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

TẬP THỂ LỚP 12A6 
KÍNH CHÀO 
QUÝ THẦY CÔ 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
CÂU 1:Nội dung của định luật phản xạ ánh sáng là : 
a. Tia sáng bị đổi hướng trở lại môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhẵn . 
b. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới . 
c. Góc phản xạ bằng góc tới (i’=i) 
d. Cả b và c 
CÂU 2 :Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng là : 
a. 
b. 
c. 
Câu 3 : Chiếu tia SI từ thủy tinh ( n tt =1,5) vào không khí ( n kk =1),để góc khúc xạ r = 90 o thì góc tới : 
a. i = 90 o 
b. i = 0 o 
c. i  41 o 48’ 
d/ i  48 o 41’ 
Câu 4:Khi tia sáng truyền từ môi trường trong suốt có chiết suất n 1 sang môi trường trong suốt có chiết suất n 2 theo em câu nào sau đây là sai : 
a.Tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường sẽ truyền thẳng . 
b. n 2 > n 1 thì i > r 
c. n 2 > n 1 thì i < r 
d. i=0 thì r=0 
HIỆN TƯỢNG 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Bài 
I / Hiện tượng phản xạ toàn phần : 
1/ Thí nghiệm : 
- Chiếu một chùm tia sáng song song hẹp ( coi như 1 tia SI ) 
Tại điểm tới I, tia SI cho tia khúc xạ IK và tia phản xạ IR. 
	 từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém 
	 ( ví dụ như từ thủy tinh vào không khí hoặc từ nước vào không khí ). 
- Thay đổi góc tới i của tia sáng thí nghiệm cho thấy : 
S 
I 
R 
K 
i 
i’ 
r 
I / Hiện tượng phản xạ toàn phần : 
1/ Thí nghiệm : 
	 + Khi góc tới i nhỏ 
	 tia khúc xạ IK rất sáng , tia phản xạ IR rất mờ . 
	 + Tăng dần góc tới i 
Đồng thời tia khúc xạ mờ dần đi , tia phản xạ sáng dần lên . 
thì góc khúc xạ r cũng tăng theo nhưng i < r. 
 + Khi i đạt tới một giá trị i gh nào đó 
 + Nếu tiếp tục tăng i sao cho i > i gh 
Lúc này tia khúc xạ lướt trên mặt phân cách và rất mờ . 
thì r = 90 o . 
I / Hiện tượng phản xạ toàn phần : 
1/ Thí nghiệm : 
i gh 
r = 90 o 
	 	 thì không còn tia khúc xạ nữa . 
	 Toàn bộ tia tới bị phản xạ. Ta gọi đó là hiện tượng phản xạ toàn phần . 
Góc i gh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần . 
	 Còn tia phản xạ rất sáng . 
2/Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần 
	 Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng ánh sáng truyền từ 
	 môi trường có chiết suất lớn đến mặt phân cách với môi trường có chiết suất nhỏ hơn , 
	 chỉ bị phản xạ mà không bị khúc xạ . 
	- Góc tới i  i gh (i gh :góc giới hạn phản xạ toàn phần ). 
II/ Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần 
	- Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn ( có chiết suất lớn ) sang môi trường chiết quang kém ( có chiết suất nhỏ hơn ) (n 1 > n 2 ). 
	 Khi i = i gh hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra . 
	 Hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra trên mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau khi : 
III/ Góc giới hạn phản xạ toàn phần : 
	 Khi chưa xảy ra phản xạ toàn phần, theo định luật khúc xạ ánh sáng : 
	 Lúc bắt đầu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì : 
Với n 1 :chiết suất của môi trường tới . 
 n 2 :chiết suất của môi trường khúc xạ 
 
 
i = i gh và r = 90 o 
	 Nếu tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n sang không khí thì : n 2 = 1 ; n 1 = n 
Ví dụ : 
Với nước n = 4/3 thì i gh  48 o 30’ 
Với thủy tinh n = 1,5 thì i gh  41 o 48’ 
III/ Góc giới hạn phản xạ toàn phần : 
IV/ Một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần : 
 1/ Lăng kính phản xạ toàn phần : 
	 Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối thủy tinh hình lăng trụ đứng , tiết diện thẳng là 1 tam giác ABC vuông cân ở A. 
b/ Cách sử dụng lăng kính phản xạ toàn phần : 
a/ Định nghĩa : 
có 2 cách 
A 
B 
C 
- Chiếu tia tới vuông góc với mặt huyền BC của lăng kính , 
- Chiếu tia tới vuông góc với mặt bên AB của lăng kính , 
 B 
A 
C 
A 
B 
C 
45 o 
tia sáng đi trong lăng kính sẽ bị phản xạ toàn phần trên mặt huyền BC 
	 ( vì i = 45 o > i gh  41 o 50’) , 
	 rồi ló ra vuông góc với mặt bên AC. 
tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần liên tiếp trên 2 mặt bên , 
	 rồi ló ra vuông góc với mặt huyền BC. 
c/ Ứng dụng : 
	 Lăng kính phản xạ toàn phần được dùng thay cho gương phẳng trong một số dụng cụ quang học như ống nhòm , kính tiềm vọng , 
Vì chúng có ưu điểm hơn gương phẳng là : bền hơn , tỉ lệ phần trăm ánh sáng phản xạ rất lớn . 
Kính tiềm vọng 
	- Như vậy sợi quang học đóng vai trò như 1 ống dẫn ánh sáng . 
2/ Sợi quang học : 
	- Là những sợi bằng chất trong suốt,dễ uốn,có thành nhẵn,hình trụ . 
	- Tia sáng đi vào bên trong ở 1 đầu sợi sẽ bị phản xạ toàn phần liên tiếp ở thành trong của sợi , rồi ló ra ở đầu kia . 
	 Sợi quang học được ứng dụng trong khoa và học kỹ thuật hiện đại , cũng như trong y học 
Sợi quang có chiết suất giảm dần từ lõi ra vỏ 
	 3/ Các ảo tượng : 
	 Là hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển 
	 do có sự phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách giữa các lớp không khí lạnh ( có chiết suất lớn ) và lớp không khí nóng ( có chiết suất nhỏ ). 
A 
A’ 
I/ Hiện tượng phản xạ toàn phần 
II/ Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần : 
III/ Góc giới hạn phản xạ toàn phần : 
IV/ Ứng dụng của định luật phản xạ toàn phần 
CỦNG CỐ 
Là hiện tượng ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất lớn đến mặt phân cách với môi trường có chiết suất nhỏ hơn,chỉ bị phản xạ mà không bị khúc xạ . 
n 1 > n 2 
i  i gh 
sini gh = 
< 1 
Lăng kính phản xạ toàn phần ; 
sợi quang học 
Giải thích các ảo tưởng 
BÀI TOÁN ÁP DỤNG 
	 Chiếu một tia sáng SI từ nước ra không khí dưới góc tới i = 30 o , chiết suất của nước là n n = 4/3 . 
	a/ Hỏi có xảy ra phản xạ toàn phần không ? Tại sao ? 
	b/ Tăng góc tới i = 60 o vẽ đường đi của tia sáng . 
Trả lời : 
sini gh = ― = ― = ― 
1 
n 
n 2 
n 1 
3 
4 
 
i gh = 48 o 30’ 
 
Vậy không xảy ra phản xạ toàn phần 
i < i gh 
60 o 
60 o 
XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN 
QUÝ THẦY CÔ