Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần - Ngô Phi Công

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 
Giáo viên:Ngô Phi Công 
i=45 0 
r=30 0 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
CÂU 2:Một tia sáng truyền từ không khí vào một môi trường có chiết suất n như hình vẽ . Hãy tính chiết suất n? 
CÂU 1:Hãy phát biểu và viết biểu thức Định luật khúc xạ ánh sáng ? 
Vì sao Khi trời nắng to, trên đường nhựa nhìn ra xa ta có cảm giác hình như có nước ? 
Sợi quang học dùng để trang trí,thông tin liên lạc và nội soi y tế hoạt động như thế nào ? 
B ÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
I. S Ự TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 
1. Th í nghiệm 
 Xét trường hợp n 1 > n 2 : 
-r luôn lớn hơn i 
- Khi i tăng thì r cũng tăng , 
- Khi giá trị c ủa i = i gh th ì r=90 0 
- Khi góc tới càng lớn thì tia phản xạ càng sáng và tia khúc xạ càng mờ . 
D ựa vào ĐL KXAS Hãy lập công thức tính i gh ? 
i 
r 
i gh 
N 
N’ 
n 2 
 n 1 
- Hãy so sánh r v ới i ? 
- Độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ 
- sự thay đổi của chúng ? 
r = 90 0 
Nếu tiếp tục tăng i > i gh thì hiện tượng xảy ra thế nào? H ãy quan sát hiện tượng ! 
Hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần , vậy hiện tượng phản xạ toàn phần là gì ? Xảy ra trong điều kiện nào ? 
Nếu i > i gh , toàn bộ ánh sáng 
bị phản xạ , không còn tia 
khúc xạ 
I 
2.Góc giới hạn phản xạ toàn phần 
Hãy quan sát hiện tượng 
Xảy ra nếu ta tăng góc tới ! 
Hãy cho biết vì sao tại I 
Tia sáng truyền thẳng ? 
H ãy chứng minh rằng khi i> i gh thì không còn tồn tại tia khúc xạ ? 
O 
S 
II.HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Định nghĩa : Là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới , xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt 
* Lưu ý: 
Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì không còn chùm tia khúc xạ , cuờng độ Sáng của chùm tia phản xạ gần bằng với chùm tia tới . 
- Cụm từ toàn phần là dùng để phân biệt Với phản xạ 1 phần luôn đi kèm theo Hiện tượng khúc xạ . 
2. Điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần : 
 - Điều kiện cần:Ánh sáng phải truyền từ môi trường chiết quang hơn(1) sang môi trường chiết quang kém(2): n 1 >n 2 
 - Điều kiện đủ : Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc i gh 
* Lưu ý:khi i= i gh thì hiện tuợng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
ĐỊNH NGHĨA ? 
Bài Tập ví dụ 
Gợi ý cách giải . 
 + Đặt n và n’ lần lượt là chiết suất của nước và thủy tinh . 
 + Xét tia sáng (1) phản xạ toàn phần , khi đó ta có sin i > sin i gh = 1/n.(*) 
 + Xét tia sáng (2) khúc xạ vào thủy tinh với góc khúc xạ r, dựa vào định luật khúc xạ tính sin r = n sin i/n ’ (**). 
Từ (*) và (**) ta suy ra sinr = n sini )/n ’> sin i gh 
 + Tia khúc xạ (2) tới mặt phân cách với không khí với góc tới r. 
 sin r = n. sin i/n ’> sin i gh 
=> Tia (2) phản xạ toàn phần . 
 n’ 
1 
2 
n 
i 
i’ 
i 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Có hai tia sáng song song nhau : 
- tia 1 gặp mặt thoáng của nước 
 và phản xạ toàn phần . 
- Tia 2 gặp bản thuỷ tinh hai mặt song 
Song đặt sát mặt nước . 
Hỏi tia 2 có ló ra không khí không ? 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
2. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 
S ợi 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 . 
S 
Lớp lõi 
Lớp vỏ 
C áp quang là hệ thống gồm bó sợi quang như trên 
+ Công dụng : 
C áp quang được sử dụng rộng rãi hiện nay trong thông tin liên lạc vì nó có một số các ưu điểm sau : 
-Dung lượng tín hiêu lớn 
- Nhỏ , nhẹ , dễ vận chuyển , dễ uốn cong 
- Không bị nhiễu , tính bảo mật cao 
Ít có rủi ro xảy ra như cháy , nổ  
* Ngoài ra trong y tế người ta còn dùng cáp quang để nội soi 
Mặt cắt của sợi quang 
Lăng kính phản xạ toàn phần : 
Là khối thuỷ tinh hình lăng trụ , có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân 
Phản xạ một lần 
Phản xạ hai lần 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Kính tiềm vọng 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Câu hỏi về nhà : Hãy giả thích vì sao vào một buổi trưa nắng 
khi đứng trên gềnh đá nhìn về phía một con tàu ta thấy 
Có một con tàu khác đang “bay” trên bầu trời ? 
CỦNG CỐ 
Câu 1.Chiếu tia sáng từ thuỷ tinh sang không khí . Cho biết chiết suất cuả thuỷ tinh là . Góc giới hạn giữa thuỷ tinh và không khí là : 
60 0 
30 0 
45 0 
Kết quả khác 
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. 
Cñng cè 
C©u 3 
 Khi ¸ nh s¸ng ®i tõ n­íc (n = 4/3) sang kh«ng khÝ , gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn cã gi ¸ trÞ lµ: 
i gh = 41 0 48’. 
B. i gh = 48 0 35’. 
C. i gh = 62 0 44’. 
D. i gh = 38 0 26’. 
Hướng dẫn về nhà 
 Làm các bài tập 1 đến 4 SGK 
 Làm các bài tập 6.4 và 6.6 SBT 
 Đọc BÀI ĐỌC THÊM trang 226 SGK 
CHÚC THẦY CÔ VÀ CÁC EM SỨC KHOẺ