Giáo án môn Vật lý khối 11 - Hiện tượng phản xạ toàn phần

Ngày soạn: 20-2-2009
Ngày dạy:
Người soạn: Nguyễn Minh Thuý.
Bài giảng: 
HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Thời lượng: 45 phút
Vị trí bài học: Bài số 45 - Chương VI: Khúc xạ ánh sáng
1. Mục tiêu bài học:
 	1.1.Về kiến thức:
Biết tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu hiện tượng phản xạ toàn phần.
Phát biểu được định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần.
Biết ứng dụng định luật phản xạ toàn phần để thay đổi hướng đi của tia sáng theo ý muốn.
Biết được điều kiện để có phản xạ toàn phần.
Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần.
1.2.Về kĩ năng:
Rèn luyện kĩ năng quan sát và tiến hành thí nghiệm, kĩ năng suy luận để rút ra kết luận.
Tính được góc giới hạn phản xạ toàn phần.
Vẽ được đường đi của tia sáng khi có phản xạ toàn phần.
1.3.Về thái độ
Giải thích được vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
Rèn luyện tính nghiêm túc trong học tập.
2. Chuẩn bị:
2.1.Cho thầy:
Giáo án.
Thiết bị hỗ trợ trình chiếu.
2.2.Cho trò
Đọc trước bài mới.
3. Phương pháp:
 Kết hợp phương pháp dạy học truyền thống, phương pháp dạy học nêu vấn đề và phương pháp thực nghiệm ảo có ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học.
4. Quá trình dạy:
Cấu trúc vĩ mô-Thời gian
Nội dung
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Đồ dùng thiết bị dạy học
1.Ổn định tổ chức lớp
(1’-2’)
- Chào.
- Kiểm tra sĩ số.
- Kiểm tra tình hình chuẩn bị bài. 
- Chào.
- Lớp trưởng báo cáo sĩ số.
- Lớp phó báo cáo tình hình học tập.
2.Kiểm tra bài cũ 
(3’-5’)
Kiểm tra bài cũ
Giáo viên gọi học sinh trả lời câu hỏi:
1. Nêu định nghĩa hiện tượng phản xạ ánh sáng?
2. Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng?
Cho điểm vào bài mới
Học sinh trả lời câu hỏi:
- Hiện tượng tia sáng bị đổi hướng trở lại môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhẵn gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.
- Định luật phản xạ ánh sáng:
+Tia tới và tia phản xạ cùng nằm trong một mặt phẳng và đối xứng nhau qua pháp tuyến.
+ Góc tới và góc phản xạ bằng nhau.
3.Đặt vấn đề
(1’)
- Ngày nay khi công nghệ thông tin phát triển, mọi người đều nghe nhiều đến cáp quang và nó cũng được ứng dụng nhiều trong y học như mổ nội soi.
- Vậy hiện tượng cơ bản nào diễn ra trong sợi cáp quang? 
- Hiện tượng đó có trong tự nhiên và kĩ thuật không?
- Bài ngày hôm nay sẽ trả lời cho chúng ta về điều đó:
Bài 45 : 
“Hiện tượng Phản xạ toàn phần”
4.Bài mới
(30’)
1. Hiện tượng phản xạ toàn phần 
1.1. Thí nghiệm:
Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song từ nước ra không khí.
+ Khi góc tới i còn nhỏ thì tia khúc xạ rất sáng còn tia phản xạ rất mờ (góc tới i < góc khúc xạ r ).
+ Khi góc tới i tăng lên, tia khúc xạ mờ, tia phản xạ sáng.
+Khi góc tới i = igh (góc giới hạn phản xạ toàn phần ) thì ( r = 900 )tia 
khúc xạ “là là” trên mặt phân cách rất mờ, tia phản xạ rất sáng.
+ Nếu i > igh thì sẽ không còn tia khúc xạ. Toàn bộ tia tới bị phản xạ, tia phản xạ sáng như tia tới. Đây là hiện tượng phản xạ toàn phần.
1.2. Định nghĩa:
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt.
2. Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần 
 Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn (có chiết suất lớn hơn) sang môi trường chiết quang kém (có chiết suất nhỏ hơn).
 Góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần khi iigh 
3. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
Khi chưa xảy ra phản xạ toàn phần ta có 
Bắt đầu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần i = igh và r =900.
Nếu tia sáng đi tư không khí (n = 1) thì: 
4. Một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 
4.1. Lăng kính phản xạ toàn phần 
ĐN: Lăng kính phản xạ toàn phần là 1 khối thủy tinh hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân ABC
( igh = 41050’)
4.2. Sợi quang học 
Sợi quang học đóng vai trò như một “ ống dẫn ánh sáng”.
4.3. Các ảo tượng 
-Giáo viên giới thiệu thí nghiệm ảo và lần lượt đặt câu hỏi cho học sinh:
1. Khi chiếu 1 chùm tia sáng hẹp theo phương vuông góc với mặt nước thì tia sáng sẽ truyền như thế nào?
2. Khi đến mặt gương phẳng thì hiện tượng xảy ra như thế nào?
3. Khi tia phản xạ tới mặt nước thì hiện tượng xảy ra như thế nào?
4. So sánh góc khúc xạ và góc tới của tia khúc xạ và tia tới ở mặt nước?
5. Có thể thay đổi góc tới tại mặt phẳng phân cách giữa 2 môi trường được không?
6. Khi tăng góc tới đến 1 giá trị tới hạn nào đó(i = igh) thì thấy tia khúc xạ đi sát mặt nước. Khi đó góc khúc xạ bằng bao nhiêu?
7. Khi tăng góc tới đến 1 giá trị i > igh thì thấy tia khúc xạ như thế nào?
8. Vậy hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng như thế nào?
9. Nêu các điều kiện để có phản xạ toàn phần?
10. Hãy viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng .
11. Cho biết giá trị của i và r khi bắt đầu xảy ra phản xạ toàn phần 
12. Vậy công thức tính igh là gì?
* Phát biểu lại định nghĩa, điều kiện, công thức tính góc giới hạn. 
* Giới thiệu một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
* Lăng kính phản xạ được dùng thay gương phẳng trong số dụng cụ quang học như ống nhòm, kính tiềm vọng 
* Sợi quang học là những sợi bằng chất trong suốt dễ uốn có thành nhẵn hình trụ
* Một tia sáng đi vào bên trong ở 1 đầu sẽ bị phản xạ toàn phần nhiều lần liên tiếp ở thành bên trong của sợi rồi ló ra khỏi sợi ở đầu kia
* Sợi quang học ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật hiện đại, trong y học ( mổ nội soi)
* Hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển do có phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách giữa lớp không khí lạnh (có chiết suất lớn) và lớp không khí nóng (có chiết suất nhỏ).
- Truyền thẳng.
- Tia sáng đến mặt gương phẳng sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ ánh sáng.
- Tia tới mặt phân cách bị tách ra thành 2 tia( tia khúc xạ và tia phản xạ)
- i < r
- Có thể thay bằng cách thay đổi độ nghiêng của gương.
- Góc khúc xạ r = 900 
- Khi i > igh thì không còn thấy tia khúc xạ
- Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt.
1. Tia sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém 
2. Góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần 
i = igh 
r = 900
Quan sát các ứng dụng và phát biểu
Quan sát các ứng dụng và phát biểu
Quan sát các ứng dụng và phát biểu
Powerpoint
Powerpoint
5.Củngcố
 (2’-3’)
Giáo viên đặt câu hỏi:
-Phát biểu hiện tượng phản xạ toàn phần?
-Định luật khúc xạ ánh sáng?
- Kể tên một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần?
Học sinh trả lời các câu hỏi của giáo viên.
6. 
 Bài tập
 (3’)
Giáo viên đưa ra bài tập:
Một tia sáng đi từ thuỷ tinh (n=1.5) đến mặt giới hạn với một chất lỏng (n’=1.3) phải có góc tới thỏa mãn điều kiện nào thì có hiện tượng phản xạ toàn phần.
Học sinh làm bài:
+ Góc tới là: igh= arcsin(n’/n)=arcsin(1.3/1.5)=60 
+ igh= 60 thì có hiện tượng phản xạ toàn phần.
7. Hướng dẫn tự học ở nhà
 (1’) 
- Hiểu và học thuộc phần định nghĩa và điều kiện, công thức tính góc igh.
- Đọc phần có thể em chưa biết
- Làm các bài tập sau bài học SGK, SBT
-Dặn học sinh tiết tiếp theo là tiết bài tập
Lắng nghe dặn dò của giáo viên.
8.Nhận xét- đánh giá:
9. Rút kinh nghiệm: