Bài giảng điện tử Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần (Chuẩn kĩ năng)

CHÚC THẦY CÔ VÀ CÁC EM CÓ MỘT TIẾT LÀM VIỆC VUI VẺ VÀ THÀNH CÔNG 
CHÀO MÙNG CÁC THẦY CÔ GIÁO CÙNG CÁC EM HỌC SINH 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
	 Hãy phát biểu và viết biểu thức Định luật khúc xạ ánh sáng ? 
 Cho biết khi nào góc khúc xạ nhỏ hơn , lớn hơn góc tới ? 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Bài 45: 
1. Hiện tượng phản xạ toàn phần 
a. Góc khúc xạ giới hạn 
r gh 
i 
r 
N 
N’ 
n 1 < n 2 
n 2 
Xét một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n 1 sang môi trường có chiết suất n 2 
Nếu n 1 < n 2 : 
Góc khúc xạ r lớn hay nhỏ hơn góc tới i? 
r < i 
Khi i tăng thì r cũng tăng , khi i = 90 0 thì r đạt giá trị lớn nhất là r gh . 
Hãy tính r gh ? 
Nếu tăng i từ 0 đến 90 0 thì r thay đổi thế nào ? 
Vậy trong trường hợp n 1 < n 2 thì có khi nào tia khúc xạ không tồn tại không ? 
* Kết luận : 
 Trong trường hợp ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trường có chiết suất lớn hơn , ta luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai . 
b. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
+. chiếu một chùm tia sáng đơn sắc hẹp SI từ môi trường 1 chiết quang hơn đến môi trường 2 kém chiết quang hơn 
+ Tại mặt phân cách 2 môi trường : một phần nhỏ tia sáng bị phản xạ phần còn lại khúc xạ đi vào môi trường 2 
+ Khi i nhỏ IK rất sáng,IR rất mờ 
	 + Tăng dần i  r cũng tăng và luôn luôn lớn hơn i, IK mờ dần , IR sáng dần 
	 + Khi i = i gh  r = 90 0 , IK đi là là mặt phân cách và rất mờ , IR rất sáng 
+ Khi i > i gh  tia IK không còn,toàn bộ SI bị phản xạ IR sáng như SI 
Đó là HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
 i r 
 R 
 1 
2 
 S 
 I 
 K 
 i i’ 
 r 
* Kết luận : 
 Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn và có góc tới i lớn hơn góc giới hạn igh thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần , trong đó tia sáng bị phản xạ hoàn toàn , không có tia khúc xạ 
C.CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: 
- Tia sáng đi từ môi trường chiết quang đ ế n môi trường kém chiết quang : n 1 > n 2 
- Góc tới lớn hơn góc giới hạn : i > i gh 
d.GÓC GIỚI HẠN PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
- Khi i n 2 
- Khi : i = i gh , r = 90 o bắt đầu có phản xạ toàn phần : 
  sini gh = n 2 /n 1 
- Nếu môi trường 2 là không khí : n 2 = 1 sini gh =1/n 
* ví dụ : ánh sáng chiếu từ Thuỷ tinh có n = 1,5 sang khôngkhí  i gh =41 o 48’ 
2. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 
a.Sợi quang : 
+ Cấu tạo : lõi bằng thủy tinh , hoặc chất dẻo trong suốt có chiết suất n 1 , được bao xung quanh bằng lớp vỏ có chiết suất n 2 < n 1 . 
+ Tia sáng đi vào sợi bị phản xạ toàn phần nhiều lần liên tiếp ở mặt tiếp xúc giữa lõi và vỏ rồi đi ra ở đầu kia của sợi mà cường độ ánh sáng bị giảm không đáng kể . 
+ Nhiều sợi ghép nhau thành bó gọi là cáp quang 
+ Trong y học , cáp quang để nội soi . 
+ Trong CNTT, cáp quang để truyền dữ liệu . 
b.Gi¶i thÝch m ột số hiÖn t­îng 
	 * Aá ¶ nh Lµ hiÖn t­îng quang häc x¶y ra trong khÝ quyÓn do sù ph¶n x¹ toµn phÇn cña tia s¸ng trªn mÆt ph©n c¸ch gi÷a líp kh«ng khÝ l¹nh ( cã chiÕt suÊt lín ) vµ líp kh«ng khÝ nãng ( cã chiÕt suÊt nhá ). 
* C¸c ¶o ¶ nh th­êng gÆp : 
n 1 
n 3 
n 2 
n 4 
Tia s¸ng truyÒn th¼ng 
Tia s¸ng bÞ khóc x¹ khi ®i qua c¸c líp kh«ng khÝ cã chiÕt suÊt kh¸c nhau 
Ng­êi quan s¸t 
MÆt ® Êt 
n 5 
- Xø nãng 
Hình ảnh trên mặt đường vào những ngày nắng nóng 
 Vào một buổi trưa nắng một người 
khi đứng trên ghềnh đá nhìn về phía một con tàu ta thấy 
Có một con tàu khác đang “bay” trên bầu trời ? 
- Xứ lạnh 
Ảnh con tàu hiện lên bầu trời 
Thành phố ảo : lần đầu tiên ảo ảnh xuất hiện trên vùng biển Penglai - vốn tọa lạc trên mỏm cận đông bán đảo Sơn Đông , Trung Quốc ngày 20/12/2006 
KiÕn thøc c¬ b¶n cÇn nhí 
2. C¸c ® iÒu kiÖn ®Ó cã hiªn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn 
1. HiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn 
3. Gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn 
4. ø ng dông cña hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn . 
	 Ph¶n x¹ toµn phÇn lµ hiÖn t­îng khi tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch cña 2 m«i tr­êng trong suèt th × toµn bé tia tíi bÞ ph¶n x¹ kh«ng cã tia khóc x¹ (®é s¸ng tia ph¶n x¹ b»ng ®é s¸ng tia tíi ).	 	 	 
 * Gãc tíi cña tia s¸ng lín h¬n hoÆc b»ng gãc giíi h¹n cña ph¶n x¹ toµn phÇn 
 * Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch cña 2 m«i tr­êng trong suèt theo chiÒu tõ m«i tr­êng chiÕt quang h¬n sang m«i tr­êng kÐm chiÕt quang h¬n 
 * Gãc giíi h¹n ( i gh ) 
b. Mét sè øng dông kh¸c 
a. Sîi quang häc . 
* sin i gh = ( )( víi n 2 < n 1 ) 
n 2 
n 1 
s 
t 
C©u hái vµ bµi tËp c ỦNG cè 
 C âu 1 . Trong c¸c tr­êng hîp sau , tr­êng hîp nµo cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn ? 
a. Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n­íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ kh«ng khÝ vµo n­íc . Cho n n­íc =4/3, n kh«ng khÝ =1. 
b. Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n­íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ n­íc ra kh«ng khÝ . Cho n n­íc =4/3, n kh«ng khÝ =1. 
c. Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n­íc vµ thuû tinh theo chiÒu tõ n­íc ra thuû tinh . Cho n n­íc =4/3, n thuû tinh =1,5. 
d. Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a kh«ng khÝ vµ thuû tinh theo chiÒu tõ kh«ng khÝ vµo thuû tinh . Cho n kh«ng khÝ =1, n thuû tinh =1,5. 
b. Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n­íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ n­íc ra kh«ng khÝ . Cho n n­íc =4/3, n kh«ng khÝ =1. 
CỦNG CỐ 
C©u 2 . C©u nµo d­íi ®©y Kh«ng ®óng ? 
A. Khi cã sù ph¶n x¹ toµn phÇn, c­êng ®é chïm s¸ng ph¶n x¹ gÇn nh­ b»ng c­êng ®é chïm s¸ng tíi. 
B. Ta lu«n lu«n cã tia khóc x¹ khi tia s¸ng ®i tõ m«i tr­êng cã chiÕt suÊt nhá h¬n sang m«i tr­êng cã chiÕt suÊt lín h¬n. 
C. Khi chïm s¸ng ph¶n x¹ toµn phÇn th× kh«ng cã chïm s¸ng khóc x¹ 
D. Ta lu«n lu«n cã tia khóc x¹ khi tia s¸ng ®i tõ m«i tr­êng cã chiÕt suÊt lín h¬n sang m«i tr­êng cã chiÕt suÊt nhá h¬n. 
Chiếu một tia sáng từ thuỷ tinh ra không khí 
 a.tính góc ghpxtp khi ánh sáng chiếu từ thuỷ tinh ra không khí 
 b.vẽ đường đi tia sáng trong các trường hợp sau * Góc tới i=30 o , i=45 o ,i=60 o 
Bài tập về nhà 
 Làm các bài tập 3,4 SGK 
 Làm các bài tập 6.4 đến 6.6 SBT 
 Đọc BÀI ĐỌC THÊM trang 226 SGK