Tiết 53. Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN.
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Thông qua việc quan sát thí nghiệm, nêu được nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần.
- Trả lờiđược câu hỏi Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Tính được góc igh và nêu được điều kiện để có phản xạ toàn phần.
- Nêu được ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng được công thức các công thức đã học để giải các bài tập liên quan.
3. Tư duy và thái độ : nghiêm túc
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Các thiết bị của hộp quang học.
- Sưu tầm một số sợi nhựa dẫn sáng để làm ví dụ về cáp quang
- Sưu tầm một số tranh ảnh về ứng dụng của cáp quang.
2. Học sinh:
- Ôn lại định luật phản xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng.
- Ôn lại khái niệm về chiết suất của các môi trường.
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo án Vật lý 11 - Tiết 53, Bài 27 - Phản xạ toàn phần, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Người soạn: Phạm Thị Lệ Chi. Ngày soạn: 22/03/2011. Tiết 53. Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN. I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Thông qua việc quan sát thí nghiệm, nêu được nhận xét về hiện tượng phản xạ toàn phần. - Trả lờiđược câu hỏi Thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần? Tính được góc igh và nêu được điều kiện để có phản xạ toàn phần. - Nêu được ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang. 2. Kỹ năng: - Vận dụng được công thức các công thức đã học để giải các bài tập liên quan. 3. Tư duy và thái độ : nghiêm túc II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Các thiết bị của hộp quang học. - Sưu tầm một số sợi nhựa dẫn sáng để làm ví dụ về cáp quang - Sưu tầm một số tranh ảnh về ứng dụng của cáp quang. 2. Học sinh: - Ôn lại định luật phản xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng. - Ôn lại khái niệm về chiết suất của các môi trường. III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Thuyết trình, giảng giải. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: 1. Ổn định lớp: HS báo cáo sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra bài cũ. 3. Bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Hoạt động 1 [6 phút]: Thí nghiệm phát hiện vấn đề cần nghiên cứu. - GV yêu cầu HS nêu những hiểu biết về hiện tượng phản xạ ánh sáng đã học ở lớp 7 THCS và hiện tượng khúc xạ ánh sáng. - GV nhấn mạnh về mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ, góc tới và góc khúc xạ. - GV tiến hành thí nghiệm trong SGK. GV điều chỉnh chùm sáng sao cho tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường thì bị hắt ngược trở lại môi trường chứa tia tới. - Yêu cầu HS quan sát hiện tượng và nêu nhận xét. - Hiện tượng chúng ta vừa quan sát được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. Hiện tượng này xảy ra khi nào? Có ứng dụng gì? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi trên. Trước hết chúng ta xét sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém. - HS nêu nội dung của định luật phản xạ ánh sáng và định luật khúc xạ ánh sáng. - HS tiếp thu và ghi nhớ. - HS quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét. - Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Tiết 53. Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN. I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn [n1>n2]: 1. Thí nghiệm: SGK. Hoạt động 2 [15 phút]: Nghiên cứu sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém. - GV tiến hành thí nghiệm như ở hình 27.1 SGK. Chỉ rõ trong thí nghiệm chùm tia tới, chùm tia phản xạ. - Hoàn thành yêu cầu C1. - Thay đổi độ nghiêng của chùm tia tới và quan sát chùm tia khúc xạ ra không khí. - GV giới thiệu bảng kết quả như đã trình bày ở SGK. - Hoàn thành yêu cầu C2. - Chứng tỏ rằng khi ánh sáng truyền sang môi trường chiết quang kém hơn thì r > i. - Khi i tăng thì r tăng [r > i]. Do đó, khi r = 900 thì i = igh: góc giới hạn phản xạ toàn phần,hay là góc tới hạn. - Xác định giá trị của góc tới hạn? - Khi i > igh thì có tia khúc xạ không? Vì sao? - Cá nhân quan sát và hoàn thành yêu cầu của GV. - Cá nhân hoàn thành yêu cầu C1. - Cá nhân hoàn thành yêu cầu C2. - Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ. - Cá nhân trả lời câu hỏi của GV. 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần: - Vì n1>n2 => sini i < r: Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới. - Khi i tăng thì r tăng [r > i]. Do đó, khi r = 900 thì i = igh: góc giới hạn phản xạ toàn phần,hay là góc tới hạn. Với sinigh = n2/n1. - Khi i > igh: 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 3 [10 phút]: Tìm hiểu khái niệm hiện tượng phản xạ toàn phần. - GV thông báo khái niệm hiện tượng phản xạ toàn phần. - Phân biệt hiện tượng phản xạ toàn phần với phản xạ thông thường. - ĐK để có phản xạ toàn phần là gì? - GV yêu cầu HS tham khảo bài tập ví dụ SGK. - Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ. - Cá nhân nêu ĐK để có phản xạ toàn phần. II. Hiện tượng phản xạ toàn phần: 1. Định nghĩa: SGK. 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: Hoạt động 4 [8 phút]: Tìm hiểu những ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang. - GV dùng hình vẽ 27.7 SGK để mô tả cấu tạo của cáp quang. - Giải thích cấu tạo của cáp quang? - GV yêu cầu HS tự đọc SGK để tìm hiểu công dụng của cáp quang. - HS tiếp thu và ghi nhớ. - Cá nhân giải thích. - HS tự thu thập thông tin. III. Ứng dụng của hiện tượng phả xạ toàn phần: 1. Cấu tạo: SGK. 2. Công dụng: SGK. Hoạt động 5 [4 phút]: Củng cố, vận dụng. - Nhắc lại các kiến thức cơ bản của bài học. - Làm bài tập 5, 6 SGK. - HS tiếp thu và ghi nhớ. - Làm bài tập 5, 6 SGK. Hoạt động 6 [2 phút]: Tổng kết bài học. - GV nhận xét và đánh giá giờ học. - Yêu cầu về nhà đối với HS. + Hoàn thành bài tập 7, 8, 9 SGK. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. IV. RÚT KINH NGHIỆM: V. BỔ SUNG:
File đính kèm:
- bai 27phan xa toan phan.doc
GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Cẩm Ly Sinh viên thực tập : Nguyễn Thị Kiều My Bộ môn : Vật lý Tiết [theo chương trình] : 51 Tại lớp : 11A1 Ngày : 24/02/2016 Bài 27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Trình bày được hiện tượng phản xạ toàn phần và nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng này. - Trình bày được cấu tạo trong cáp quang và nêu được ứng dụng của cáp quang. 2. Kỹ năng - Vận dụng được công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần. - Giải thích một số hiện tượng trong thực tế 3. Thái độ Học sinh có thái độ học tập tích cực, nghiêm túc, tham gia phát biểu xây dựng bài. II. Kiến thức trọng tâm Hiện tượng phản xạ toàn phần và điều kiện để có phản xạ toàn phần III. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Sách giáo khoa và sách bài tập vật lý 11 cơ bản. - Tranh ảnh hình 27.1, 27.2. - Dụng cụ thí nghiệm hình 27.1. 2. Học sinh Ôn lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng IV. Tiến trình dạy – học 1. Ổn định lớp, kiếm tra bài cũ [5 phút] - Phát biểu và viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng? - So sánh góc tới và góc khúc xạ khi cho ánh sáng truyền từ môi trường thủy tinh sang môi trường không khí? 2. Hoạt động dạy học Đặt vấn đề [1 phút]: Vào những ngày nắng nóng [lúc trưa nắng], mặt đường nhựa khô ráo, trời im gió nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước. Tại sao lại có hiện tượng đó, nguyên nhân của hiện tượng đó là gì? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này. Bài 27. Phản xạ toàn phần. Hoạt động 1: Tìm hiểu sự truyền ánh sáng từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém. Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản 15 phút Bố trí thí nghiệm hình 27.1. - Dụng cụ thí nghiệm: Tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ sau: + Bảng chia độ + Nguồn sáng laze + Khối thủy tinh hình bán nguyệt. - Tiến hành thí nghiệm: + Chiếu một chùm tia sáng hẹp tới mặt cong của bán trụ theo phương bán kính, lúc này tia sáng trùng với pháp tuyến của bán trụ tại điểm tới cho nên tia sáng truyền thẳng đi vào trong khối bán trụ, ta đi khảo sát sự truyền ánh sáng từ khối bán trụ đi vào không khí. Yêu cầu học sinh trả lời câu C1 + Ta tiến hành thí nghiệm tăng góc tới i và khảo sát sự thay đổi của tia khúc xạ và tia phản xạ. Yêu cầu học sinh quan sát về tia khúc xạ, tia phản xạ tại các vị trí i nhỏ, i có giá trị đặc biệt và i lớn, chú ý độ sáng của hai tia và nhận xét. - Khi góc tới tia khúc xạ và phản xạ thay đổi như thế nào? - Khi tăng dần góc tới i đến giá trị thì tia khúc xạ và phản xạ thay đổi như thế nào? - Khi thì tia khúc xạ và phản xạ thay đổi ra sao? Giáo viên nhận xét và kết luận: tia khúc xạ không còn nữa chứng tỏ toàn bộ tia tới đã bị phản xạ tại mặt phân cách. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. Và góc giới hạn để không còn tia khúc xạ gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. Nó được xác định như thế nào, chúng ta đi qua phần 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần Yêu cầu học sinh rút ra công thức tính igh. Gợi ý: - Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng: - Khi - Khi tăng dần góc tới i cho tới lúc tia khúc xạ là là ở mặt phân cách r=900 thì - Rút ra công thức tính Giáo viên nhận xét và rút ra kết luận. Khi , không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần. Lưu ý: đây là trường hợp [để học sinh dễ rút ra điều kiện có phản xạ toàn phần]. Quan sát cách bố trí thí nghiệm. Học sinh quan sát thí nghiệm. Học sinh trả lời câu C1: Khi chiếu tia sáng đi vào đúng bán kính thì góc tới sẽ bằng 0, do đó tia sáng truyền thẳng. Học sinh nêu kết quả thu được: - Khi chiếu tia sáng từ thủy tinh vào không khí với góc có 1 phần tia sáng bị phản xạ, một phần bị khúc xạ tại mặt phân cách. - Khi tăng dần góc tới thì thấy góc khúc xạ cũng tăng dần đến 1 giá trị nhất định thì tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách - Khi i tiếp tục tăng thì không còn tia khúc xạ nữa, chỉ còn tia phản xạ rất sáng Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng theo dạng đối xứng: Khi : vì , lúc này nếu tăng i thì r nó sẽ tăng. Khi thì r=900 Học sinh lắng ghe I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn 1. Thí nghiệm Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ r>i Rất sáng Rất mờ r ~ 90o Rất mờ Rất sáng Không còn Rất sáng 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần + Vì + Khi i tăng thì r cũng tăng [r > i]. Khi r đạt giá trị cực đại 900 thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần. Ta có: + Khi , thì . Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: [vô lý] 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 2: Tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần. Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản 10 phút Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần. Giáo viên đưa ra giả thiết: Nếu chiếu tia sáng từ không khí vào thủy tinh [n2 > n1] thì có xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khổng? Gợi ý: - Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng: - thì r