Tiêu đề BÀI 5 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN - GV.pdf ✅

1 BÀI 6: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN  Thí nghiệm tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần: Chuẩn bị: nguổn phát chùm sáng hẹp (hoặc nguổn sáng laser), bản bán trụ bằng thuỷ tinh, tẫm nhựa có in vòng tròn chia độ. Tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình trên. Bước 2: Chiếu tia sáng vào mặt cong của bản bán trụ sao cho phương tia sáng đi qua tâm I. Bước 3: Tăng dần giá trị góc tới i cho đến khi tia khúc xạ đi sát mặt phẳng phân cách giữa bản bán trụ và không khí. Ghi giá trị góc tới i lúc này. Bước 4: Tiếp tục tăng giá trị góc tới i. Quan sát đường đi của tia sáng. Quan sát góc khúc xạ khi tia sáng truyền từ thuỷ tinh sang không khí dưới góc tới xấp xĩ bằng 42°. Kết quả thí nghiệm:  Khi tia sáng truyền từ thuỷ tinh sang không khí dưới góc tới xấp xỉ 42° thì tia phản xạ rất sáng, tia khúc xạ rất mờ, nằm gần sát mặt phẳng phân cách  Nếu tiếp tục tăng góc tới thì ta không còn quan sát thấy tia khúc xạ mà chỉ còn thấy tia phản xạ, toàn bộ tia tới bị phản xạ tại mặt phẳng phân cách giữa bản bán trụ và không khí Đường đi cùa tia sáng từ thuỷ tinh sang không khí a) tia khúc xạ nằm gán sát mặt phân cách b) tia sáng bị phản xạ hoàn toàn tại mặt phân cách  Tổng kết: HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2 GÓC TỚI CHÙM TIA KHÚC XẠ CHÙM TIA PHẢN XẠ i nhỏ (hình a) lệch xa pháp tuyến và rất sáng rất sáng tăng dần góc tới i (hình b) tăng lên, tia sáng mờ đi và tiến về gần mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt sáng dần lên i = ith (hình c) gần như nằm sát mặt phân cách   o r 90  thì lúc đó góc tới th i = i (góc tới tới hạn). và rất mờ rất mờ i > ith (hình d) hoàn toàn biến mất rất sáng (hầu như sáng bằng cường độ chùm sáng tới)  Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.  Định nghĩa:  Hiện tượng toàn bộ tia tới bị phản xạ tại mặt phẳng phân cách giữa 2 môi trường (không còn quan sát thấy tia khúc xạ) gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần  Góc tới lúc bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ được gọi là góc tới hạn (kí hiệu i th ).  Ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất n 1 lớn sang môi trường có chiết suất n 2 nhỏ hơn n n 1 2   Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn th i i  với 2 nho th 1 lon n n sin i n n   SO SÁNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN PHẢN XẠ THÔNG THƯỜNG GIỐNG NHAU Cùng là hiện tượng phản xạ: tia sáng đổi phương đột ngột và trở lại môi trường cũ. Cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng. KHÁC NHAU Xảy ra khi có hai điều kiện n 2 < n 1 và i ≥ ith Nếu bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng thì ở đây tia phản xạ sáng như tia tới Xảy ra dưới góc tới bất kỳ, không cần thêm điều kiện gì. Bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng, tia phản xạ dù sao cũng yếu hơn tia tới. S N I r n1 > n2 i n2 R S N I r i R S N I r = 90 0 R i = i th Hình a Hình b Hình c i ’ n1 > n2 n2 i ’ S N I i > i th Hình d i ’ i ’ n1 > n2 n2 n1 > n2 n2 ĐIỀU KIỆN XẢY RA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN CÁP QUANG
3  Dùng để truyền tín hiệu ánh sáng, ứng dụng trong thông tin liên lạc, y học,...  Gồm một bó sợi quang. Mỗi sợi quang có lõi làm bằng thuỷ linh hoặc chất dẻo trong suốt được bao quanh bằng lớp vò có chiết suất nhỏ hơn phần lõi.  Khi ánh sáng đi vào sợi quang thì xảy ra hiện tượng phản xạ loàn phần, hiện tượng này được lặp lại nhiều lần liên tiếp trên thành sợi khiến ánh sáng dược dẫn truỵển bên trong sợi quang.
4 BÀI TẬP Phần 1. Trắc nghiệm nhiều phương án Câu 1: Trong các câu sau đây, câu nào sai? Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất 2 1 n < n thì A. có tia khúc xạ đối với mọi phương của tia tới. B. góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i. C. tỉ số giữa sin i và sinr là không đổi khi cho góc tới thay đổi. D. góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên. Hướng dẫn giải A sai vì 2 1 n < n có thể xảy ra phản xạ toàn phần. B, C và D đúng. Câu 2: Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần. B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất. D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Hướng dẫn giải Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới th i i  . Câu 3: Lúc trưa nắng, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước. Đó là vì các tia sáng phản xạ A. toàn phần trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt. B. toàn phần trên mặt đường và đi vào mắt. C. toàn phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt. D. một phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt. Hướng dẫn giải Lúc trưa nắng, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước. Đó là vì các tia sáng phản xạ toàn phần trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt. Câu 4: Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường 1 chiết suất 1 n tới mặt phẳng phân cách với môi trường 2 chiết suất 2 n . Cho biết 1 2 n n  và i có giá trị thay đổi. Trường hợp nào sau đây có hiện tượng phản xạ toàn phần? A. Chùm tia sáng gần như sát mặt phẳng phân cách. B. Góc tới i thoả mãn điều kiện 1 2 n sin i . n 