Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần - Ngọc Xuân Quang

ó vẻ ướt nước 
Hãy quan sát hiện tượng sau 
Tại sao lại có hiện tượng trên? 
Những nội dung chính của bài học: 
I.Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n 1 > n 2 ) 
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 
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: 
a. Mục đích : Khảo sát sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn 
b. Dụng cụ : 
Một bảng tròn chia độcó thể xoay quanh 1 trục 
Một khối nhựa trong suốt hình bán trụ 
Một đèn chiếu laze 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
c. Tiến hành : 
Chiếu ánh sáng laze vào mặt cong theo phương bán kính của mặt bán trụ 
Tăng dần góc tới i 
Quan sát chùm tia khúc xạ và phản xạ 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Minh họa 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
d. Kết quả: 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Góc tới 
Chùm tia khúcxạ 
Chùm tia phản xạ 
Nhỏ 
Lệch xa pháp tuyến ( so với tia tới) 
 Rất sáng 
 Rất mờ 
Có giá trị lớn hơn giá trị i gh 
Gần như sát mặt phân cách 
 Rất mờ 
Có giá trị đặc biệt i gh 
 Rất sáng 
 Rất sáng 
 Không còn 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
C1: Tại sao ở mặt cong của bán trụ, tia tới hẹp truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng? 
Tại mặt cong của bán trụ, chùm tia tới có phương pháp tuyến nên góc tới i = 0. Theo định luật khúc xạ ánh sáng r = 0 
 Tia sáng truyền thẳng 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
C2: Vận dụng tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng, hãy nêu ra kết quả khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang hơn 
Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang hơn: 
 Luôn có hiện tượng khúc xạ ánh sáng 
 Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới 
 Khi tia tới gần như sát mặt phân cách ( i = 90 o ) thì r = r gh nào đó 
Hãy so sánh i và r rồi nhận xét? 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần: 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
i 
S 
S’ 
R 
i’ 
r 
n 1 
n 2 
n 1 > n 2 
Hãy áp dụng biểu thức của định luật khúc xạ để rút ra công thức tính sinr 
Ta có : 
Vì n 1 > n 2 
nên sinr > sini => r > i 
Nhận xét : Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Khi góc i tăng thì góc r tăng 
Khi góc i tăng thì góc r tăng hay giảm? 
i 
r 
i gh 
N 
N’ 
 n 1 
r = 90 0 
I 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
 Khi r = 90 o thì i đạt giá trị i gh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần ( góc tới hạn ) 
Lưu ý : Góc tới hạn là góc lớn nhất mà ở đó vẫn còn tia khúc xạ 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
	Áp dụng định luật khúc xạ 	trong trường hợp này, hãy tìm	công thức tính i gh ? 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Khi i = i gh => r = 90 o 
n 1 sini gh = n 2 sin90 o => 
Lưu ý : Giá trị i gh phụ thuộc vào từng cặp môi trường. Vơí mỗi cặp môi trường khác nhau ta có giá trị i gh khác nhau 
 Bài 27 : 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 
	Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ một phần ? 
Phản xạ toàn phần : Không còn tia khúc xạ 
Phản xạ một phần : Luôn đi kèm tia khúc xạ 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: 
a. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn: 
b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Hiện tượng phản xạ toàn phần có phải lúc nào cũng xảy ra không? Hay nó phải có những điều kiện gì? 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
III.Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 
Cáp quang: 
1. Cấu tạo: Cáp quang là một bó sợi quang 
Sợi quang gồm 2 phần chính: 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Lõi 
Vỏ 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
Khi ánh sáng truyền vào lõi của sợi quang đến mặt phân cách giữa lõi và vỏ đã thoả mãn n 2 < n 1. 
Nếu chùm tia tới sao cho i > i gh thì xảy ra phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi theo sợi quang 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Hãy nêu nguyên tắc dẫn sáng của sợi quang? 
S 
Video 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
2. Công dụng: 
Dung lượng tín hiệu lớn. 
Nhỏ, nhẹ, dễ vận chuyển,dễ uốn 
Không bị nhiễu xạ bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt. 
Không rủi ro cháy ( vì không có dòng điện) 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Hiện tượng phản xạ toàn phần còn được ứng dụng để chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiếtquang kém hơn 
1. Thí nghiệm 
2. Góc giới hạnphản xạ toànphần 
II.Hiện tượngphản xạ toàn 
 phần 
1. Định nghĩa 
2. Điều kiện đểcó phản xạ toànphần 
III. Ứng dụng củahiện tượng phảnxạ toàn phần:Cáp quang 
Lăng kính phản xạ toàn phần dùng để chế tạo kính tiềm vọng, bộ phận lật ảnh trong máy ảnh 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
Câu 1 : 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 
Cñng cè vËn dông 
D 
C 
B 
A 
Đáp án 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
Câu2 : Khi ánh sáng truyền từ nước ( n = 4/3) sang không khí, góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là: 
	 	 35 o 48’ 
	 38 o 35’ 
	 48 o 35’ 
	 45 o 37’ 
Cñng cè vËn dông 
D 
C 
B 
A 
Đáp án 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
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 
Điều kiện để có phản xạ toàn phần 
Cáp quang là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong Y học 
GHI NHỚ 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần 
Bài học đến đây là hết! 
Xin chân thành cảm ơn 
 Bài 27 : Phản xạ toàn phần