Giáo án Vật lý 11 bài 26: Khúc xạ ánh sáng mới nhất

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Tiến hành thí nghiệm hình 26.2.

Giới thiệu các k/n: Tia tới, điểm tới, pháp tuyến tại điểm tới, tia khúc xạ, góc tới, góc khúc xạ.

Yêu cầu học sinh định nghĩa hiện tượng khúc xạ.

Tiến hành thí nghiệm hình 26.3.

Cho học sinh nhận xét về sự thay đổi của góc khúc xạ r khi tăng góc tới i.

Tính tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ trong một số trường hợp.

Giới thiệu định luật khúc xạ.

(5 phút)

I. Sự khúc xạ ánh sáng

1. 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.

2. Định luậtkhúc 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:

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Giới thiệu chiết suất tỉ đối.

Hướng dẫn để học sinh phân tích các trường hợp n₂₁ và đưa ra các định nghĩa môi trường chiết quang hơn và chiết quang kém.

Giới thiệu khái niệm chiết suất tuyệt đối.

Nêu biểu thức liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối.

Nêu biểu thức liên hệ giữa chiết suất môi trường và vận tốc ánh sáng.

Yêu cầu học sinh nêu ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối.

Yêu cầu học sinh viết biểu thức định luật khúc xạ dưới dạng khác.

Yêu cầu học sinh thực hiện C1, C2 và C3.

(10 phút)

II. Chiết suất của môi trường

1. Chiết suất tỉ đối

Tỉ số không đổi  trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối n₂₁ của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới):

+ Nếu n₂₁ > 1 thì r < I : Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1.

+ Nếu n₂₁ < 1 thì r > I : Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1.

2. Chiết suất tuyệt đối

Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.

Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n₂₁ = n2/n1.

Liên hệ giữa chiết suất và vận tốc truyền của ánh sáng trong các môi trường: 

Công thức của định luật khúc xạ có thể viết dưới dạng đối xứng: n₁sini = n₂sinr.

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Làm thí nghiệm minh họa nguyên lí thuận nghịch.

Yêu cầu học sinh phát biểu nguyên lí thuận nghịch.

Yêu cầu học sinh chứng minh công thức: n₁₂ = 1n21

(5 phút)

III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

Anh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.

Từ tính thuận nghịch ta suy ra:

n₁₂ = 1/n21

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Bố trí thí nghiệm hình 27.1.

Yêu cầu học sinh thực hiện C1.

Thay đổi độ nghiêng chùm tia tới.

Yêu cầu học sinh thực hiện C2.

Yêu cầu học sinh nêu kết quả.

Yêu cầu học sinh so sánh i và r.

Tiếp tục thí nghiệm với i = i_gh.

Yêu cầu học sinh rút ra công thức tính i_gh.

Thí nghiệm cho học sinh quan sát hiện tượng xảy ra khi i > i_gh.

Yêu cầu học sinh nhận xét.

(10 phút)

I. Sự truyền snhs sáng vào môi trường chiết quang kém hơn

1. Thí nghiệm

2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần

+ Vì n₁ > n₂ => r > i.

+ Khi i tăng thì r cũng tăng (r > i). Khi r đạt giá trị cực đại 90⁰ thì i đạt giá trị i_gh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần.

+ Ta có: sini_gh = n2/n1 .

+ Với i > i_gh thì không tìm thấy r, nghĩa là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần.

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần.

Yêu cầu học sinh nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần.

(5 phút)

II. Hiện tượng phản xạ toàn phần

1. Định nghĩa

Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần

+ Anh sáng truyền từ một môi trường tới một môi trường chiết quang kém hơn.

+i ≥ i_gh.

Hoạt động của thầy và trò

TG

Nội dung cơ bản

Yêu cầu học sinh thử nêu một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.

Giới thiệu đèn trang trí có nhiều sợi nhựa dẫn sáng.

Giới thiệu cấu tạo cáp quang.

Giới thiệu công dụng của cáp quang trong việc truyền tải thông tin.

Giới thiệu công dụng của cáp quang trong việc nọi soi.

5 phút

III. Cáp quang

1. Cấu tạo

Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một sợi dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần.

Sợi quang gồm hai phần chính:

+ Phần lỏi trong suốt bằng thủy tinh siêu sach có chiết suất lớn (n₁).

+ Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n₂ < n₁.

2. Công dụng

Cáp quang được ứng dụng vào việc truyền thông tin với các ưu điểm:

+ Dung lượng tín hiệu lớn.

+ Không bị nhiễu bở các bức xạ điện từ bên ngoài.

+ Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).

Cáp quang còn được dùng để nội soi trong y học.

Hoạt động của thầy và trò

TG

Cho học sinh tóm tắt những Kiến thức, kỹ năng cơ bản.

Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tậptrang 166, 167 sgk, 26.8, 26.9 sbt.

Tóm tắt những Kiến thức, kỹ năng cơ bản.

Ghi các bài tập về nhà.