Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần (Bản chuẩn kiến thức)

Bài 04 
HIỆN TƯỢNG 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
a) Thí Nghiệm 
 Xét tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n 1 sang một môi trường có chiết xuất n 2 lớn hơn (n 1 < n 2 ) . Cho i tăng từ 0 0 đến 90 0 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
a) Thí Nghiệm 
 
r 
i 
I 
n 1 
n 2 
S 2 
R 2 
S 3 
R 3 
R 1 
S 1 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
b) Nhận Xét 
 Khi i tăng từ 0 0 đến 90 0 thì r tăng theo và i luôn luôn lớn hơn r 
 Luôn luôn có thấy xuất hiện tia khúc xạ trong môi trường thứ hai. 
 Khi i = 90 o thì góc khúc xạ r cũng có giá trị lớn nhất r =  
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
b) Nhận Xét 
 
r 
i 
I 
n 1 
n 2 
S 2 
R 2 
S 3 
R 3 
R 1 
S 1 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
c) Giải thích 
 Định luật khúc xạ cho ta : n 1 sini = n 2 sin r 
 Vì n 1 r  luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai. 
 Khi i = i max = 90 o thì r cũng có giá trị lớn nhất r =  
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
d) Công thức : 
 Định luật khúc xạ cho ta : n 1 sini = n 2 sin r 
 Khi i = i max = 90 0 thì r = n 1 .sin 90 0 = n 2 .sin  
n 1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường tới. 
n 2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ. 
 : Góc khúc xạ giới hạn. 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
1) Góc khúc xạ giới hạn 
e) Kết Luận : 
 Trong trường hợp ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn hơn , ta luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trương thứ hai . 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
a) Thí Nghiệm 
 Xét tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n 1 sang một môi trường có chiết xuất n 2 nhỏ hơn (n 1 > n 2 ) . Cho i tăng từ 0 0 đến 90 0 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
a) Thí Nghiệm 
 
I 
n 1 
n 2 
R’ 
S 2 
R 1 
S 1 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
b) Nhận xét 
 Khi i tăng từ 0 0 đến 90 0 thì r tăng theo và i luôn luôn nhỏ hơn r 
 Khi tăng i thì tia phản xạ sáng dần, tia khúc xạ mờ dần 
 Khi i đạt tới một giá trị nào đó ( i gh =  ) thì r = 90 0 , lúc này tia khúc xạ trùng mặt phân cách và rất mờ , tia phản xạ rất sáng 
 Khi tăng i >  : Tia khúc xạ biến mất và toàn bộ tia tới bị phản xa. 
 
I 
n 1 
n 2 
R’ 
S 2 
R 1 
S 1 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
b) Nhận xét 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
c) Giải Thích 
 Định luật khúc xạ : n 1 sini = n 2 sin r. 
	Vì : n 1 > n 2 ,  r > i 
 Nếu i <   Một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ, phần kia bị khúc xạ đi vào môi trường thứ hai 
 Nếu 90 0 > i >  : Toàn bộ ánh sáng sẽ bị phản xạ, không có tia khúc xạ vào môi trường thứ hai 
 Vì r > i  Khi r = 90 0 thì góc tới i cũng có giá trị lớn nhất  < 90 0 
 Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
d) Công thức 
 Ta có: n 1 .sin i = n 2 .sin r ; Khi r = r max = 90 0 thì i =  
  n 1 .sin  = n 2 .sin 90 0 = n 2 
n 1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường tới. 
n 2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ. 
 : Góc khúc xạ giới hạn. 
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2) Sự phản xạ toàn phần 
e) Nhận Xét 
 Điều kiện để có phản xạ toàn phần: 
 Môi trường tới chiết quang hơn môi trường khúc xạ . 
 Góc tới i phải lớn hơn góc giới hạn 
 Chú ý : 
 Khi i =  : Hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra 
 Nếu ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất n > 1 sang không khí ; Ta có : 
II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
 Chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần (ống nhòm ). 
 Giải thích hiện tượng ảo giác . 
 Sợi quang (SGK). 
 Cáp quang (SGK). 
II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
S 
I 
I 1 
I 3 
I 5 
I 2 
I 4 
I 6 
Lớp vỏ n 2 
L ỏi n 1 
II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN