Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 26: Khúc xạ ánh sáng - Nguyễn Ngọc Bảo

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẮK NÔNG 
HỘI THI THIẾT KẾ, DẠY HỌC G.A.Đ.T 
CẤP THPT LẦN THỨ II NĂM 2010. 
GIÁO VIÊN: NGUYỄN NGỌC BẢO 
TRƯỜNG THPT TRẦN HƯNG ĐẠO 
KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ GIÁO, CÙNG TẬP THỂ LỚP . 
	 Trong thực tế chúng ta thường thấy một số hiện tượng có liên quan đến ánh sáng . Chẳng hạn như các hiện tượng sau : 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Cầu vồng 
Ánh sáng khúc xạ qua Mắt 
Sự truyền ánh sáng trong không khí và sợi quang . 
PHẦN HAI: QUANG HÌNH HỌC 
CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 
TIẾT 51 - BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG. 
	 Để giải thích các hiện tượng trên , chúng ta phải dựa vào các đinh luật cơ bản của Quang hình học . 
	Ở THCS các em đã tìm hiểu sơ bộ các hiện tượng này về mặt định tính .. trong chương trình THPT chúng ta sẽ nghiên cứu đầy đủ hơn các hiện tượng này cả về mặt định tính và định lượng . 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 
1.Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 
2. Định luật khúc xạ ánh sáng 
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 
1.Chiết suất tỉ đối 
2.Chiết suất tuyệt đối 
III.TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG 
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG: 
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng : 
Hãy quan sát một số hình ảnh và thí nghiệm mô phỏng sau đây , cho nhận xét ? 
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG: 
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng : 
( SGK) 
	 Từ những hình ảnh , thí nghiệm vừa quan sát và cùng với các kiến thức đã được học ở chương trình THCS. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì ? 
	 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương ( gãy khúc ) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau . 
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG: 
2 . Định luật khúc xạ ánh sáng : 
* SI: tia tới ; I: điểm tới 
* NIN’: pháp tuyến với 
mặt phân cách tại I 
* IR: tia khúc xạ 
*i: góc tới ; r: góc khúc xạ . 
1 
2 
I 
S 
R 
r 
i 
N 
N ’ 
I ’ 
S’ 
Đây là hình vẽ mô tả đường truyền của tia sáng trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng . Hình 26.2 SGK. 
Có nhận xét gì về tia khúc xạ ? 
	 Từ hiện tượng khúc xạ ánh sáng , Xnen và Đề - các đã rút ra định luật khúc xạ ánh sáng ( còn gọi là định luật Xnen _ Đề-các ) 
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( tạo bỡi tia tới và pháp tuyến ) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới . 
2. Định luật khúc xạ ánh sáng : 
i 
r 
sini 
sinr 
0 o 
0 o 
0 
0 
10 o 
6,5 o 
0,174 
0,113 
20 o 
13 o 
0,342 
0,225 
30 o 
19,5 o 
0,500 
0,334 
40 o 
25,5 o 
0,643 
0,431 
50 o 
31 o 
0,766 
0,515 
60 o 
35 o 
0,866 
0,574 
70 o 
39 o 
0,940 
0,629 
80 o 
41,5 o 
0,985 
0,663 
Kết quả đo góc i và góc r tương ứng trong TN: ( sgk ) 
I-SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 
2. Định luật khúc xạ ánh sáng : 
Thí nghiệm khảo sát sự thay đổi của góc r theo góc i: 
Hãy tính tỉ 
số ? 
 Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa góc i và r ? 
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( tạo bỡi tia tới và pháp tuyến ) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới . 
2. Định luật khúc xạ ánh sáng : 
- Với hai môi trường trong suốt nhất định , tỉ số giữa sin góc tới ( sini ) và sin góc khúc xạ ( sinr ) luôn không đổi : 
hằng số 
	 Trong thực tế , hiện tượng khúc ánh sáng có một số ứng dụng để giải thích một số hiện tượng hoặc chế tạo các dụng cụ quang học : 
Trong HTKX, tỉ số 
	n 21 gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường (2) chứa tia khúc xạ đối với môi trường (1) chứa tia tới . 
n 21 không đổi 
 - Nếu n 21 > 1 thì i > r : môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1) 
 - Nếu n 21 < 1 thì i < r : môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1) 
II-CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 
1. Chiết suất tỉ đối : 
II-CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 
2. Chiết suất tuyệt đối (n) : 
n 2 : chiết suất của môi trường (2) 
n 1 : chiết suất của môi trường (1) 
* Công thức đối xứng : 
- Chân không n = 1, Không khí n = 1,000293 
	 Môi trường trong suốt nào cũng có chiết suất tuyệt đối > 1 
* Hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối : 
Định nghĩa : 
(SGK) 
C1: Viết công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ ( < 10 0 )? 
Trả lời các câu hỏi : ( theo 3 nhóm ) 
C2: Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0 0 . Rút ra kết luận ? 
C3: Hãy áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết suất lần lượt n 1 , n 2 , n 3, .. n n và có các mặt phân cách song song với nhau . Rút ra nhận xét ? 
 Khi i = 0 0 thì 
r = 0 0 : tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường . 
C2: Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0 0 . Rút ra kết luận ? 
C3: Hãy áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết suất lần lượt n 1 , n 2 , n 3, .. n n và có các mặt phân cách song song với nhau . Rút ra nhận xét ? 
Theo định luật khúc xạ : 
n 1 sini 1 = n 2 sini 2 = n 3 sini 3 == n n sini n 
( Đây là công thức của một định luật bảo toàn ) 
S 
I 
n 1 
n 2 
R 
K 
Hãy quan sát đường truyền của tia sáng cho nhận xét ? 
K 
J 
III-TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG: 
	 Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó . 
 * Ghi chú : Tính thuận nghịch biểu hiện ở cả 3 hiện tượng : sự truyền thẳng , sự phản xạ và sự khúc xạ . 
Suy ra : 
	( Đọc thêm ở SGK) 
	 Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi tốc độ truyền sáng.Chiết suất của 1 môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường đó . 
Hệ thức về chiết suất tuyệt đối n của 1 môi trường : 
Trong đó : c là tốc độ ánh sáng trong chân không 	v là tốc độ ánh sáng trong môi trường 
	 Nguyên nhân của hiện tượng 	 khúc xạ ánh sáng ? 
CỦNG CỐ 
 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng . 
 Định luật khúc xạ ánh sáng . 
 Chiết suất tuyệt đối của môi trường . 
 Tính thuận nghịch về chiều truyền ánh sáng . 
* Kiến thức cần nắm lại : 
VẬN DỤNG 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
A . Góc tới i lớn hơn góc khúc xạ r 
B . Góc tới i nhỏ hơn góc khúc xạ r . 
C . Góc tới i bằng góc khúc xạ r. 
D . Góc tới i tỉ lệ với góc khúc xạ r . 
	 Câu 1: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng : 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
A . luôn lớn hơn 1. 
B . luôn nhỏ hơn 1. 
C . bằng 1. 
D . luôn lớn hơn 0. 
	 Câu 2: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền sáng : 
VẬN DỤNG 
Câu 3. Khi xảy ra hiện tượng KXAS. 
Hãy xác định các gía trị còn lại trong bảng sau ? 
1 
1,3 
1,4 
1,305 
1,5 
1,52 
30,6 o 
60,3 o 
20 0 
38 0 
54 o 
13 0 
45 o 
1,5 
23 o 
1 
n 1 
n 2 
i 
r 
VẬN DỤNG 
D . i = 70 0 
SAI 
SAI 
ĐÚNG 
SAI 
A . i = 42 0 . 
B . i = 62,5 0 
C . i = 48,5 0 
VẬN DỤNG 
Câu 4: Chùm tia sáng hẹp đi từ không khí (n = 1) tới bề mặt một môi trường trong suốt ( n = 1,5) sẽ có một phần phản xạ và một phần khúc xạ . Góc tới i để tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc là : 
NHIỆM VỤ VỀ NHÀ 
- Nắm vững các kiến thức trọng tâm cơ bản về hiện tượng khúc xạ ánh sáng , định luật khúc xạ ánh sáng . 
- Làm bài tập 7,8,9,10 SGK trang 166,167.