Giáo án Vật lý lớp 7 - Bài 4 - Định luật phản xạ ánh sáng

Ngày soạn: 08/09/2011
Ngày dạy: 14/09/2011
Tuần 4	
Tiết 4	
Bài 4: ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG
I – Mục tiêu:
 - Biết tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu đường đi của tia sáng phản xạ trên gương phẳng.
 - Biết xác định tia tới, tia phản xạ, pháp tuyến, góc tới, góc phản xạ trong mỗi thí nghiệm.
 - Phát biểu được định luật phản xạ ánh sáng.
 - Nêu được ví dụ về hiện tượng phản xạ ánh sáng.
 - Vẽ được tia phản xạ khi biết trước tia tới đối với gương phẳng và ngược lại, theo cách áp dụng định luật phản xạ ánh sáng.
II – Chuẩn bị:
 Đối với mỗi nhóm HS:
- 1 gương phẳng có giá đỡ thẳng đứng. 
	- 1 đèn pin có màn chắn đục lỗ để tạo ra tia sáng (chùm sáng hẹp song song).
	- 1 tờ giấy dán trên mặt tấm gỗ phẳng nằm ngang.
	- Thước đo góc mỏng.
III – Hoạt động dạy – học:
 1) Ổn định lớp: Lớp trưởng báo cáo sĩ số.
 2) Kiểm tra bài cũ: (5 phút)
Câu hỏi
Đáp án
1) Vì sao phía sau vật cản có bóng tối?
Vì sao phía sau vật cản có bóng nửa tối?
2) Khi nào thì ta quan sát được hiện tượng nhật thực toàn phần, nhật thực một phần, nguyệt thực?
3) Làm bài tập 3.1, 3.2, 3.4, 3.7, 3.9, 3.10, 3.12.
1) - Phía sau vật cản có bóng tối vì không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
- Phía sau vật cản có bóng nửa tối vì nhận được ánh sáng từ một phần nguồn sáng truyền tới.
2) - Nhật thực toàn phần (hay một phần) quan sát được ở chỗ có bóng tối (hay bóng nửa tối) của Mặt Trăng trên Trái Đất.
- Nguyệt thực xảy ra khi Mặt Trăng bị Trái Đất che khuất không được Mặt Trời chiếu sáng.
3) 3.1. B. 3.2. B.
3.4. Cọc cao 1m ® bóng cọc dài 0,8m.
Cột đèn cao x(m) ® bóng cột dài 5m.
Þ x = (1*5)/0,8 = 6,25 (m)
3.7.D. 3.9. D. 3.10.D.
3.12. Đèn điện dây tóc là một nguồn sáng hẹp. Do đó, vùng bóng nửa tối rất hẹp ở xung quanh vùng bóng tối. Vì thế ở phía áu bàn tay ta chủ yếu là vùng bóng tối rõ nét.
Đèn ống là một nguồn sáng rộng, do đó vùng bóng tối phía sau bàn tay hầu như không đáng kể, phần lớn là vùng bóng nửa tối ở xung quanh nên bàn tay bị nhòe.
	3) Giảng bài mới:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
HĐ1: Tạo tình huống (4’) 
 Yêu cầu HS đọc phần mở đầu bài trong SGK và làm thí nghiệm theo nhóm, với điểm A là điểm chỉ định của GV.
- Nhưng yêu cầu đặt ra là chỉ làm một lần là được ngay. Muốn vậy, ta phải tìm mối liên hệ giữa tia sáng từ đèn chiếu đến gương và tia sáng hắt lại. Đó là nội dung của bài học hôm nay.
HĐ2: Sơ bộ đưa ra khái niệm gương phẳng (3 phút)
GV cầm một gương soi thường dùng rồi đặt câu hỏi:
 Vật này gọi là gì? Dùng để làm gì?
- Hình ảnh của mình hay hình của một vật mà ta quan sát được trong gương gọi là ảnh của vật đó tạo bởi gương phẳng.
 Nhận xét xem mặt gương có đặc điểm gì?
- Với những đặc điểm như trên ta gọi đó là gương phẳng.
 Yêu cầu HS đọc và trả lời C1.
Các mặt hồ trong xanh tạo cảnh quan rất đẹp, các dòng sông trong xanh ngoài có tác dụng đối với nông nghiệp và sản xuất còn có vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu tạo môi trường trong lành.
 Trong trang trí nội thất hiện nay đang có xu hướng lắp kính phẳng chịu lực để làm gì?
 Còn các biển báo giao thông, các vạch phân chia làn đường thường dùng màu sơn gì? Vì sao?
HĐ3: Sơ bộ hình thành biểu tượng về sự phản xạ ánh sáng (3 phút)
 Yêu cầu HS đọc phần thí nghiệm trong SGK và làm thí nghiệm theo nhóm.
 Khi chiếu một tia sáng lên gương phẳng thì sau khi gặp gương tia sáng đó bị hắt lại theo mọi hướng hay một hướng nhất định.
- Tia sáng từ đèn đến gương là tia tới.
Tia sáng bị hắt lại gọi là tia phản xạ.
Hiện tượng vừa quan sát được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.
HĐ4: Tìm qui luật về sự đổi hướng của tia sáng khi gặp gương phẳng (20 phút)
- Ta cần tìm mối liên hệ giữa tia tới và tia phản xạ.
 Yêu cầu các nhóm bố trí thí nghiệm hình 4.2. Khi cho tia tới SI đi là là trên mặt tờ giấy, đến gương cho tia phản xạ IR. Cho biết IR nằm trong mặt phẳng nào?
 IR có nằm trên cùng mặt phẳng với tia tới SI không? Mặt phẳng đó liên hệ như thế nào với mặt gương?
- Mặt phẳng tờ giấy chứa hai đường thẳng : đường thẳng trùng vơi tia tới SI và đường thẳng vuông góc với mặt gương ở điểm tới I gọi là đường pháp tuyến IN với mặt gương tại điểm tới I.
 Như vậy tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa các đường thẳng nào đã biết?
 Yêu cầu HS đọc và trả lời C2.
 Từ đây hãy rút ra kết luận.
- Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu mối liên hệ giữa phương của tia phản xạ và tia tới.
- Phương của tia tới được xác định bằng góc = i là góc tạo bởi tia tới và đường pháp tuyến IN gọi là góc tới.
- Phương của tia phản xạ được xác định bằng góc = i’ là góc tạo bởi đường pháp tuyến IN và tia phản xạ gọi là góc phản xạ.
- Ta đã biết SI, IR, IN đều nằm trong cung một mặt phẳng. Vậy bây giờ chỉ cần tìm mối liên hệ giữa i và i’.
 Yêu cầu HS trả lời câu a) Dự đoán xem góc phản xạ quan hệ với góc tới như thế nào?
 Yêu cầu HS làm câu b) Thí nghiệm kiểm tra hình 4.2. Dùng thước đo góc để đo các giá trị của góc phản xạ i’ ứng với các góc tới i khác nhau, ghi kết quả vào bảng bên.
 Hãy rút ra kết luận.
HĐ5: Phát biểu định luật (2 phút)
- Người ta đã làm lại thí nghiệm tương tự như trên trong các môi trường trong suốt và đồng tính khác như nước, thuỷ tinh, dầu  và đều đạt kết luận giống như trong không khí. Bởi vậy, hai kết luận trên có ý nghĩa khái quát được coi như là định luật phản xạ ánh sáng.
 Yêu cầu HS phát biểu định luật phản xạ ánh sáng.
HĐ6: Tìm hiểu cách biểu diễn gương phẳng và các tia sáng bằng hình vẽ (5’)
 Yêu cầu HS đọc phần thông báo trong SGK.
- Hướng dẫn HS vẽ gương phẳng là một đoạn thẳng có phần gạch chéo là mặt sau của gương. Tia tới SI là một đường thẳng có mũi tên chỉ hướng. Đường pháp tuyến IN là đoạn thẳng vuông góc với gương. Góc tới = i là góc tạo bởi tia tới và pháp tuyến.
 Yêu cầu HS đọc và trả lời C3.
S
N
I
Điểm tới
Gương phẳng 
HĐ7 : Vận dụng (5 phút)
 Yêu cầu HS vận dụng làm C4.
S
I
M
a) Hãy vẽ tia phản xạ.
b) Giữ nguyên tia tới SI, muốn thu được một tia phản xạ có hướng thẳng đứng từ dưới lên trên thì phải đặt gương như thế nào? Vẽ hình?
- Hướng dẫn HS vẽ :
+ Vẽ tia tới và tia phản xạ như đề bài.
+ Muốn xác định được vị trí gương thì phải xác định được pháp tuyến của gương ở I.
+ Pháp tuyến IN và góc liên hệ với nhau như thế nào?
+ Biết pháp tuyến rồi làm thế nào vẽ được gương?
- Nhóm HS đọc và làm thí nghiệm theo nhóm thấy rất khó khăn mới thực hiện được.
A
- HS lắng nghe thông báo của GV.
- Đó là cái gương. Dùng soi hình ảnh của mình.
- HS lắng nghe thông báo của GV.
- Gương soi có mặt gương là một mặt phẳng và nhẵn bóng và phản xạ được ánh sáng.
- HS đọc và trả lời C1: Mặt kính cửa sổ, mặt nước, mặt tường ốp gạch men phẳng bóng.
Để tạo cảm giác căn phòng rộng hơn đối với những phòng chật hẹp.
Dùng sơn đỏ, cam, vàng, xanh lá chuối, trắng để người tham gia giao thông dễ dàng nhìn thấy vào ban đêm.
- Nhóm HS đọc và làm thí nghiệm như SGK.
- Tia sáng bị hắt lại theo một hướng xác định.
- HS làm thí nghiệm theo nhóm. Nhận thấy IR nằm trong mặt phẳng tờ giấy.
- IR nằm trên cùng một mặt phẳng với tia tới SI. Đó là mặt phẳng tờ giấy đặt vuông góc với mặt gương.
- HS chú ý lắng nghe thông báo.
- Mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới.
- HS đọc và trả lời C2: Tia phản xạ IR nằm trong mặt phẳng tờ giấy chứa tia tới.
- HS rút ra kết luận: 
Tia phản xạ nằm trong cùng mặt phẳng với tia tới và đường pháp tuyến tại điểm tới.
- HS lắng nghe thông báo của GV.
- HS đưa ra các giá trị :
i’ > i ; i’= i ; i’ < i.
- HS làm thí nghiệm và ghi nhận kết quả vào bảng.
- HS làm kết luận:
Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.
- HS phát biểu hai kết luận là định luật phản xạ ánh sáng.
- HS đọc.
- HS vẽ hình theo hướng dẫn của GV.
- HS vẽ tia phản xạ IR bằng cách xác định góc phản xạ = i’ = i.
- HS vẽ đường pháp tuyến vuông góc với gương, xác định góc i. Sau đó vẽ tia phản xạ IR dựa vào góc i’=i.
- Vẽ tia tới và tia phản xạ.
- Theo định luật phản xạ ánh sáng : = .
- Vậy đường pháp tuyến IN là phân giác của góc . Ta vẽ được đường pháp tuyến IN.
- Mặt gương vuông góc với pháp tuyến nên vẽ được gương.
Tiết 4
Bài 4: ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG
I – Gương phẳng
Quan sát
Hình ảnh của một vật quan sát được trong gương gọi là ảnh của vật tạo bởi gương.
C1: Mặt kính cửa sổ, mặt nước, mặt tường ốp gạch men phẳng bóng.
II – Định luật phản xạ ánh sáng
Thí nghiệm
1. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng nào?
C2: Tia phản xạ IR nằm trong mặt phẳng tờ giấy chứa tia tới SI và đường pháp tuyến IN ở điểm tới I.
Kết luận: 
Tia phản xạ nằm trong cùng mặt phẳng với tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới.
2. Phương của tia phản xạ quan hệ như thế nào với phương của tia tới.
a) i’ > i ; i’= i ; i’ < i.
b) 
Góc tới i
Góc phản xạ i’
600
450
300
600
450
300
Kết luận:
Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.
3. Định luật phản xạ ánh sáng (SGK/14)
4. Biểu diễn gương phẳng và các tia sáng trên hình vẽ
C3 :
S
N
I
Điểm tới
Gương phẳng 
R
i’
i
S
N
I
Điểm tới
Gương phẳng 
R
i’
i
III – Vận dụng 
III – Vận dụng
C4 : a)
S
I
M
i
i’
N
R
b)
 4) Củng cố: (2 phút)
	- Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng.
	- Nhắc lại qui ước về hình vẽ.
 5) Dặn dò: (1 phút)
	- Đọc phần “có thể em chưa biết”.
	- Làm bài tập từ 4.1 đến 4.12 SBT trang 12, 13, 14.
	+ 4.2, 4.5, 4.6, 4.7, 4.9, 4.10, 4.11 là những bài trắc nghiệm nhưng phải vẽ hình để trả lời.
	+ 4.3. làm tương tự C4.
	+ 4.4. tiến hành vẽ như yêu cầu đề bài nhưng vẽ ngược: vẽ tia phản xạ thứ nhất xuất phát từ điểm M, áp dụng định luật phản xạ để vẽ tia tới. Làm tương tự với tia phản xạ thứ hai.
	- Xem trước bài 5: Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng.