Bài 40. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Người thực hiện: Nguyễn Đăng Quý
Môn Vật lý - tại lớp 9A
Vật lý 9: Ch­¬ng 3:
Quang häc

Quang học là khoa học nghiên cứu về; các tính chất , đặc điểm, các tác dụng của ánh sáng từ đó tìm ra các dụng cụ quang học phục vụ cho nghiên cứu khoa học và phục vụ cuộc sống của con người.
CÁC MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG



Hiện tượng khúc xạ là gì?
Thấu kính hội tụ là gì? Thấu kính phân kỳ là gì?

Các bộ phận chính của mắt là những gì?

Tật cận thị là gì? Cánh khắc phục nó như thế nào?

* Kính lúp dùng để làm gì?
Phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu như thế nào? Trộn các ánh sáng màu với nhau sẽ được ánh sáng màu gì?

Tiết 44, Bài 40:
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Em hãy nhắc lại định luật truyền thẳng ánh sáng
Trong môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng
Hãy nhắc lại định luật phản xạ ánh sáng ?
HÃY QUAN SÁT ĐOẠN PHM SAU
- Đặt mắt nhìn dọc theo chiều dọc một chiếc đũa từ phía trên thì ta không nhìn thấy đầu dưới.
- Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ nước vào bát thì nhìn thấy đầu dưới của đũa, tại sao lại có hiện tượng như vậy?
I. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1.Quan sát:
Ánh sáng từ S đến I( trong không khí) :
Ánh sáng từ I đến K ( trong nước):

Từ S đến mặt phân cách rồi đến K:

Theo đường thẳng
Theo đường thẳng
Đường gấp khúc, tại I ánh sáng bị đổi hướng
Hình 40.2 SGK

2.Kết Luận
Tia sáng truyền từ không khí sang nước(Tức là 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. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc ở mặt phân cách, gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng
I
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 là pháp tuyến tại điểm tới

- Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN, là mặt phẳng tới
N
N,
4. Thí nghiệm
(quan sát đường truyền của một tia sáng từ không khí vào nước)
Bố trí thí nghiệm
Nhúng thẳng đứng một phần của miếng gỗ vào trong nước. Chiếu tia sáng đi là là mặt trên của miếng gỗ tới mặt phân cách PQ tại điểm tới I
C1: Hãy cho biết tia khúc xạ có cùng nằm trong mặt phẳng tới không?
Góc tới và góc khúc xạ, góc nào lớn hơn ?
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( Mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến)
Gúc khỳc x? nh? hon gúc t?i
C2: H·y ®Ò xuÊt ph­¬ng ¸n thÝ nghiÖm ®Ó kiÓm tra nh÷ng nhËn xÐt trªn cã cßn ®óng kh«ng khi thay ®æi gãc tíi kh«ng?
- Có thể thay đổi góc tới và chiếu tia sáng đi từ bên phải sang phía bên trái rồi kiểm tra xem tia khúc xạ có nằm cùng mặt phẳng tới hay không, sau đó quan sát xem tia khúc xạ bị bẻ cong về phía nào?
5. Kết luận
Khi ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì:
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
II. Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí
1. Dự đoán
Em hãy dự đoán khi tia sáng truyền từ nước sang không khí thì kết luận trên có còn đúng không?
Hãy đề xuất một phương án làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.
2. Thí nghiệm kiểm tra.
Có thể dùng một nguồn sáng chiếu tia sáng từ trong nước ra ngoài không khí rồi quan sát như thí nghiệm 1
Có thể dùng phương pháp che khuất để vẽ đường tryuền của tia sáng từ trong nước ra ngoài không khí:
A và B là các vị trí cắm đinh ghim trên phần miếng gỗ nhúng trong nước
Tìm vị trí đặt mắt sao để thấy ghim B che khuất ghim A. Đưa đinh ghim C tới vị trí sao cho nó che khuất cả A và B
A
B
C
C5: Chứng minh rằng đường nối các vị trí các đinh ghim A,B,C, là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A tới mắt.
Vì điểm B che khuất điểm A thì ánh sáng từ A đã đi đến B, mà điểm C lại che khuất điểm B thì ánh sáng từ B đã đi đến C.
Vậy đường nối các vị trí các đinh ghim A, B, C là đường truyền tia sáng từ trong nước ra ngoài không khí.
C
N
N,
A
B
C6 : Nhận xét đường truyền của tia sáng , chỉ ra điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, vẽ pháp tuyến tại điểm tới .So sánh độ lớn của góc tới và góc khúc xạ.
C
N
N,
A
B
Tia tới :
Tia AB
Tia khúc xạ :
Tia BC
Góc tới:
Góc khúc xạ:
- Đường truyền tia sáng từ nước ra không khí cũng bị khúc xạ
Nhận xét
3.Kết luận
Khi tia sáng truyền từ nước ra ngoài không khí thì:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.
Góc khúc xạ bằng góc tới.

3.Kết luận
Khi tia sáng truyền từ nước ra ngoài không khí thì:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.
Góc khúc xạ bằng góc tới.

Chú ý: Từ kết luận 1 và 2 ta thấy rằng trong hiện tượng khúc xạ thì ánh sáng có tính thuận nghịch.
S
I
KK
Nước
K
Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
N�u �nh s�ng truyỊn t� S ��n K gi� sư theo ���ng truyỊn l� SIK, th� khi truyỊn ng�ỵc l� theo tia KI ���ng truyỊn l� KIS
S
I
n1
n2
K
Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng
III. Vận dụng
C7: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng
Trả lời:
Hiện tượng phản xạ: Tia tới và tia phản xạ đều ở trong cùng một môi trường.
Góc phản xạ bằng góc tới
Hiện tượng khúc xạ : Tia tới và tia khúc xạ ở trong hai môi trường khác nhau.
Góc khúc xạ không bằng góc tới
C8: Hãy giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài.
Trả lời: Khi không có nước trong bát thì đầu dưới của đũa bị che khuất, khi đổ nước vào thì do có sự khúc xạ ánh sáng nên ánh sáng từ đầu dưới của đũa đã bị bẻ cong về phía mắt nên ta nhìn thấy đầu dưới của đũa
Có thể em chưa biết ???
Nếu chưa biết về hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì chúng ta có thể ước lượng nhầm độ sâu của nước.
Hãy giải thích?
Cảm ơn các thầy cô giáo và các em học sinh đã theo dõi bài học này, chúc các em học tốt