Bài 40. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

CHƯƠNG III - QUANG HỌC
Tiết 44
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Câu hỏi 1: Nhắc lại định luật truyền thẳng ánh sáng?
Câu hỏi 2: Nhắc lại định luật phản xạ ánh sáng?
Trả lời: Trong môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng.
Trả lời:
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới.
- Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.
Ôn lại kiến thức liên quan
Tiết 44
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Học sinh làm thí nghiệm
Hình.40.1
b)
Mắt
- Đặt mắt nhìn dọc theo một chiếc đũa thẳng từ đầu trên (H.40.1a) ta không nhìn thấy đầu dưới của đũa.
- Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ nước vào bát (H.40.1b), liệu có nhìn thấy đầu dưới của đũa hay không?
Mắt
Hình 40.2
1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu nhận xét về đường truyền của tia sáng:
a) Từ S đến I ( trong không khí)
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

- …………………..
c) Từ S đến mặt phân cách rồi đến K.
-……………………………..
Hỏi: Ánh sáng truyền từ không khí đến mặt nước đã tuân theo định luật nào?
Định luật truyền thẳng của ánh sáng
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Tiết 44. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Truyền thẳng
Truyền thẳng
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.
Hình 40.2
Hỏi: Hiện tượng ánh sáng truyền từ không khí sang nước có tuân theo định luật truyền thẳng của ánh sáng không? Tại sao?
Không tuân theo định luật truyền thẳng của ánh sáng vì nó bị gãy khúc tại mặt phân cách.
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu nhận xét về đường truyền của tia sáng:
a) Từ S đến I ( trong không khí)
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

- …………………..
c) Từ S đến mặt phân cách rồi đến K.
-……………………………..
Truyền thẳng
Truyền thẳng
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.
Hình 40.2
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hỏi: Vậy hiện tượng ánh sáng truyền từ không khí sang nước bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là hiện tượng gì?
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu nhận xét về đường truyền của tia sáng:
a) Từ S đến I ( trong không khí)
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

- …………………..
c) Từ S đến mặt phân cách rồi đến K.
-……………………………..
Truyền thẳng
Truyền thẳng
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Quan sát:
Kết luận:
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Không khí
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Mặt phân cách
PQ
Quan sát:
Kết luận:
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
S
K
I
N
N`
- Tia tới : SI
- Tia Khúc xạ : IK
- Điểm tới : I
Pháp tuyến : NN’ vuông góc PQ
Góc tới : SIN, kí hiệu là i
Góc khúc xạ : KIN’, kí hiệu là r
- Mặt phẳng tới : (P)
3. Một vài khái niệm:
P
Q
P
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
i
r
Quan sát:
Kết luận:
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
Làm thí nghiệm và trả lời câu C1, C2
Hình 40.2
Bố trí thí nghiệm như hình 40.2
- Nhúng một phần của miếng nhựa phẳng vào trong nước.
- Chiếu tia sáng là là trên mặt miếng nhựa tới mặt phân cách PQ tại điểm tới I.
C1: Hãy cho biết tia khúc xạ có nằm trong mặt phẳng tới không?
Góc tới và góc khúc xạ góc nào lớn hơn ?
C2: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra xem những nhận xét trên có còn đúng khi thay đổi góc tới hay không ?
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Quan sát:
Kết luận:
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
TRẢ LỜI CÂU C1, C2
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
S
I
N
N`
P
Q
P
C1: Hãy cho biết tia khúc xạ có nằm trong mặt phẳng tới không?
Góc tới và góc khúc xạ góc nào lớn hơn ?
C2: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra xem những nhận xét trên có còn đúng khi thay đổi góc tới hay không ?
C2: Phương án thí nghiệm: Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.
K
i
r
Quan sát:
Kết luận:
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
C2: Phương án thí nghiệm: Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.
RÚT RA KẾT LUẬN
5. Kết luận:
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
S
K
I
N
N`
P
Q
P
i
r
Quan sát:
Kết luận:
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
C2: Phương án thí nghiệm: Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.
C3: Thể hiện kết luận bằng hình vẽ
5. Kết luận:
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hình 40.2
S
K
I
N
N`
P
Q
P
i
r
(r < i)
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí
1. Dự đoán:
DỰ ĐOÁN
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
-Chiếu tia sáng qua đáy bình vào nước rồi sang không khí.
C4: Kết luận trên còn đúng trong trường hợp tia sáng truyền từ nước sang không khí hay không? Đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đó.
Dự đoán phương án TN kiểm tra:
-Chiếu tia sáng từ đáy bình lên rồi ra không khí.
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí
1. Dự đoán:
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hướng dẫn trả lời câu C5
Hỏi: Mắt nhìn thấy A chứng tỏ ánh sáng có truyền từ A đến mắt không.
Trả lời: Có
C5: Mắt nhìn thấy A do ánh sáng từ A truyền đến mắt.
C
A
B
N
N`
P
Q
P
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
r
i
r > i
C
A
B
N
N`
- Điểm tới : B
- Tia tới : AB
- Tia Khúc xạ : BC
Góc tới : ABN’, kí hiệu là i
Góc khúc xạ : CBN, kí hiệu là r
P
Q
P
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
r
i
Gợi ý câu C6
C6:
* Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách.
* Góc khúc xạ lớn hơn góc tới.
r > i
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí
1. Dự đoán:
2. Thí nghiệm kiểm tra:
Bài 40 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
3. Kết luận:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ lớn hơn góc tới.
Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí thì:
C
A
B
N
N`
P
Q
P
r
i
* Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách hai môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
* Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
* Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
TÓM LƯỢT KIẾN THỨC
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C7: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng.
Bài 40 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C7: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng.
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C8: Giải thích hiện tượng nêu ra ở phần mở bài.
Hình.40.1
b)
Mắt
- Đặt mắt nhìn dọc theo một chiếc đũa thẳng từ đầu trên (H.40.1a) ta không nhìn thấy đầu dưới của đũa.
- Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ nước vào bát (H.40.1b), ta nhìn thấy đầu dưới của đũa. Giải thích vì sao?
Mắt
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C8: Giải thích hiện tượng nêu ra ở phần mở bài.
Mắt
- Trong không khí, ánh sáng chỉ có thể đi theo đường thẳng từ A đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đũa đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt.
I
A
- Đổ nước vào bát đến một vị trí nào đó ta lại nhìn thấy A là do: Có một tia sáng từ A đến I (AI) đến mặt nước, bị khúc xạ đi được tới mắt nên ta nhìn thấy A.
Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
HÌNH ẢNH MINH HỌA THỰC TẾ
?Tia năo sau dđy lă tia kh�c x?? V� sao?
P
Q
Mặt phân cách
N’
N
I
B
a) Tia IA
A
b) Tia IB
C
c) Tia IC
D
d) Tia ID
Nước
Không khí
Tiết 46:
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
?Tia năo sau dđy lă tia kh�c x?? V� sao?
P
Q
Mặt phân cách
N’
N
I
A
a) Tia IA?
B
b) Tia IB?
C
c) Tia IC?
D
d) Tia ID?
Tia chọn là tia IB vì khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
Nước
Không khí
Tiết 46:
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Tiết 46:
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hướng dẫn về nhà:
Bài tập: 40-41.1 SBT.
Hình 40-41.1 cho biết PQ là mặt phân cách giữa không khí và nước, I là điểm tới, SI là tia tới, IN là pháp tuyến. Cách vẽ nào biễu diễn đúng hiện tượng khúc xạ của tia sáng khi đi từ không khí vào nước? Giải thích lựa chọn.
Hình 40-41.1 D biễu diễn đúng hiện tượng khúc xạ của tia sáng khi đi từ không khí vào nước vì khi đó góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.