đại diện nhóm trình bày kết quả. - Các nhóm thảo luận để đưa ra câu trả lời hoàn chỉnh => Nội dung định luật: - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r) luôn không đổi: = r i sin sin hằng số - Mỗi học sinh hoàn thành phiếu - Trường hợp đặc biệt: Tia sáng tới ⊥ mặt phân cách (i = 0) tia khúc xạ sẽ truyền đi như thế nào? i = 0⇒ r =0 ⇒ tia khúc xạ truyền thẳng. học tập của mình. - Các nhóm học sinh thảo luận và đưa ra câu trả lời: i = 0⇒ r =0 ⇒ tia khúc xạ truyền thẳng. Vấn đề 3: Chiết suất của môi trường. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Chiết suất tỉ đối: Từ công thức của định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: = r i sin sin hằng số= n21 - Nếu n21 > 1 => i, r có quan hệ thế nào? - Nếu n21 i, r có quan hệ thế nào? 2.Chiết suất tuyệt đối: - Thông báo cho HS: *Định nghĩa: chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. - Chiết suất mọi chất đều lớn hơn 1. - Qui ước: nchân không= 1 nkhông khí ≈ 1 - Các nhóm học sinh thảo luận và đưa ra câu trả lời: +Nếu n21 > 1 => sini > sinr => i> r ⇒ tia khúc xạ gần pháp tuyến hơn tia tới và môi trường khúc xạ chiết quang hơn môi trường tới. +Nếu n21 sini i< r ⇒ tia khúc xạ xa pháp tuyến hơn tia tới và môi trường khúc xạ chiết quang kém môi trường tới. Ta có: 1 2 21 n nn = Viết lại biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng? n1sini = n2sinr Vấn đề 4: Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Ở hiện tượng phản xạ ánh sáng ta biết ánh sáng có tính thuận nghịch. Vậy trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng có tính chất này không? Và làm thế nào để ta có thể biết được sự truyền ánh sáng có tính thuận nghịch hay không? - Như vậy, Ánh sáng truyền tới theo đường nào thì khi truyền ngược lại cũng theo đường đó. Đây chính là tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng. - Các nhóm học sinh thảo luận và đưa ra câu trả lời: +Sự truyền ánh sáng có tính thuận nghịch. +Để kiểm tra sự truyền ánh sáng có tính thuận nghịch, ta có thể thực hiện thí nghiệm: trong thí nghiệm trên, nếu đặt đèn ở S, chiếu sáng đến I, khúc xạ đến R tức là S→ I→R. Ngược lại, nếu đặt đèn ở R, chiếu sáng đến I, khúc xạ đến S tức là R→ I→S. Vấn đề 5: Bài tập vận dụng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Phát phiếu học tập số 4 cho HS. - Hoàn thành phiếu học tập số 4. Vấn đề 5: Củng cố - Dặn dò - Nhắc lại định nghĩa khúc xạ ánh sáng, nội dung định luật khúc xạ ánh sáng, chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối, tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập SGK trang 166,167. - Xem trước bài 27: Phản xạ toàn phần. Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN (Tiết 54 theo phân phối chương trình Vật lý 11 THPT ban Cơ bản) I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần qua việc quan sát các thí nghiệm thực hiện trên lớp. - Trả lời được câu hỏi thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Tính được góc igh và nêu được các điều kiện để có phản xạ toàn phần. - Trình bày được cấu tạo và ứng dụng của sợi quang và cáp quang. 2. Kỹ năng: - Đề xuất được phương án thí nghiệm xác định sự thay đổi của tia phản xạ và tia khúc xạ khi tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác. - Phân tích được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm. - Vận dụng được hiện tượng phản xạ toàn phần vào giải bài tập. - Giải thích được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Sợi quang và cáp quang. 3. Thái độ: - Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi và tiến hành các thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực trong khi xử lý kết quả thí nghiệm. - Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập. 4. Giáo dục: II. Kết quả điều tra quan niệm của HS và ý tưởng sư phạm của GV - Qua bài “Khúc xạ ánh sáng”, nhiều học sinh quan niệm khi ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác với góc tới i ≠ 0 thì luôn luôn có tia khúc xạ và tia phản xạ. Nhưng trên thực tế có hiện tượng phản xạ toàn phần ( tia sáng bị phản xạ hoàn toàn, không có tia khúc xạ). Vận hành quan niệm sai của HS, Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận, thiết kế, thực hiện thí nghiệm để nhận ra rằng: ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác chiết quang kém hơn ( từ nước hoặc thủy tinh vào không khí) bắt đầu lúc i= igh (góc tới i ≠ 0), tia sáng bị phản xạ hoàn toàn, không còn tia khúc xạ nữa => hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần. III. Chuẩn bị 1. Giáo viên: a. Điều tra quan niệm của học sinh (đã thực hiện và nêu kết quả ở mục trên) b. Xây dựng phương án dạy học dựa trên việc phân tích phiếu điều tra - Kiến thức thông báo: ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần ( cáp quang). - Kiến thức học sinh thảo luận, tự tìm tòi: hiện tượng phản xạ toàn phần, điều kiện để có phản xạ toàn phần. c. Các thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm - Thí nghiệm 4: Xem mục 2.6.2 trang 59. d. Nội dung ghi bảng (dự kiến) Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n2 < n1 ) 1.Thí nghiệm: - Xét tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất n2 nhỏ hơn. - Khi đó r>i - Cho góc tới i tăng dần thì góc khúc xạ r cũng tăng dần và luôn luôn lớn hơn i. - Khi r đạt giá trị lớn nhất là r=900 (tia khúc xạ IR đi sát mặt phân cách rất mờ, tia phản xạ IR’ rất sáng) thì góc tới i cũng có giá trị lớn nhất là igh. - Khi i>igh: không còn tia khúc xạ, chỉ còn tia phản xạ sáng như tia tới→ hiện tượng phản xạ toàn phần. 2. Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần: 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. 3.Cách xác định igh: i = igh, r = 900 4. Điều kiện có hiện tượng phản xạ toàn phần: + Ánh sáng đi từ môi trường có chiết quang hơn sang môi trường có chiết quang kém n1>n2 + Góc tới i ≥ igh II. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Cáp quang (SGK) e. Các phiếu học tập: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 - BÀI 27 SGK VL 11 Nhóm HS: Lớp: Trường : * Với các dụng cụ có sẵn: + Bảng có gắn vòng tròn chia độ. + Bản bán trụ D bằng thủy tinh . + Đèn chiếu ánh sáng đơn sắc. Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để xác định sự thay đổi của tia khúc xạ và tia phản xạ khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau với góc tới i ≠ 0. 1. Thí nghiệm 1. Tia sáng t

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftvefile_2013_01_21_2210904843_5172_1869275.pdf
Tài liệu liên quan