Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 27: Phản xạ toàn phần - Trương Thị Liên

Bài 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 
Họ và tên: Trương Thị Liên 
Lớp: Lý 42B- Nhóm: 05 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN. 
KHOA VẬT LÝ 
N 
I 
1. Thí nghiệm: 
I.Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n 1 > n 2 ): 
a.Sơ đồ và tiến hành: ( H27.1) SGK 
n 1 
n 2 
i=i gh 
i’ 
r=90 0 
r 
i 
b. Kết quả 
Góc tới i 
 Chùm tia khúc xạ 
Chùm tia phản xạ 
* i nhỏ 
 *Lệch xa pháp tuyến (so với tia tới) 
 *Rất sáng 
*Có chùm tia phản xạ 
*Rất mờ 
* i tăng dần 
 * Góc khúc xạ r tăng 
 *Độ sáng giảm 
*Độ sáng 
 tăng 
 * i tăng đến giá 
 trị đặc biệt i gh 
* Gần như sát mặt phân 
cách, rất mờ (r=90 0 ) 
* Rất sáng 
* i > i gh 
* Không còn 
*Rất sáng 
N 
I 
n 1 
n 2 
i=i gh 
S 
2.Góc giới hạn phản xạ toàn phần(i gh ): 
r=90 0 
R 
K 
 Vì n 1 >n 2 nên sinr > sini  r > i 
 Khi tia khúc xạ ở mặt phân cách hai môi trường r  90 0 
 Nếu i tăng thì toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ, không còn tia khúc xạ. Do đó góc tới i giới hạn để bắt đầu xảy ra hiện tương phản xạ toàn phần tương ứng với r  90 0 
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 
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: 
b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: 
n 2 >n 1 
Ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất lớn ( n 1 ) sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn( n 2 ): 
( i ≥ igh) 
Bài tập ví dụ 
Có hai tia sáng song song nhau , truyền trong nước. Tia (1) gặp mặt thoáng của nước. Tia (2 )gặp một bản thủy tinh hai mặt song song , đăt sát mặt nước. 
Nếu tia( 1)phản xạ toàn phần, thì tia (2 )có ló ra không khí được không? 
i 
i’ 
n’ 
n 
1 
2 
Giải: 
Đặt n và n’ lần lượt là chiết suất của nước và thủy tinh 
Vì tia (1) phản xạ toàn phần nên : 
 Xét tia (2) khúc xạ vào thủy tinh với góc khúc xạ r. Ta có: 
Tia này tới mặt phân cách với không khí với góc tới là r: 
Suy ra : 
( i’ gh ) góc giới hạn giữa thủy tinh và không khí 
Tia (2) phản xạ toàn phần và không khúc xạ ra không khí được ( hình vẽ ) 
III. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: Cáp quang 
1. Cấu tạo: SGK 
Cáp quang là bó sợi quang, mỗi sợi có 2 phần chính ( H27.7): 
 - Phần lõi bằng thuỷ tinh siêu sạch trong suốt có chiết suất n 1 
 - Phần vỏ bọc cũng trong suốt bằng thuỷ tinh có chiết suất n 2 <n 1 
50 μ m 
(l õi ) 
125 μ m 
H27.7: vẽ mặt cắt ngang của sợi quang 
Tia sáng truyền qua sợi quang nhờ HTPXTP tại mặt phân cách giữa lõi và vỏ nên tia sáng ló ra có cường độ giảm không đáng kể 
n 1 
n 2 
I 
I 1 
I 2 
S 
2 . Công dụng :(SGK ) 
*Cáp quang ứng dụng truyền thông tin, có nhiều ưu điểm so với cáp bằng đồng: 
Dung lượng tín hiệu lớn 
Nhỏ, nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn 
Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt 
Không có rủi ro cháy vì không có dòng điện 
* Cáp quang còn dùng làm nội soi trong y học 
Thành phố ảo: lần đầu tiên ảo ảnh xuất hiện trên vùng biển Penglai - vốn tọa lạc trên mỏm cận đông bán đảo Sơn Đông, Trung Quốc ngày 20/12/2006 
Ảnh ảo trên sa mạc: khi đoàn lữ hành đi trên sa mạc, họ thấy từ xa một vũng nước có in hình bóng cây. Nhưng lại gần, họ chỉ thấy cây mọc trên cát khô. 
* Giải thích: - Lớp không khí gần cát trên sa mạc gồm nhiều lớp không khí nóng có chiết suất tăng dần theo độ cao. Tia sáng từ cây truyền qua các lớp không khí này bị gãy khúc liên tiếp, đến khi gặp lớp khí mà tại đó góc tới > góc i gh thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần và hắt lên. Do bề dày lớp không khí mỏng nên đường gãy khúc trở thành đường cong. Những tia sáng dọi từ vật rất xa đi qua lớp không khí đó bị uốn cong đi chệch tới mắt người quan sát gây ra hiện tượng ảo ảnh trên sa mạc. 
Bài học hôm nay đến đây là kết thúc. 
 Xin chân thành cảm ơn!