Giáo án Vật lý lớp 11 - Trường THPT Tăng Bạt Hổ - Tiết 69: Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

Ngày soạn:	
Tiết 69: BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức: Củng cố kiến thức về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần.
2. Kĩ năng: Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về ảnh của một vật qua mặt lưỡng chất và bài tập về phản xạ toàn phần.
3.Thái độ: Chú ý lắng nghe, tích cực thảo luận.
II. Chuẩn bị:
1. Chuẩn bị của thầy: Hệ thống bài tập
2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại kiến thức về khúc xạ và phản xạ toàn phần.
III. Tổ chức hoạt động dạy học: 
A. Hoạt động ban đầu
1. Ổn định tổ chức: (1phút)
2. Kiểm tra bài cũ: (4phút): Hãy cho biết điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần,viết công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần và nêu ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
B. Hoạt động dạy-học:
TL
 (ph)
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung kiến thức
17
Hoạt động 1: Bài tập về hiện tượng khúc xạ
HS:Đọc đề.
-Tìm hiểu đề bài toán .
HS: Thực hiện:
i
^
I
D
r
HS: Trả lời:
- D = i-r 
-Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng.
HS: Hoàn thành bài giải và lên bảng trình bày? 
HS: lắng nghe, lên bảng vẽ hình.
I
r
^
i
HS: hai tam giác vuông HA’I và HAI
HS: Góc tới nhỏ.
HS: hoàn thiện bài giả theo hướng dẫn của GV và lên bảng trình bày.
GV: Gọi 1HS đọc đề, tóm tắt đề bài toán lên bảng,
GV: Gọi 1HS lên bảng vẽ hình về đường truyền của tia sáng.
H: Dựa vào hình vẽ tính D theo i và r?
H: Để tính r ta có thể dựa vào định luật nào?
GV: Nhận xét và đánh giá điểm.
GV: Thông báo:
Xét chùm tia sáng từ điểm A trên đáy chậu đi qua mặt thoáng của nước ra ngoài không khí..
Giao điểm của hai tia ló là ảnh của A’ của A.
GV: gọi học sinh lên bảng vẽ ảnh A’.
H: Để tính HA’ theo HA ta có thể dựa vào những tam giác nào?
H: Để có ảnh rõ thì điều kiện của góc tớii như thế nào?
GV: sử dụng công thức gần đúng để tính HA’ theo HA và n.
GV: Nhận xét, đánh giá.
Bài 1: Một cái chậu chứa lớp nước dày 30cm, chiết suất của nước là 4/3.
a) Chiếu một chùm tia sáng song song với mặt nước với góc tới là 450. Tính góc lệch hợp bởi chùm tia khúc xạ và chùm tia tới.
b) Mắt ở trong không khí nhìn xuống đáy chậu sẽ thấy đáy chậu cách mặt nước một đoạn bao nhiêu? 
 Bài giải.
Góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới là.
D = i-r 
* tìm r:
Áp dụng công thức khúc xạ ánh sáng ta có.
1.sini = n sinr.Suy ra
Vậy D = 450-320 = 130.
b)Xét hai tam giác vuông HA’I và HAI
Ta có:
 HI = HA’ tani = HAtanr
(1).
Để có ảnh rõ thì góc tới I phải nhỏ.-> r nhỏ:
Theo công thưc gần đúng ta có.
(2)
Mặt khác ta có nsini=1.sinr-> (vì các góc nhỏ) (3).
Từ (1) ,(2) và (3) ta suy ra.
20 
Hoạt động 2: Tìm hiểu bài toán về khúc xạ và phản xạ toàn phần
HS: Tìm hiểu đề bài toán.
HS: thực hiện.
HS: Thực hiện:
-Suy nghỉ.
HS; Tính igh rồi so sánh với i từ đó khẳng định tại tia sáng sẽ đi như thế nào.
-Tính góc ló r.
HS: góc tới tăn
HS: Khi i> igh thì sẽ xảy ra phản xạ toàn phần tại J và không có tia ló ra ngoài
HS: Tính OI1 và nhận xét tính đối xứng để tìm khoảng di chuyển của điểm I.
GV: Đọc đề và tòm tắt đề bài toán.
GV: vẽ tia tới SI yêu cầu học sinh lên vaex tiếp tia sáng đi qua bán cầu.
H: Dựa vào hình vẽ và giữ kiện bài toán, tính góc tới i?
H: Tại J có tia khúc xạ không?
Gợi ý:
Điều kiện để có tia khúc tạ là gì?
-GV: vẽ tiếp đường đi của tia sáng tại J.
H: Nhận xét khi tia tới SI càng xa tâm O thì góc tới tăng hay giảm?
H:Khi góc tới tăng đến giá trị như thế nào thì sẽ không có tia sáng đi qua mặt cầu của bán cầu.
H: Tìm phạm vi của điểm tới I để thỏa mản điều kiện bài toán.
Bài 2: Cho một khối thủy tinh dạng bán cầu có bán kính R, chiết suất 1,5.Chiếu thảng góc tới mặt phẳng bán cầu một tia sáng SI.
a) Điểm tới I cách tâm O của khối bán cầu là R/2. Xác định đường đi của tia sáng qua bán cầu?
b) Điểm tới I nằm trong vùng nào thì không có tia sáng đi qua mặt cầu của bán cầu.?
 Bài Giải:
a) Tia sáng đi thẳng qua mặt phẳngAB của khối bán cầu, tới mặt cầu tại J với góc tới i 
* Tìm i 
Xét tam giác vuông IJO ta có
Ta có sin igh = 
Ta thấy i <igh dó đó taJ có tí khúc xạ với góc khúc xạ r ( góc ló )
- Theo định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
 sinr =n sini = 1,5.0,5 = 0,75 
 suy ra r = 48036’
b) Khi tí tới SI càng xa tâm O,khoảng cách OI càng tăng, do đó góc tới i tăng. Nếu thì tia sáng sẽ xảy ra phản xạ toàn phần tai J, không có tia ló ra ngoài.
Gọi I1 là vị trí của I khi góc I bằng góc giới hạn igh.
Xét tam giác vuông I1J1O ta có;
OI1 = OJ1.sinigh = R.=.
Vây, nếu điểm tới I nằm ngoài lhoangr I1I2, với OI1 = OI2 =, sẽ không có tia ló ra khỏi mặt của bán cầu.
C. Hoạt động kết thúc tiết học:
1. Củng cố kiến thức: ( 3phút) : Nhắc lại các chú ý khi giải bài tạp về phản xạ toàn phần và khúc xạ.
2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu: (1phút): về nhà xem lại các bài tập đẫ giải và hoàn thành các bài tập trang 222.
IV. Rút kinh nghiệm: