Giáo án Vật lí Lớp 11 nâng cao - Bài 45: Phản xạ toàn phần

n2 : chiết suất của môi trường 1 và 2
-. HS tự vẽ hình vào vở theo GV
Hs trả lời CH3:
i > r
-. HS đưa ra biểu thức:
 Sin igh= n1/n2
-. HS trả lời CH4
- HS trả lời CH5 : r > i
- Hs quan sát thí nghiệm, nhận xét về sự thay đổi của góc khúc xạ, trả lời CH6 và CH7
- HS trả lời CH8 :
Đk xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần :
n1 > n2 và i ≥ igh
-.HS phát biểu định nghĩa phản xạ toàn phần
Sin i/sin r = n2/n1
1.Hiện tượng phản xạ toàn phần
+, Hình vẽ 1 :
+, Nếu n1 r
Góc i tăng từ 0-> 900
Khi i= 90o thì imax=igh
 Sin igh= n1/n2
igh : góc khúc xạ giới hạn
+, Nếu n1 > n2, ta có
 r > i
Khi r = 90o thì i=igh
Sin igh= n2/n1
Nếu i > igh thì sin r = (n1/n2)sin i > 1 (vô lí)
Hiện tượng này là hiện tượng phản xạ toàn phần
-. Đk xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần :
n1 > n2 và i ≥ igh
2.Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần
- Sợi quang
 - Trong y học : nội soi
 - Trong công nghệ thông tin : cáp quang
Hoạt động 4 (7’) Đặt tình huống có sử dụng ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần
- Đặt tình huống : chủ quán game dùng mạng dây phàn nàn: mạng chậm, không ổn định. HS đóng vai giới thiệu về cáp quang.?
-. Chia lớp thành 4 nhóm, phân vai để xử lý tình huống
- Cho HS chuẩn bị trong thời gian 5 phút
- Chọn 1 nhóm lên đóng vai xử lý tình huống
-. HS chuẩn bị nội dung : nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý sử dụng cáp qaung trong công nghệ thông tin
Hoạt động 5 (10’). Học sinh đóng vai xử lý tình huống
-.Quan sát tiến trình đóng vai của nhóm
- Nhóm được chọn lên trước lớp đóng vai
- HS duới lớp theo dõi
Hoạt động 6(3’) : Nhận xét về cách xử lý tình huống thông qua các vai nhân vật của nhóm HS và củng cố lại kiến thức của bài học
KỊCH BẢN ĐÓNG VAI
Đây là một câu chuyện về nhu cầu dùng mạng của một quán Game và việc sử dụng cáp quang để cung cấp mạng internet phục vụ đời sống.
Cảnh 1: Bắt đầu là câu chuyện tại một quán Game( lời người dẫn chuyện)
Người chơi Game:chủ quán, cho li trà đá
Chủ quán Game: có ngay!!!
Chủ quán tiến lại gần người chơi,
Người chơi : ÔI.., lại ngắt kết nối rồi.(tức giận) Mạng gì mà chán quá,đang chơi mà cứ bị ngắt thế nàyChủ quán, mạng tệ quá, thế này thì chơi bời gì nữa chứ. 
Chủ quán: Chán đâu mà chán, mạng này là mạnh nhất bây giờ đấy, em cứ chơi đi.
Người chơi: chơi gì chứ. Đấy, lại bị lỗi kết nối rồi. Thế này sao mà chơi được. Đang tăng con lever. Hỏng hết rồi. Không chơi nữa.Mạng chán lắm. Đi, về thôi tụi mày. Mạng này thì chơi cái gì. Về thôi.(đi về chỗ ngồi)
Chủ quán (buồn bực): hazz, dạo này làm ăn chán quá. Mạng chậm, lại không ổn định,không chơi được, chúng nó bỏ về hết rồi.(suy nghĩ)Làm thế nào để “hút” khách bây giờ??? Chắc phải đổi mạng khác thôi.
(Người dẫn chuyện) chủ quán gọi điện đến cho nhà maketting để thắc mắc:
Chủ quán: alo..
Maketting : vâng,dịch vụ cung cấp mạng xin nghe.
Chủ quán: cho tôi hỏi: hiện nay tôi đang dùng mạng dây cáp đồng, nhưng dạo này đường truyền không ổn định, càng ngày càng chậm. Vậy xin hỏi, có loại mạng nào khác mạnh hơn và đường truyền ổn định hơn không ạ?
Maketting :oh, chị đang dùng mạng dây cáp đồng à? Nếu mạng nhà chị gặp nhiều vấn đề như vậy, tôi khuyên chị nên chuyển sang dùng mạng cáp quang thì tốt hơn. Bây giờ mọi người đều dùng mạng đó vì nó có nhiều ưu việt hơn hẳn mạng dây cấp đồng đấy. Nó không những truyền được dung lượng tín hiệu lớn với tốc độ nhanh, mà còn truyền được xa và nhỏ nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn nên chúng tôi có thể cung cấp mạng cho chị một cách nhanh nhất nếu chị muốn. Bên cạnh đó, dùng mạng cáp quang chị sẽ yên tâm hơn về độ bảo mật của nó, và không có rủi ro cháy nên rất an toàn. 
Chủ quán: nhưng giá cả thì thế nào?
Maketting: về cái đó, chị có thể yên tâm là nó cũng không chênh lệch nhiều so với mạng cũ của chị. Nhưng chất lượng của nó thì chắc chắn hơn hẳn nên tôi nghĩ chị sẽ rất hài lòng với mạng này.Chị có thể tham khảo các ý kiến và gọi lại cho tôi nếu chị có ý định đổi mạng internet. Chào chị.
==>người dẫn: “để hiểu rõ hơn về cáp quang và những công dụng của nó thì chúng ta hãy cùng đến gặp nhà vật lý và kĩ sư CNTT”
Cảnh 2:tại một văn phòng diễn ra một cuộc trò chuyện giữa 1 nhà vật lý và 1 kĩ sư công nghệ thông tin (lời người dẫn)
 Kĩ sư thiết kế bước tới chỗ nhà vật lý: “Tôi vừa nhận tư vấn thiết kế đường dẫn cáp quang cho một cơ sở phân phối mạng internet.Tôi thì không nhớ bản chất vật lý nên muốn nhờ cậu giúp”
 Nhà vật lý : “có gì đâu, là ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần ấy mà”.
 Kĩ sư: “À ừ, nhưng cậu nói kĩ hơn cho tôi hiểu hiện tượng này đi”.
 Nhà vật lý vẽ hình và giảng giải cho kĩ sư : “ đây nhé,ánh sáng đi từ môi trường chiết suất n1 tới môi trường chiết suất n2 với n1> n2. Theo công thức định luật khúc xạ thì n1sini=n2sinr => r>i ,góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc phản xạ. Khi i đạt giá trị giới hạn nào đó gọi là igh thì r=90o ,nếu tiếp tục tăng i thì tia phản xạ không còn nữa và tia khúc xạ rõ hơn nằm đối xứng trục với tia tới vì góc tạo bởi tia khúc xạ này với pháp tuyến bằng góc tới( cùng là góc nhọn lại có sin bằng nhau). Hiện tượng này là hiện tượng phản xạ toàn phần, cậu nhớ lại chưa?”
 Kĩ sư: “Rồi, thế cậu có biết cáp quang được chế tạo sử dụng hiện tượng toàn phần như thế nào không”.
 Nhà vật lý vẽ minh họa đường đi ziczac của tia sáng đi trong cáp quang như trong SGK rồi nói: “Đây, chiết suất lõi cáp quang thì lớn hơn chiết suất của vỏ tạo điều kiện cho hiện tượng phản xạ toàn phần, ánh sáng vì thế đi theo đường zicac trong cáp quang. À nhưng tôi chưa hiểu về các loại cáp quang lắm,cậu nói tôi nghe nào”.
 Kĩ sư: “có hai loại chính là đa mode và đơn mode. Trong đa mode có hai loại: đa mode bước và đa mode liên tục. Đa mode bước có các tia đi theo đường ziczac riêng lẻ, điểm đến cũng riêng rẽ=> xung dễ bị méo dạng=>dùng cho khoảng cách ngắn,phổ biến trong các đèn soi trong. Đa mode liên tục có cá tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần vỏ, tia đi theo đường cong, các chùm tia hội tụ tại 1 điểm nên ít méo dạng=>dùng trong các mạng Lan. Còn trong đơn mode, các tia truyền theo phương song song trục, xung nhận được hội tụ tốt, ít méo dạng =>dùng trong mạng điện thoại, truyền hình Cap”
 Nhà vật lý: “Vậy cậu bảo khách hàng dùng loại cáp quang thứ hai ấy”.
 Kĩ sư: “Ừ, hôm nay rất cảm ơn cậu đã tư vấn.”
 Nhà vật lý : “ Không có gì, chúng mình giúp đỡ nhau mà”.
PHIẾU KIỂM TRA SỐ 1
Câu 1: Nêu định nghĩa chiết suất tuyệt đối? Viết công thức? Giải thích các đại lượng liên quan:
.
Câu 2: Chọn câu đúng: Chiết suất tuyệt đối của môi trường truyền sáng:
A. Luôn lớn hơn 1.
B. Luôn nhỏ hơn 1.
C. Bằng 1.
D. Luôn lớn hơn 0.
Câu 3: Mắt của 1 người đặt trong không khí nhìn xuống đáy một chậu chứa 1 chất lỏng trong suốt có chiết suất n. Chiều cao lớp chất lỏng là 20cm. Mắt thấy đáy chậu cách mặt thoáng của chất lỏng là h. h có giá trị là bao nhiêu?
A. h>20cm.
B. h<20cm.
C. h=20cm.
D. Không thể xác định.
Câu 4: Viết công thức sự phụ thuộc của vận tốc ánh sáng vào chiết suất môi trường, giải thích?
.
Câu 5: Chọn câu đúng: Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới:
A. Luôn lớn hơn 1.
B. Luôn nhỏ hơn 1.
C. Bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đối của môi trường tới
D. Bằng hiệu số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đối của môi trường tới.
Câu 6: Nêu hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
.
Câu 7: Trình bày định luật khúc xạ ánh sáng, viết công thức, giải thích các đại lượng liên quan.
Câu 8 : Một người khát nước đi trên sa mạc, anh ta nhìn thấy phía trước là một ốc đảo cây cối xanh tốt và một hồ nước rất trong. Nhanh chân bước lại gần chỉ thấy cát trắng mà không có một giọt nước nào? Tại sao lại như vậy? Hiên tượng đó được gọi là gì?
.
Câu 9: Chiết suất tỷ đối(n21) là gì?
Câu 10: Các tia sáng đơn sắc đến một mặt lưỡng chất với các góc như nhau sẽ bị lệch như thế nào? Giải thích?
.
PHIẾU KIỂM TRA SỐ 2
Câu 1 Điều kiện có phản xạ toàn phần:
n2 < n1 và i ≥ igh. (Với sinigh= n2 / n1.)
n2 > n1 và i ≥ igh. (Với sinigh= n2 / n1.)
n2 > n1 và i ≤ igh. (Với sinigh= n2 / n1.)
n2 < n1 và i ≥ igh. (Với sinigh= n2 / n1.)
 Câu 2: So sánh phản xạ toàn phần với phản xạ thông thường?
.
 Câu 3: Cáp quang là gì? Nêu cấu tạo của cáp quang?
 Câu 4: Câu nào dưới đây không đúng:
Ta luôn luôn có tia khúc xạ khi tia sang đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trường có chiết suất lớn hơn
Ta luôn luôn có tia khúc xạ khi tia sang đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn
Khi chùm sang phản xạ toàn phần thì không có chùm sang khúc xạ
 Khi có sự phản xạ toàn phần, cường độ chùm sang phản xạ gần như bằng cường độ chùm sang tới.
 Câu 5: Một chùm tia sang hẹp SI truyền trong mặt 
phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong
suốt (nhv). Tia sang phản xạ toàn phần ở mặt AC. 
Vậy chiết suất của khối trong suốt là:
n≥ (2)1/2
n< (2)1/2
1<n<(2)1/2
Không xác định được
 Câu 6: Cho một khối thuỷ tinh dạng bán cầu có bán kính R, n= 1,5 đặt trong không khí. Chiếu thẳng góc tới mặt phẳng của bán cầu một tia sáng SI. Điểm tới I cách tâm O của khối bán cầu là R/2. Xác định đường đi của tia sáng qua bán cầu.
Câu 7: Khi ánh sáng truyền từ môi trường thuỷ tinh (n1=1,52) sang môi trường nước (n2 = 1,33). Góc giới hạn phản xạ toàn phần là:
A. 620. 
B. 610. 
C. 48030’. 
D. Giá trị khác.
Câu 8: chọn câu đúng: chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới
Luôn lớn hơn 1
Luôn nhỏ hơn 1
Bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đốicủa môi trường tới
Bằng hiệu số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đốicủa môi trường tới
Câu 9: một cái gậy dài 2 m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. gậy nhô lên khỏi mặt nước 0.5m. ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến của mặt nước 60o . tìm chiều dài của cây gậy in trên măt đáy hồ.
Bài 10: Chiếu một tia sáng từ không khi vào trong nước (có chiết suất 4/3)với góc tới 300 thì góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới là:
A. 80 B. 100 C.50 D. 3,70