6.2. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Chiếu chùm tia sáng hẹp qua một bán trụ thủy tinh đặt trong không khí…

11.6.2.pxtp1

Xét sự truyền sáng từ trong bán trụ (chiết suất $n_{1}$ ) ra ngoài không khí (chiết suất $n_{2}$ ), $n_{1} > n_{2}$ :

11.6.2.pxtp2

Theo định luật khúc xạ: $n_{1}sini = n_{2}sinr$ hay $\frac{sini}{sinr}=\frac{n_{2}}{n_{1}}$ . Vì $n_{1} > n_{2}$ nên r > i

Tăng góc tới i thì góc khúc xạ r tăng theo và r > i …

11.6.2.pxtp3 11.6.2.pxtp5

Khi đó $\frac{sini_{gh}}{sinr_{max}}=\frac{sini_{gh}}{sin90^{o}}=sini_{gh}=\frac{n_{2}}{n_{1}}$

Nếu tăng góc tới $i > i_{gh}$ thì chỉ còn duy nhất tia phản xạ IR’ tại mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần!

11.6.2.pxtp6

Xem lại toàn bộ video thí nghiệm…

1. ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Ánh sáng truyền tới mặt phân cách với môi trường kém chiết quang hơn (truyền từ môi trường chiết suất lớn đến môi trường chiết suất nhỏ hơn).
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.

11.6.2.pxtp8

2. ỨNG DỤNG CỦA PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

2.1. Sợi quang và cáp quang (bó sợi quang): cáp truyền dẫn thông tin Internet, ống nội soi trong y học,… Xem >>video mô phỏng<<

11.6.2.pxtp10

2.2. Lăng kính phản xạ toàn phần: kính ngắm của ống kính máy ảnh, ống nhòm, kính tiềm vọng,… (sẽ khảo sát ở bài sau). 11.6.2.pxtp9

2.3. Thí nghiệm vui: bẻ cong tia sáng laser bằng dòng nước…

2.4. Hiện tượng ảo ảnh (ảo tượng): hình ảnh thành phố xuất hiện trên mặt biển, mặt đường như bị ướt nước khi trời nắng nóng, bóng cây trên sa mạc,…

11.6.2.pxtp13 11.6.2.pxtp12 11.6.2.pxtp11

BÀI TẬP MẪU
6.11. Cho chiết suất của thủy tinh và nước lần lượt là 1,5 và 4/3. Tia sáng có góc tới i bao nhiêu thì bị phản xạ toàn phần tại mặt phân cách trong các trường hợp sau:
a) Ánh sáng truyền từ thủy tinh đến không khí.
b) Ánh sáng truyền từ nước đến không khí.
c) Ánh sáng truyền từ nước đến thủy tinh.

Hướng dẫn 6.11:

Điều kiện tia sáng bị phản xạ toàn phần:

$n_{1} > n_{2}$ và $i\geq i_{gh}$ với $sini_{gh}=\frac{n_{2}}{n_{1}}$

a) Ánh sáng truyền từ thủy tinh (1) đến không khí (2)

*Bước 1: Kiểm tra điều kiện $n_{1} > n_{2}$

Môi trường 1 là thủy tinh có chiết suất $n_{1} = 1,5$
Môi trường 2 là không khí có chiết suất $n_{2} = 1$

Vậy: $n_{1} > n_{2}$ thỏa mãn điều kiện đầu tiên của phản xạ toàn phần!

*Bước 2: Tính góc tới giới hạn $i_{gh}$

$sini_{gh}=\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{1}{1,5}=\frac{2}{3}$

=> $i_{gh}=41,81^{o} \approx 42^{o}$

Kết luận: $i \geq i_{gh} = 42^{o}$ thì có phản xạ toàn phần xảy ra.

b) Ánh sáng truyền từ nước (1) đến không khí (2)

Ta có: $n_{1} = 4/3$ và $n_{2} = 1$ => $n_{1} > n_{2}$

Xét: $sini_{gh}=\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{1}{4/3}=\frac{3}{4}$ => $i_{gh}=48,6^{o}$

Vậy $i \geq 48,6^{o}$ thì có phản xạ toàn phần xảy ra.

c) Ánh sáng truyền từ nước (1) đến thủy tinh (2)

Ta có: $n_{1} = 4/3 = 1,333$ và $n_{2} = 1,5$

Do đó: $n_{1} < n_{2}$ nên không thỏa mãn điều kiện đầu tiên của phản xạ toàn phần. Không thể tìm được giá trị i!

Chú ý, nếu xét $sini_{gh}=\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{1,5}{4/3}=\frac{9}{8}>1$ (vô lí) nên không tìm được giá trị $i_{gh}$ , tức là phản xạ toàn phần không xảy ra!

Thích bài này:

Thích

Đang tải…

Share this:

Thích bài này: