Bài 27. Phản xạ toàn phần
Chia sẻ bởi Tô Nguyên Anh |
Ngày 18/03/2024 |
2
Chia sẻ tài liệu: Bài 27. Phản xạ toàn phần thuộc Vật lý 11
Nội dung tài liệu:
Tớ là kim cương
Tớ xinh đẹp sáng lấp lánh
Ai cũng yêu thích tớ cả
Tớ là than chì
Tớ lúc nào cũng đen đủi xấu xí
Kim cương ơi
Sao lúc nào chị cũng sáng lấp lánh !??
Ai cũng yêu thích chị cả !!!
À! chị sinh ra đã lấp lánh sẵn rồi! Dù ở trong bóng tối hay trời sáng chị đều xinh đẹp như thế cả. Đâu như em sinh ra đã đen thui xấu xí như vậy….
Lúc này, than chì sáng rực giữa cả một khu rừng, soi sáng khắp nơi. Than chì đi tìm chị kim cương Nhưng không ngờ than chì lại thấy chị kim cương ở một xó rừng, không sáng lấp lánh như mọi ngày nữa
Lời của kim cương nói có đúng không ?
Có phải kim cương tự lấp lánh?
Dù trong bóng tối kim cương vẫn sẽ lấp lánh ?
Tại sao kim cương lại lấp lánh ?
14
BÀI 27
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
15
NỘI DUNG BÀI GIẢNG
Thiết bị thí nghiệm:
- Khối nhựa trong suốt hình bán trụ
- Đèn laser
- Nguồn điện một chiều
- Dây nối
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
17
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
Chiếu ánh sáng từ bản thủy tinh (n1=1,5) vào không khí (n2=1).
Nhận xét đường đi của tia sáng tại mặt phân cách khi góc tới i thay đổi.
1. Thí nghiệm
18
19
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
1. Thí nghiệm
20
21
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
- Lệch xa pháp tuyến.
- Rất sáng.
- Rất mờ.
- Tia sáng mờ đi và tiến về gần mặt phân cách hai môi trường.
Gần như sát mặt phân cách.
Rất mờ.
- Rất sáng.
- Không còn.
- Rất sáng
- Sáng dần lên.
22
Vậy góc tới igh là góc như thế nào và xác định bằng biểu thức nào?
Nhận xét
Khi truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn, với góc tới i>igh thì chỉ có tia phản xạ, không còn tia khúc xạ.
23
Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang kém hơn (n1>n2) → r > i → tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn tia tới.
Khi i↑ →r↑ và khi r =90° →i =igh.
Igh được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần hay góc tới hạn.
sin igh =
i > igh : Không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
VÍ DỤ:
Giải:
Ta có: sinigh = n2/n1
→ sinigh = 1/1,5 = 0,67
→ igh = 41°48‘
24
Xác định góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh n1 = 1,5 ra không khí n2 = 1.
25
Vậy hiện tượng phản xạ toàn phần được định nghĩa như thế nào?
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới tại mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
26
So sánh hiện tượng phản xạ thông thường (đã học ở
THCS) và hiện tượng phản xạ toàn phần?
27
Hiện tượng phản xạ toàn phần không phải lúc nào cũng có thể xảy ra. Vậy để xảy ra phản xạ toàn phần cần những điều kiện gì?
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ánh sáng truyền từ một môi trường vào môi trường chiết quang kém hơn.
n1> n2
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần (góc tới hạn).
i ≥ igh
28
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
29
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Khái niệm:
- Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần.
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Cấu tạo:
Cấu trúc hình trụ, được tạo bởi vật liệu trong suốt.
Lõi sợi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1).
Vỏ sợi (trong suốt) bằng thủy tinh có chiết suất n2 < n1.
Lớp phủ đệm có tác dụng bảo vệ sợi (bằng nhựa dẻo tạo cho cáp có đột bền và độ dai cơ học).
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
32
5/11/2018
Add a footer
Khi ánh sáng chiếu vào sợi quang:xảy ra phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ
-> ánh sáng truyền đi được theo sợi quang.
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ưu điểm:
+ Dung lượng tín hiệu lớn.
+ Nhỏ và 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).
Nhược điểm:
+ Nối cáp rất khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
+ Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng.
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Cáp quang trong ngành công nghệ thông tin: được dùng để truyền dữ liệu (mạng Lan, mạng Internet…)
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Truyền thông tin bằng cáp quang dưới nước:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Phương pháp nội soi trong y học:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Trong nghệ thuật:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Vì sao trời nắng thường thấy vũng nước trước mặt?
Mặt đường nhựa nóng, không khí tại gần mặt đất có nhiệt độ cao hơn không khí trên cao, dẫn đến chiết suất không khí tăng theo độ cao, các tia sáng từ bầu trời xanh có thể được khúc xạ toàn phần đến mắt người quan sát. Do không khí luôn có các dòng đối lưu gây nhiễu loạn chiết suất, hình ảnh thu được luôn dao động như khi nhìn hình ảnh bầu trời phản xạ từ mặt nước vậy nên ta có thể nhìn như thấy vũng nước trên đường.
Vì sao trời nắng thường thấy vũng nước trước mặt?
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
Hình ảnh phản xạ của cá và rùa
Cáp quang biển (single mode) thường bị hư hại
Khi phỏng vấn Guillaume Le Saux - thuyền trưởnng tàu lắp đặt và sửa chữa hệ thống cáp biển mang tên Pierre de Fermat của nhà mạng Orange, Pháp. Ông đã có hơn 16 năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực này.
- Cá mập có cắn cáp quang không ?
- Có, cá mập có thể đánh hơi thấy các bức xạ điện từ và vì tính hiếu kì nên sẽ cắn dẫn đến hư hỏng. Khi biển ấm, tuỳ vào khu vực chúng tôi sẽ bọc những đường dây bằng các ống nhôm ngăn sóng. Nếu không cảm nhận được năng lượng toả ra chúng sẽ không thấy cáp để phá hoại nữa.
48
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Hệ thống cáp quang xuyên Thái Bình Dương
49
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Sơ đồ tuyến cáp cáp quang SMW3 còn lại duy nhất có tram cập bờ Việt Nam
50
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Sợi cáp quang biển
Cáp biển bị hỏng vì những lý do nào khác?
- 80% là do các hoạt động của con người theo thời gian. Trong đó chiếm nhiều nhất là việc thả lưới đánh cá. Với sức kéo ngang ngửa với 2 chiếc xe buýt ở London dưới đáy đại dương, khả năng gây tổn hại cáp là rất cao.
Ngoài ra cáp biển cũng bị hỏng do việc thả neo. Trường hợp này cũng không quá hiếm bởi nhiều lúc thuyền trưởng cũng mắc phải sai lầm. Một vài nước ở Châu Phi có cảng đậu ngay khu vực đặt cáp. Thỉnh thoảng bão hay thuyền bị xô đẩy làm mỏ neo chuyển động đè lên đường dây.
Nguyên nhân còn lại thuộc về thiên nhiên. Ví dụ như sóng thần ở Châu Á năm 2015 đã khiến các tàu sửa chữa phải làm việc nhiều tháng liền để khắc phục hậu quả.
Vòng quay
kì diệu...
Thể lệ trò chơi
+ Các đội chơi sẽ bốc thăm thứ tự đoán chữ.
+ Trước khi đoán chữ cái, đội đó sẽ quay “vòng quay kì diệu”, trả lời đúng sẽ nhận số điểm tương ứng với ô vừa quay được. Trả lời sai không được điểm đồng thơi mất lượt chơi.
+ Các đội có quyền đoán ngay ô chữ khi ô chữ chưa hoàn toàn mở ra, đoán đúng sẽ được 5 điểm, đoán sai bị loại khỏi cuộc chơi.
+ Kết thúc trò chơi đội nào có số điểm cao nhất sẽ nhận được phần quà.
+ Trường hợp 2 đội nhất cùng điểm sẽ có câu hỏi phụ để tìm ra đội thắng cuộc.
Chúc các đội chơi may mắn.
Vòng quay kì diệu
1
2
4
3
6
5
7
8
9
11
10
13
12
Đây là một vật dụng được cấu tạo từ 1 khối thủy tinh hình lăng trụ tam giác vuông cân đứng.?
L
O
R
R
O
P
H
N
I
K
G
N
Ă
CHÚC MỪNG ĐỘI CHIẾN THẮNG
Tớ xinh đẹp sáng lấp lánh
Ai cũng yêu thích tớ cả
Tớ là than chì
Tớ lúc nào cũng đen đủi xấu xí
Kim cương ơi
Sao lúc nào chị cũng sáng lấp lánh !??
Ai cũng yêu thích chị cả !!!
À! chị sinh ra đã lấp lánh sẵn rồi! Dù ở trong bóng tối hay trời sáng chị đều xinh đẹp như thế cả. Đâu như em sinh ra đã đen thui xấu xí như vậy….
Lúc này, than chì sáng rực giữa cả một khu rừng, soi sáng khắp nơi. Than chì đi tìm chị kim cương Nhưng không ngờ than chì lại thấy chị kim cương ở một xó rừng, không sáng lấp lánh như mọi ngày nữa
Lời của kim cương nói có đúng không ?
Có phải kim cương tự lấp lánh?
Dù trong bóng tối kim cương vẫn sẽ lấp lánh ?
Tại sao kim cương lại lấp lánh ?
14
BÀI 27
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
15
NỘI DUNG BÀI GIẢNG
Thiết bị thí nghiệm:
- Khối nhựa trong suốt hình bán trụ
- Đèn laser
- Nguồn điện một chiều
- Dây nối
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
17
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
Chiếu ánh sáng từ bản thủy tinh (n1=1,5) vào không khí (n2=1).
Nhận xét đường đi của tia sáng tại mặt phân cách khi góc tới i thay đổi.
1. Thí nghiệm
18
19
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
1. Thí nghiệm
20
21
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
- Lệch xa pháp tuyến.
- Rất sáng.
- Rất mờ.
- Tia sáng mờ đi và tiến về gần mặt phân cách hai môi trường.
Gần như sát mặt phân cách.
Rất mờ.
- Rất sáng.
- Không còn.
- Rất sáng
- Sáng dần lên.
22
Vậy góc tới igh là góc như thế nào và xác định bằng biểu thức nào?
Nhận xét
Khi truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn, với góc tới i>igh thì chỉ có tia phản xạ, không còn tia khúc xạ.
23
Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang kém hơn (n1>n2) → r > i → tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn tia tới.
Khi i↑ →r↑ và khi r =90° →i =igh.
Igh được gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần hay góc tới hạn.
sin igh =
i > igh : Không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
VÍ DỤ:
Giải:
Ta có: sinigh = n2/n1
→ sinigh = 1/1,5 = 0,67
→ igh = 41°48‘
24
Xác định góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh n1 = 1,5 ra không khí n2 = 1.
25
Vậy hiện tượng phản xạ toàn phần được định nghĩa như thế nào?
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới tại mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
26
So sánh hiện tượng phản xạ thông thường (đã học ở
THCS) và hiện tượng phản xạ toàn phần?
27
Hiện tượng phản xạ toàn phần không phải lúc nào cũng có thể xảy ra. Vậy để xảy ra phản xạ toàn phần cần những điều kiện gì?
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ánh sáng truyền từ một môi trường vào môi trường chiết quang kém hơn.
n1> n2
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần (góc tới hạn).
i ≥ igh
28
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
29
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Khái niệm:
- Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần.
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Cấu tạo:
Cấu trúc hình trụ, được tạo bởi vật liệu trong suốt.
Lõi sợi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1).
Vỏ sợi (trong suốt) bằng thủy tinh có chiết suất n2 < n1.
Lớp phủ đệm có tác dụng bảo vệ sợi (bằng nhựa dẻo tạo cho cáp có đột bền và độ dai cơ học).
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
32
5/11/2018
Add a footer
Khi ánh sáng chiếu vào sợi quang:xảy ra phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ
-> ánh sáng truyền đi được theo sợi quang.
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ưu điểm:
+ Dung lượng tín hiệu lớn.
+ Nhỏ và 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).
Nhược điểm:
+ Nối cáp rất khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
+ Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng.
Sợi quang học :
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Cáp quang trong ngành công nghệ thông tin: được dùng để truyền dữ liệu (mạng Lan, mạng Internet…)
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Truyền thông tin bằng cáp quang dưới nước:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Phương pháp nội soi trong y học:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Trong nghệ thuật:
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN : CÁP QUANG.
Vì sao trời nắng thường thấy vũng nước trước mặt?
Mặt đường nhựa nóng, không khí tại gần mặt đất có nhiệt độ cao hơn không khí trên cao, dẫn đến chiết suất không khí tăng theo độ cao, các tia sáng từ bầu trời xanh có thể được khúc xạ toàn phần đến mắt người quan sát. Do không khí luôn có các dòng đối lưu gây nhiễu loạn chiết suất, hình ảnh thu được luôn dao động như khi nhìn hình ảnh bầu trời phản xạ từ mặt nước vậy nên ta có thể nhìn như thấy vũng nước trên đường.
Vì sao trời nắng thường thấy vũng nước trước mặt?
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
Hình ảnh phản xạ của cá và rùa
Cáp quang biển (single mode) thường bị hư hại
Khi phỏng vấn Guillaume Le Saux - thuyền trưởnng tàu lắp đặt và sửa chữa hệ thống cáp biển mang tên Pierre de Fermat của nhà mạng Orange, Pháp. Ông đã có hơn 16 năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực này.
- Cá mập có cắn cáp quang không ?
- Có, cá mập có thể đánh hơi thấy các bức xạ điện từ và vì tính hiếu kì nên sẽ cắn dẫn đến hư hỏng. Khi biển ấm, tuỳ vào khu vực chúng tôi sẽ bọc những đường dây bằng các ống nhôm ngăn sóng. Nếu không cảm nhận được năng lượng toả ra chúng sẽ không thấy cáp để phá hoại nữa.
48
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Hệ thống cáp quang xuyên Thái Bình Dương
49
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Sơ đồ tuyến cáp cáp quang SMW3 còn lại duy nhất có tram cập bờ Việt Nam
50
Trong lĩnh vực thông tin liên lạc
Sợi cáp quang biển
Cáp biển bị hỏng vì những lý do nào khác?
- 80% là do các hoạt động của con người theo thời gian. Trong đó chiếm nhiều nhất là việc thả lưới đánh cá. Với sức kéo ngang ngửa với 2 chiếc xe buýt ở London dưới đáy đại dương, khả năng gây tổn hại cáp là rất cao.
Ngoài ra cáp biển cũng bị hỏng do việc thả neo. Trường hợp này cũng không quá hiếm bởi nhiều lúc thuyền trưởng cũng mắc phải sai lầm. Một vài nước ở Châu Phi có cảng đậu ngay khu vực đặt cáp. Thỉnh thoảng bão hay thuyền bị xô đẩy làm mỏ neo chuyển động đè lên đường dây.
Nguyên nhân còn lại thuộc về thiên nhiên. Ví dụ như sóng thần ở Châu Á năm 2015 đã khiến các tàu sửa chữa phải làm việc nhiều tháng liền để khắc phục hậu quả.
Vòng quay
kì diệu...
Thể lệ trò chơi
+ Các đội chơi sẽ bốc thăm thứ tự đoán chữ.
+ Trước khi đoán chữ cái, đội đó sẽ quay “vòng quay kì diệu”, trả lời đúng sẽ nhận số điểm tương ứng với ô vừa quay được. Trả lời sai không được điểm đồng thơi mất lượt chơi.
+ Các đội có quyền đoán ngay ô chữ khi ô chữ chưa hoàn toàn mở ra, đoán đúng sẽ được 5 điểm, đoán sai bị loại khỏi cuộc chơi.
+ Kết thúc trò chơi đội nào có số điểm cao nhất sẽ nhận được phần quà.
+ Trường hợp 2 đội nhất cùng điểm sẽ có câu hỏi phụ để tìm ra đội thắng cuộc.
Chúc các đội chơi may mắn.
Vòng quay kì diệu
1
2
4
3
6
5
7
8
9
11
10
13
12
Đây là một vật dụng được cấu tạo từ 1 khối thủy tinh hình lăng trụ tam giác vuông cân đứng.?
L
O
R
R
O
P
H
N
I
K
G
N
Ă
CHÚC MỪNG ĐỘI CHIẾN THẮNG
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Tô Nguyên Anh
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)