Bài 40. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Bài 40: HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Trường THCS EaHU
Giáo viện : Hoàng Hà
Khối 9 Lớp
Ngày soạn : 17/11/2008
Môn : Vật Lý
Tiết PPCT : 44


I. Mục tiêu

Kiến thức: Nhận biết được hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Mô tả được TN quan sát đường truyền của tia sáng từ không khí sang nước và ngược lại. Phân biệt được hiện tượng khúc xạ với hiện tượng phản xạ ánh sáng.
Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng đơn giản do sự đổi hướng của tia sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gây nên.
Thái độ: Ý thức học tập nghiêm túc, cận thận

Chuẩn bị
Đối với mỗi nhóm học sinh
1 bình thuỷ tinh hoặc bình nhựa trong.
1 bình nước sạch. 1 ca múc nước.
1 miếng gỗ phẳng, mềm có thể cắm được đinh ghim.
Đối với giáo viên:
1 bình thuỷ tinh hoặc bình nhựa trong suốt hình hộp chữ nhật đựng nước.
1 miếng gỗ phẳng (hoặc nhựa) để làm màn hứng tia sáng.
1 nguồn sáng có thể tạo ra được chùm sáng hẹp (nên dùng bút laze để HS quan sát tia sáng).
Ôn lại kiến thức
Có thể nhận biết được đường truyền của những tia sáng bằng những cách nào?
Định luật truyền thẳng của ánh sáng được phát biểu thế nào?


Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng


Bằng cách quan sát vết của tia sáng trên màn chắn, hoặc quan sát bóng tối của một vật nhỏ đặt trên đường truyền của tia sáng ( phương pháp che khuất )
Tình huống học tập
Hãy coi chiếc đũa như là một tia sáng được truyền từ điểm A trong nước ra không khí . Hiện tượng tia sáng như bị gãy trong TN trên được gọi là hiện tượng gì?
Đó là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Làm thí nghiệm hình 40.1a, b.
I. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. QUAN SÁT
Làm thí nghiệm như hình 40.2 SGK

Tuân theo định luật truyền thẳng ánh sáng

Hiện tượng A/S truyền từ không khí sang nước có tuân theo định luật truyền thẳng A/S không?

Không

Ánh sáng truyền trong không khí và trong nước đã tuân theo định luật nào?

1. QUAN SÁT
Làm thí nghiệm như hình 40.2 SGK

Nhận xét về đường truyền của tia sáng
a) Từ S đến I ( trong không khí )
Đường thẳng
b) Từ I đến K ( trong nước )
Đường thẳng
c) Từ S đến mặt phân cách rồi đến K
Đường gãy khúc tại mặt phân cách
Từ việc quan sát được hãy cho biết hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?
Hiện tượng các em vừa quan sát được từ TN gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
2. Kết luận
Hiện tượng ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường, được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Giới thiệu cho các khái niệm qua hình vẽ
Không khí
3. Một vài khái niệm
I là điểm tới, SI là tia tới, IK là tia khúc xạ
Đường NN’ vuông góc với mặt phân cách PQ là pháp tuyến tại điểm tới I
là góc tới kí hiệu là i
là góc khúc xạ, kí hiệu là r
Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN’ là mặt phẳng tới
Trả lời các câu hỏi
Tia khúc xạ có nằm trong mặt phẳng tới không?
C1
Góc khúc xạ và góc tới góc nào nhỏ hơn?
Có
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
C2
Hãy đề xuất phương án TN để kiểm tra xem những nhận xét trên có còn đúng khi thay đổi góc tới hay không.
Phương án TN: Thay đổi phương của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.
Thực hiện theo phương án đã đề xuất. Từ đó rút ra kết luận

HS hoạt động nhóm
Kết luận
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới

C3
Hãy thể hiện kết luận trên bằng hình vẽ
Vẽ hình vào vào vở
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì tia khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Vậy nếu cho tia sáng truyền ngược lại từ nước sang không khí thì góc khúc xạ như thế nào với góc tới?
II. SỰ KHÚC XẠ CỦA TIA SÁNG KHI TRUYỀN TỪ NƯỚC SANG KHÔNG KHÍ
1. Dự đoán
C4
Kết luận trên còn đúng trong trường hợp tia sáng từ nước sang không khí hay không?...................
Có
HS thảo luận nhóm đề xuất phương án kiểm tra
2. Thí nghiệm kiểm tra
Phương án kiểm tra: đặt nguồn sáng từ đáy bình nước
Bố trí thí nghiệm như hình 40.3 SGK
II. SỰ KHÚC XẠ CỦA TIA SÁNG KHI TRUYỀN TỪ NƯỚC SANG KHÔNG KHÍ
1. Dự đoán
C4
có
2. Thí nghiệm kiểm tra
C5
Mắt chỉ nhìn thấy A khi A/S từ A phát ra truyền được đến mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy B mà không thấy A có nghĩa là A/S từ A phát ra đã bị B che khuất, không đến được mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy C mà không thấy A,B có nghĩa là A/S từ A,B phát ra đã bị C che khuất không đến được mắt. Khi bỏ B,C đi thì ta lại nhìn thấy A có nghĩa là A/S từ A phát ra đã truyền qua nước và không khí đến được mắt. Vậy đường nối vị trí của 3 đinh ghim A,B,C biểu diễn đường truyền của tia sáng từ A ở trong nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí, rồi đến mắt
C6
Đường truyền của tia sáng từ nước sang không khí bị khúc xạ tại mặt phân cách giữa nước và không khí.
II. SỰ KHÚC XẠ CỦA TIA SÁNG KHI TRUYỀN TỪ NƯỚC SANG KHÔNG KHÍ
B là điểm tới, AB là tia tới, BC là tia khúc xạ. Góc khúc xạ lớn hơn góc tới
Kết luận
Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí :
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
Góc khúc xạ lớn hơn góc tới

Vận dụng
C6
Khi chưa đổ nước vào bát ta không nhìn thấy đầu dưới A của chiếc đũa. Trong không khí A/S chỉ có thể đi theo đường thẳng từ A đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đua thẳng đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt
C8
Khi chưa đổ nước vào bát ta kông nhìn thấy đầu dưới A của chiếc đũa. Trong không khí A/S chỉ có thể đi theo đường thẳng từ A đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đua thẳng đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt
Vận dụng
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường, được 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

Một số hình ảnh thực tế