Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần - Phạm Thị Hoài Thanh

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ 
 VÀ CÁC EM HỌC SINH 
TRƯỜNG THPT NGUYEN HUE 
GV: PHẠM THỊ HOÀI THANH 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng ? Vẽ đường đi của tia sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường , chỉ rõ các tia . 
Cho tia sáng đi từ khối nhựa hình bán trụ ra không khí ( thí nghiệm ). Tính chiết suất của khối nhựa . 
HIỆN TƯỢNG 
 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Bài27: 
SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n 1 > n 2 ) 
1. THÍ NGHIỆM 
Nhận xét về chùm tia phản xạ và chùm tia khúc xạ khi thay đổi góc tới i 
 Nếu chiếu tia sáng từ không khí vào nước có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra không , vì sao ? 
 
i 
i’ 
r 
 r luôn nhỏ hơn i 
 Để có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì ta phải có điều kiện gì ? 
 
SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n 1 > n 2 ) 
1. THÍ NGHIỆM 
 i nhỏ : Tia khúc xạ rất sáng , tia phản xạ rất mờ . 
i = i gh : Tia khúc xạ rất mờ sát mặt phân cách , tia phản xạ rất sáng . 
i > i gh : Tia khúc xạ không còn , tia phản xạ rất sáng . 
 HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Nhận xét về chùm tia phản xạ và chùm tia khúc xạ khi thay đổi góc tới i 
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: 
Khi góc i = i gh , r = 90 0 : hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra . 
Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng rút ra biểu thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần . 
i 
r 
i gh 
N 
N’ 
n 2 
 n 1 
r = 90 0 
I 
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: 
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 
Nếu chiếu tia sáng từ không khí vào nước (n 1 < n 2 )thì có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra không ? Vì sao ? 
 Trả lời : Không . Vì r luôn nhỏ hơn i 
i 
i’ 
r 
Để có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì phải có điều kiện gì ? 
I.SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG 
CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n1 > n2) 
 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 
Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn (n 2 < n 1 ) 
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn : 
 i  igh 
Điều kiện 
Cho biết một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần trong thực tế . 
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG 
1. CẤU TẠO: 
- Phần lõi trong suốt bằng thuỷ tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n 1 ) 
- Phần vỏ bọc trong suốt cũng bằng thuỷ tinh có chiết suất (n 2 ) nhỏ hơn . Ngoài cùng là lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo . 
2. ƯU ĐIỂM : 
 - Dung lượng tín hiệu lớn . 
 - Nhỏ , nhẹ , dễ vận chuyển , dễ uốn . 
 - Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ , bảo mật tốt . 
 - Không có rủi ro cháy . 
3. CÔNG DỤNG: 
 Dùng trong truy ền thông tin - Dùng trong y học 
Một vài ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần 
 Lăng kính phản xạ toàn phần : 
Phản xạ một lần 
Phản xạ hai lần 
Kim cương sáng lóng lánh do phản xạ toàn phần 
S¬ ® å ho¹t ® éng cña kÝnh tiÒm väng ë tÇu ngÇm qu©n sù 
*. Củng cố : 
1. Chọn câu SAI trong hiện tượng phản xạ toàn phần 
a.Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang 
b. 
c.Góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần 
d. Khi ánh sáng truyền từ nước ra không khí hiện tượng phản xạ toàn phần không thể xảy ra 
2. Một tia sáng từ thuỷ tinh có chiết suất n =1,41 sang không khí sẽ có hiện tượng phản xạ toàn phần khi góc tới thoả mãn 
d 
a. i 30 0 c. i  45 0 d. i =42 0 . 
c. 
DẶN DÒ 
- Nêu được định nghĩa phản xạ toàn phần . 
 Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần . 
 Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần . 
 Làm bài tập 5,6,7,8,9 trang 172;173 SGK. 
Chân thành cảm ơn 
quý Thầy Cô về dự hội giảng 
Hiện tượng khúc xạ là gì ? 
 
Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng có còn sự tồn tại của tia phản xạ không ? 
 
Năng lượng của chùm sáng bị phân tán , ta không sử dụng được hết năng lượng truyền đi 
 
1.Hiện tượng phản xạ toànphần 
Trình bày đường đi của tia sáng - nhận xét về độ sáng - so sánh góc khúc xạ với góc phản xạ ? 
 
i nhỏ ; r nhỏ (r>i) ; JK rất sáng ; JR rất mờ 
r 
i 
K 
J 
R 
S 
H 
I 
G 
1.Hiện tượng phản xạ toànphần 
Khi i tăng , nhận xét về độ sáng , so sánh góc khúc xạ với góc phản xạ ? 
 
i tăng ; r tăng nhưng r>i; JK mờ dần ; JR sáng dần 
r 
i 
K 
J 
R 
1.Hiện tượng phản xạ toànphần 
 Nhận xét về độ sáng 2 tia , các góc trong trường hợp này ? 
 
i = i gh ; r =90 o ; JK rất mờ ; JR rất sáng 
r =90 o 
i gh 
K 
J 
R 
1.Hiện tượng phản xạ toànphần 
 Nếu tiếp tục tăng i, hiện tượng xảy ra như thế nào , vì sao ? 
 
i > i gh ; JK không tồn tại ; toàn bộ tia tới bị phản xạ 
i gh 
J 
R 
 
Đây là hiện tượng phản xạ toàn phần 
1.Hiện tượng phản xạ toànphần 
2. Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toànphần 
 Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém 
 
 i  i gh 
 
 khi i = i gh hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra . 
 Làm thế nào xác định được góc giới hạn ? 
 
Ph¶n x¹ toµn phÇn 
I. Sù truyÒn ¸ nh s¸ng vµo m«I tr­êng chiÕt quang kÐm h¬n ( n 1 > n 2 ) 
1. ThÝ nghiÖm 
2. Gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn 
n 1 
n 2 
N 
I 
K 
R 
S 
r 
i gh 
n 1 > n 2  r > i 
Khi i = i gh th × r = 90 0 . 
Khi i > i gh 
i gh lµ gãc giíi h¹n ph¶n x¹ toµn phÇn 
sinr > 1 
Kh«ng tån t¹i tia khóc x¹ 
HiÖn t­îng ph¶n x¹ toµn phÇn 
TiÕt 53 
Bµi 27 
  Khi bắt đầu có hiện tượng phản xạ toàn phần : i = i gh ; r = 90 o 
3. Góc giới hạn phản xạ toànphần 
 Ví dụ : Cho một khối thủy tinh chiết suất 1,7. Tìm góc tới giới hạn tại mặt tiếp xúc thủy tinh - không khí để có phản xạ toàn phần bên trong thủy tinh . 
  Khi chưa xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần : 
 Với n 2 < n 1 
 A. 84 o 
B. 52 o 
C. 44 o 
D. 36 o 
D. 36 o 
4. Một vài ứng dụngcủa hiện tượng phản xạ toàn phần 
b. Các ảo tượng : 
4. Một vài ứng dụngcủa hiện tượng phản xạ toàn phần 
c. Sợi quang học ( cáp quang )