Tiêu đề CHỦ ĐỀ 6-PHẢN XẠ TOÀN PHẦN.pdf ✅

1 CHỦ ĐỀ 6- PHẢN XẠ TOÀN PHẦN  Thí nghiệm tìm hiểu hiện tượng phản xạ toàn phần: 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: 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 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. 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. BÀI TẬP VẬN DỤNG I. TỰ LUẬN: Câu 1. Một người ngồi trên bờ nhúng chân vào nước trong suốt. Biết chiết suất nước là n = 4/3. a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đó đến mặt nước là 36m. Hỏi mắt người đó có cảm thấy bàn chân các mặt nước bao nhiêu ? b) Người này cao 1,68 m nhìn thấy một hòn sỏi dưới đáy hồ dường như cách mặt nước 1,5 m. Hỏi nếu đứng dưới hồ thì người này có bị ngập đầu không ? Giải: a) Ta có: b) Ta có: > Câu 2. Tính góc giới hạn của phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang không khí và từ thủy tinh sang nước. Biết chuất suất của thủy tinh là 1,5 và của nước là 4/3. Giải:
4 sin ith = igh = 53o . Câu 3. Một tấm thủy tinh mỏng, trong suốt, chiết suất n1=1,5; có tiết diện là hình chữ nhật ABCD (AB rất lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với một chất lỏng có chiết suất n2= √ . Chiếu tia sáng SI nằm trong mặt phẳng ABCD tới mặt AD sao cho tia tới nằm phía trên pháp tuyến ở điểm tới và tia khúc xạ trong thủy tinh gặp đáy AB ở điểm K. Tính giá trị lớn nhất của góc tới i để có phản xạ toàn phần tại K. Giải: Để có phản xạ toàn phần tại K thì sini1 sin igh = = sin 70,5o i1 > 70,5o r 90o - 70,5o = 19,5o sini i . Câu 4. Một miếng gỗ mỏng, hình tròn bán kính 4 cm. Ở tâm O cắm thẳng góc một cây đinh OA. Thả miếng gỗ trong một chậu nước , có chiết suất n= 4/3 cho đầu A quay xuống đáy chậu. a) Cho OA = 6 cm. Mắt đặt trong không khí sẽ thấy A cách mặt nước bao nhiêu ? b) Tìm chiều dài lớn nhất của OA để mắt không nhìn thấy đầu A của đinh. Giải: a) Mắt đặt trong không khí sẽ thấy ảnh A’ của A. Tan i =