Bài giảng môn Vật lí Khối 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần (Bản đẹp)

Hãy quan sát các hình ảnh sau : 
Hình ảnh mặt đường khi trời nắng nóng và khô ráo 
Hiện tượng thành phố ảo ở Penglai ( Trung Quốc ) 
Hình ảnh con tàu trên biển được nhìn thấy trên bầu trời 
Nguyên nhân nào dẫn đến các hiện tượng trên ? 
Nguyên nhân có phải là do hiện tượng phản xạ toàn phần ? Vậy hiện tượng phản xạ toàn phần là gì và xảy ra trong điều kiện nào ? 
BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT 
QUANG KÉM HƠN ( ) 
	1. Thí nghiệm 
	2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
	1. Định nghĩa 
	2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: 
CÁP QUANG 
	1. Cấu tạo 
	2. Ứng dụng 
NỘI DUNG 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
r 
i gh 
- Hãy so sánh r với i ? 
- Độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ ? 
- Sự thay đổi của chúng ? 
Hãy quan sát hiện tượng xảy ra nếu ta tăng góc tới ! 
Hãy cho biết vì sao tại I tia sáng truyền thẳng ? 
 Xét trường hợp n 1 > n 2 : 
- r luôn lớn hơn i 
- Khi i tăng thì r cũng tăng , 
Khi giá trị của i = i gh thì 
 r = 90 0 
- Khi góc tới càng lớn thì tia phản xạ càng sáng và tia khúc xạ càng mờ . 
N 
O 
N’ 
n 2 
 n 1 
N’ 
i 
I 
S 
r=90 0 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
i gh 
N 
O 
N’ 
n 2 
 n 1 
N’ 
I 
S 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
Dựa vào ĐL KXAS, hãy tính góc i gh ? 
Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ? 
- Nếu tiếp tục tăng góc tới i > i gh thì toàn bộ ánh sáng bị phản xạ , tia khúc xạ không còn nữa . 
Hãy chứng minh rằng khi i > i gh thì không tồn tại tia khúc xạ ? 
- Góc i gh : 
- Góc i gh : 
Hiện tượng khi i > i gh thì toàn bộ ánh sáng bị phản xạ gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần , vậy hiện tượng phản xạ toàn phần là gì ? Xảy ra trong điều kiện nào ? 
r=90 0 
 i > i gh 
Vô lý 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
i gh 
N 
O 
n 2 
 n 1 
N’ 
I 
S 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. 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 . 
Chú ý: ta gọi là toàn phần để phân biệt với phản xạ một phần luôn xảy ra đi kèm với sự khúc xạ . 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. Định nghĩa 
 Nếu chiếu tia sáng từ không khí vào nước có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra không , vì sao ? 
 Không , vì r luôn nhỏ hơn i 
 Để có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì ta phải có điều kiện gì ? 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
i gh 
N 
O 
n 2 
 n 1 
N’ 
I 
S 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. Định nghĩa 
 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
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 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. Định nghĩa 
 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
III . ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 
1. Cấu tạo 
Hình 1. Cấu tạo của sợi quang 
50µm(Lõi) 
125µm 
Lõi bằng thủy tinh siêu sạch chiết suất n 1 
Vỏ bằng thủy tinh có chiết suất n 2 < n 1 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. Định nghĩa 
 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
III . ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 
1. Cấu tạo 
Lớp vỏ n 2 
L õi n 1 
I 
I 1 
I 2 
S 
Hình 2. Đường truyền của tia sáng trong sợi quang . 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Thí nghiệm 
 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1. Định nghĩa 
 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
III . ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 
1. Cấu tạo 
 2. Ứng dụng 
Ưu điểm 
Dung lượng tín hiệu lớn 
 Nhỏ , nhẹ , dễ vận chuyển , dễ uốn . 
 Không bị nhiễu 
 Không có rủi ro cháy ( vì không có dòng điện ) 
- Ngoài ra , cáp quang còn được sử dụng để nội soi trong Y học . 
Sử dụng cáp quang để nội soi trong Y học 
Cáp quang dùng trong phép nội soi 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
MỘT SỐ ỨNG DỤNG KHÁC CỦA HIỆN TƯỢNG 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Lăng kính phản xạ toàn phần 
Phản xạ một lần 
Phản xạ hai lần 
 BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
MỘT SỐ ỨNG DỤNG KHÁC CỦA HIỆN TƯỢNG 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Kính tiềm vọng 
CỦNG CỐ 
Câu 1. Chiếu tia sáng từ thuỷ tinh sang không khí . Cho biết chiết suất của thuỷ tinh là . Góc giới hạn giữa thuỷ tinh và không khí là : 
60 0 
30 0 
45 0 
Kết quả khác 
Đáp án 
Câu 2. Khi ánh sáng đi từ nước (n = 4/3) ra ngoài không khí , góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là : 
A. igh = 41 o 48’. 
B. igh = 48 o 35’. 
C. igh = 62 o 44’. 
D. igh = 38 o 26’. 
CỦNG CỐ 
Câu 3. Để có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì : 
Môi trường khúc xạ phải chiết quang hơn môi trường tới 
Môi trường tới phải chiết quang hơn môi trường khúc xạ 
Góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần 
Cả B, C 
Câu 4. Chọn cụm từ thích hợp điền vào các chỗ trống cho hợp nghĩa : “ Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi tia sáng truyền theo chiều từ môi trường .. sang môi trường  và góc tới phải  góc giới hạn phản xạ toàn phần ” 
A. Kém chiết quang , chiết quang hơn , lớn hơn 
B. Kém chiết quang , chiết quang hơn , nhỏ hơn hoặc bằng 
C. Chiết quang hơn , kém chiết quang , lớn hơn 
D. Chiết quang hơn , kém chiết quang , nhỏ hơn hoặc bằng