Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 46: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Năm học 2013-2014

Ngày soạn: 21/2/2013 Ngày giảng: 23/2/2013 Chương II: Quang học Tiết 46: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ không khí sang nước và ngược lại. - Chỉ ra được tia khúc xạ và tia phản xạ, góc khúc xạ và góc phản xạ. 2. Kĩ năng - Phân biệt được hiện tượng khúc xạ ánh sáng với hiện tượng phản xạ ánh sáng. - Vận dụng được kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng đơn giản do sự đổi hướng của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gây nên. - Biết nghiên cứu 1 hiện tượng khúc xạ ánh sáng bằng TN. - Biết tìm ra quy luật qua một hiện tượng. 3. Thái độ - Có tác phong nghiên cứu hiện tượng để thu thập thông tin. II. Đồ dùng dạy học 1. GV: Đối với mỗi nhóm học sinh: -Một bình thuỷ tinh bằng nhựa trong. -Một bình chứa nước sạch. -Một ca múc nước. -Một giá có gắn bảng kim loại sơn đen. -Một tấm nhựa có gắn hai nam châm nhỏ và có bảng vạch. -1 nguồn sáng có thể tạo được chùm sáng hẹp ( có thể dùng bút laze để HS dễ quan sát tia sáng). -Miếng xốp phẳng, mềm có thể cắm đóng đinh được. -3 chiếc đinh ghim. 2. HS: Đọc trước bài mới. III. Phương pháp - Vấn đáp gợi mở. IV. Tiến trình dạy học 1. ổn định tổ chức (1 phút) 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) ? Khi truyền tải điện năng đi xa thì có biện pháp nào làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện? Biện pháp nào tối ưu nhất. 3. Bài mới (35 phút) * Đặt vấn đề(2 phút): GV giới thiệu nội dung tìm hiểu của chương III- Quang học. Vào bài mới như SGK - Định luật truyền thẳng của ánh sáng được phát biểu thế nào? - Có thể nhận biết được đường truyền của tia sáng bằng những cách nào? - Y/c HS làm TN như hình 40.1 nêu hiện tượng. - Để giải thích tại sao nhìn thấy đũa bị gãy ở trong nước, ta nghiên cứu hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Hoạt động 1: Tìm hiểu sự khúc xạ ánh sáng từ không khí vào nước (11phút) Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ không khí sang nước. - Chỉ ra được tia khúc xạ và tia phản xạ, góc khúc xạ và góc phản xạ. - Vận dụng được kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng đơn giản do sự đổi hướng của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gây nên. - Biết nghiên cứu 1 hiện tượng khúc xạ ánh sáng bằng TN. - Biết tìm ra quy luật qua một hiện tượng. Đồ dùng: -Một bình thuỷ tinh bằng nhựa trong. -Một bình chứa nước sạch. -Một ca múc nước. -Một giá có gắn bảng kim loại sơn đen. -Một tấm nhựa có gắn hai nam châm nhỏ và có bảng vạch. -1 nguồn sáng có thể tạo được chùm sáng hẹp ( có thể dùng bút laze để HS dễ quan sát tia sáng). -Miếng xốp phẳng, mềm có thể cắm đóng đinh được. -3 chiếc đinh ghim. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Y/c HS đọc và nghiên cứu mục 1 rút ra nhận xét về đường truyền của tia sáng. + Giải thích tại sao trong môi trường nước không khí ánh sáng truyền thẳng? i P Q N S N’ ’ ' ’ r I K + Tại sao ánh sáng bị gãy tại mặt phân cách? - Chiếu tia sáng SI, đánh dấu điểm K trên nền, đánh dấu, đánh dấu điểm I,K => nối S, I, K là đường truyền ánh sáng từ S=>K ? Tại sao biết tia khúc xạ IK nằm trong mặt phẳng tới. ? Có phương án nào kiểm tra nhận định trên?=>GV chuẩn kiến thức. i P Q N S N’ ’ ' ’ r I K - Y/c HS vẽ lại kết luận bằng hình vẽ. I. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 1. Quan sát - ánh sáng từ S đến I truyền thẳng. - ánh sáng từ I đến K truyền thẳng. - ánh sáng đi từ S đến mặt phân cách rồi đến K bị gãy tại K. 2. Kết luận Tia sáng đi từ không khí sang nước thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 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. - 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. 4. Thí nghiệm: Hình 40.2. C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. C2: Phương án TN: Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ. 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. Hoạt động 2: Tìm hiểu sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí (12 phút) Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ nước sang không khí. - Chỉ ra được tia khúc xạ và tia phản xạ, góc khúc xạ và góc phản xạ. - Phân biệt được hiện tượng khúc xạ ánh sáng với hiện tượng phản xạ ánh sáng. - Vận dụng được kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng đơn giản do sự đổi hướng của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gây nên. - Biết nghiên cứu 1 hiện tượng khúc xạ ánh sáng bằng TN. - Biết tìm ra quy luật qua một hiện tượng. Đồ dùng: -Một bình thuỷ tinh bằng nhựa trong. -Một bình chứa nước sạch. -Một ca múc nước. -Một giá có gắn bảng kim loại sơn đen. -Một tấm nhựa có gắn hai nam châm nhỏ và có bảng vạch. -1 nguồn sáng có thể tạo được chùm sáng hẹp ( có thể dùng bút laze để HS dễ quan sát tia sáng). -Miếng xốp phẳng, mềm có thể cắm đóng đinh được. -3 chiếc đinh ghim. - Y/c HS đọc dự đoán và nêu ra dự đoán của mình. - GV ghi lại dự đoán của HS lên bảng. - Y/c HS nêu lại TN kiểm tra. - GV chuẩn lại kiến thức của HS về các bước làm TN. -Y/c HS nghiên cứu tài liệu và trình bày các bước làm TN. -Y/c HS trình bày C5. ? Nhận xét đường của tia sáng, chỉ ra điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, xẽ pháp tuyến tại điểm tới. ? So sánh độ lớn góc khúc xạ và góc tới. ? ánh sáng đi từ không khí sang môi trường nước và ánh sáng đi từ môi trường nước sang môi trường không khí có đặc điểm gì giống nhau và khác nhau? r i B C N P Q N’ A II. Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ nước sang không khí 1. Dự đoán C4: các phương án TN kiểm tra - Chiếu ánh sáng từ nước sang không khí bằng cách đặt nguồn sáng ở đáy bình nước. - Để đáy bình lệch ra khỏi mặt bàn, đặt nguồn sáng ở ngoài bình, chiếu 1 tia sáng qua đáy bình vào nước rồi sang không khí. 2. Thí nghiệm kiểm tra + Nhìn đinh ghim B không nhìn thấy đinh ghim A. + Nhìn đinh ghim C không nhìn thấy đinh ghim A, B. Nối đỉnh A->B->C->đường truyền của tia từ A->B->C->mắt. r i B C N P Q C5: Vậy đường nối vị trí của ba đinh ghim A, B, C biểu diễn đường truyền của tia sáng từ A ở trong nước tới mặt phân cách giữa nước và khôn 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. * So sánh: - Giống nhau: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. - Khác nhau: +ánh sáng đi từ không khí sang nước: Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới + ánh sáng đi từ nước sang không khí: Góc khúc xạ lớn hơn góc tới 3. Kết luận Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí thì: - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. - Góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Hoạt động 3: Vận dụng(10 phút) Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong trường hợp ánh sáng truyền từ không khí sang nước và ngược lại. - Chỉ ra được tia khúc xạ và tia phản xạ, góc khúc xạ và góc phản xạ. - Phân biệt được hiện tượng khúc xạ ánh sáng với hiện tượng phản xạ ánh sáng. - Vận dụng được kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng đơn giản do sự đổi hướng của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gây nên. - Biết nghiên cứu 1 hiện tượng khúc xạ ánh sáng bằng TN. - Biết tìm ra quy luật qua một hiện tượng. - Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng C7, C8. - Gọi HS nhận xét - GV chuẩn hoá kiến thức * Tích hợp bảo vệ môi trường - 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. =>- Các chất NO, NO2, CO, CO2, CFC khi được tạo ra sẽ bao bọc Trái đấy các khí này ngăn cản sự khúc xạ của ánh sáng và phản xạ phần lớn các tia nhiệt trở lại mặt đất. Do vậy chúng là những tác nhân làm cho Trái đất nóng lên. - Tại các đô thị lớn việc sử dụng kính xây dựng đó trở thành phổ biến. kính xây dựng ảnh hưởng đối với con người thể hiện qua: + Bức xạ mặt trời qua kính: Bên cạnh hiệu ứng nhà kính, bức xạ mặt trời cũng nung nóng các bề mặt các thiết bị nội thất, trong khi đó các bề mặt nội thất luôn trao đổi nhiệt bằng bức xạ với con người. + Ánh sáng qua kính: kính có ưu điểm hơn hẳn các vật liệu khác là lấy được trực tiếp ánh sáng tự nhiên, đây là nguồn ánh sáng phù hợp với thị giác của con người. IV. Vận dụng C7: * Hiện tượng phản xạ ánh sáng. - Tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt bị hắt trở lại môi trường trong suốt cũ. - Góc phản xạ bằng góc tới. * Hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt bị gãy khúc tại mặt phân cách và tiếp tục đi vào môi trường trong suốt thứ hai. - Góc khúc xạ không bằng góc tới. C8: - Khi chưa đổ nước vào bát, ta không nhìn thấy đầu dưới của chiếc đũa. Trong không khí, ánh sáng chỉ có thể đi theo đường thẳng từ đầu dưới đũa đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đũa thẳng đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt. - Giữ nguyên vị trí đặt mắt và đũa. Đổ nước vào bát tới một vị trí nào đó, ta lại nhìn thấy A. - Hình vẽ: Mắt Không có tia sáng đi theo A I đường thẳng nối A với mắt. Một tia sáng AI đến mặt nước, bị khúc xạ đi được tới mắt nên ta nhìn thấy A. 4. Củng cố(3 phút) - GV củng cố kiến thức cơ bản ? Hãy nêu bộ phận chính và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. ? Hãy nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. 5. Hướng dẫn học ở nhà(1 phút) - Học bài phần ghi nhớ - Tìm hiểu phần có thể em chưa biết (SGK- 102)