Bài giảng Vật lý Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần

60 
50 
40 
30 
20 
10 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
r 
r 
Khi i nhỏ , nhận xét về độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
0 
90 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
i gh 
r 
r 
- Khi i tăng , nhận xét về độ sáng của tia khúc xạ so với tia phản xạ . 
 Kết quả thí nghiệm : 
Góc tới 
Chùm tia khúc xạ 
Chùm tia phản xạ 
Nhỏ 
Lệch xa pháp tuyến(so với tia tới ) 
Rất sáng 
Rất mờ 
Giá trị i gh 
Gần như sát mặt phân cách 
Rất mờ 
Rất sáng 
i > i gh 
Không còn 
Rất sáng 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
0 
90 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
i gh 
r 
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần : 
Khái niệm : góc giới hạn phản xạ toàn phần là góc tới cho góc khúc xạ đạt giá trị lớn nhất . 
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần : 
Sử dụng công thức dạng đối xứng của định luật khúc xạ so sánh độ lớn i và r . 
Áp dụng : n 1 .sini = n 2 .sinr suy ra sinr = 
 Vì n 1 > n 2 nên sinr > sini => r >i 
Khi r = 90 0 thì điều 
gì xảy ra ? 
- Khi i tăng thì r cũng tăng ( r > i), khi r = 90 0 thì i = i gh lúc đó tia phản xạ rất mờ tia khúc xạ rất sáng . 
Sử dụng định luật khúc 
 xạ tính sini gh ? 
Ta có n 1 .sini gh = n 2 .sin90 0 suy ra : 
(n 2 < n 1 ) 
Áp dụng : Chiếu tia sáng từ nước có chiết suất n = 4/3 ra không khí . Tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần ? 
Ta có : 
Khi i > i gh thì sini > sini gh . Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng , ta có : 
Khi i > i gh , sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng hãy tính sinr . 
 Điều này phản ánh thực tế không có tia khúc xạ , toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách . Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần . 
II. Hiện tượng phản xạ toàn phần : 
Định nghĩa : 
 Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới , xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt . 
Nếu cho tia sáng đi từ không khí vào thủy tinh (n 1 < n 2 ) có xảy ra phản xạ toàn phần ? Vì sao ? 
Thí nghiệm minh họa khi chiếu tia sáng từ không khí vào thủy tinh 
Không , vì n 1 < n 2 
=> r < i. Khi i max = 90 0 thì r < 90 0 vẫn có tia khúc xạ . 
=> sinr < sini 
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần : 
Điều kiện để có 
phản xạ toàn 
phần là gi ? 
a/ Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn . 
 n 2 < n 1 
b/ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn : 
 i ≥ i gh 
Phân biệt hiện tượng phản xạ toàn phần với 
 phản xạ thông thường ? 
So sánh 
Phản xạ toàn phần 
Phản xạ thông thường 
Giống nhau 
● Cùng là hiện tượng phản xạ : tia sáng đổi phương đột ngột và trở lại môi trường cũ . 
● Cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng . 
Khác nhau 
- Xảy ra khi có hai điều kiện : n 2 < n 1 
 i ≥ i gh 
- Nếu bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng thì ở đây tia phản xạ sáng như tia tới 
Xảy ra dưới góc tới bất kỳ , không cần thêm điều kiện gì . 
 Bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng , tia phản xạ dù sao cũng yếu hơn tia tới . 
III. Ứng dụng của hiện tượng 
phản xạ toàn phần : cáp quang 
Bó sợi quang học 
 Cấu tạo : 
- Cáp quang là bó sợi quang . Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần . 
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần : Sợi quang học ( cáp quang )  
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần : Sợi quang học ( cáp quang ) 
Cấu tạo của sợi quang thông thường 
Cấu trúc hình trụ , được tạo bởi vật liệu trong suốt . 
Lõi sợi có chiết suất n1. 
Vỏ sợi có chiết suất n2 < n1. 
Lớp phủ đệm có tác dụng bảo vệ sợi . 
Cấu tạo : 
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần : Sợi quang học ( cáp quang ) 
I 
J 
k 
r 
Hiện tượng phản xạ toàn phần trong cáp quang 
Trong công nghệ thông tin 
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần: Sợi quang học (cáp quang) 
Truyền thông tin