Bài 27. Phản xạ toàn phần

MỜI CÁC EM QUAN SÁT THÍ NGHIỆM
Vậy, hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? Khi nào có phản xạ toàn phần?
Cáp quang là gì? Công dụng của cáp quang là gì?
Tiết 53. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Nội dung bài học:
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2)
1. Thí nghiệm
Dụng cụ thí nghiệm:
Chùm tia laze.
Khối nhựa trong suốt hình bán trụ
Thước tròn chia độ.
Tiến hành thí nghiệm:
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2)
Thay đổi góc tới i. Em hãy quan sát chùm tia khúc xạ và phản xạ, nhận xét về độ sáng của tia khúc xạ và tia phản xạ so với tia tới.
. Kết quả thí nghiệm
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2)
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
Khái niệm: Góc giới hạn phản xạ toàn phần là góc tới cho góc khúc xạ đạt giá trị lớn nhất.
Áp dụng: n1.sini = n2.sinr



I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2)
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Khi i = igh thì r = rmax = 900
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n > n2)
Vậy, hiện tượng phản xạ toàn phần là gì? Điều kiện để có phản xạ toàn phần?

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.
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
* Khi có phản xạ toàn phần thì không còn tia khúc xạ.
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
Điều kiện để có
phản xạ toàn
phần là gì?
a. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn.
n2 < n1
b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
i ≥ igh
II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Phân biệt hiện tượng phản xạ toàn phần với
phản xạ thông thường?
Bó sợi quang học
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
1. Cấu tạo
- 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
- Phần lõi: Trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch, có chiết suất lớn (n1)
- Phần vỏ : Trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 (n2 1. Cấu tạo
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
I
J
k
r
Hiện tượng phản xạ toàn phần trong cáp quang
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
Trong công nghệ thông tin
Truyền thông tin bằng cáp quang dưới nước
III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
Sử dụng cáp quang trong chế tạo dụng cụ y tế
Trong nội soi y học
Trong nghệ thuật
+ 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).
Ưu điểm
+ Nối cáp rất khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
+ Chi phí - Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng
Nhược điểm
2. Công dụng
- Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần :
Định nghĩa hiện tượng phản xạ toàn phần

Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
n2 < n1
i  igh
Củng cố bài học
Củng cố bài học
1. Khi có tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì có thể kết luận
2. Phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường giống nhau ở đặc điểm sau:
3. Nếu có phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường 1 vào môi trường 2 thì có thể kết luận
4. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là
A) Cả hai hiên tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.
B) Không thể có phản xạ toàn phần khi đảo chiều truyền ánh sáng.
C) Điều kiện để có phản xạ toàn phần.
D) Góc tới có giá trị coi như bằng góc giới hạn igh.
E) Luôn xảy ra không cần điều kiện về chiết suất.
Câu 1: Ghép mỗi nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải:

Đáp án: 1 – D; 2 – A; 3 – B; 4 - C
Chiết suất của nước là 4/3; benzen là 1,5; thủy tinh là 1,8. Chỉ có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi chiếu ánh sáng từ :
A. Nước vào thủy tinh
B. Chân không vào thủy tinh
C. Benzen vào nước
D. Benzen vào thủy tinh
Câu 2:
Củng cố bài học
Chọn cụm từ thích hợp điền vào các chỗ trống cho hợp nghĩa:
“ Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi tại sáng truyền theo chiều từ môi trường …….. sang môi trường ………… và góc tới phải…………góc giới hạn phản xạ toàn phần”

A. Kém chiết quang, chiết quang hơn, lớn hơn.
B. Kém chiết quang, chiết quang hơn, nhỏ hơn hoặc bằng.
C. Chiết quang hơn, kém chiết quang, lớn hơn hoặc bằng.
D. Chiết quang hơn, kém chiết quang, nhỏ hơn hoặc bằng.
Câu 3
Củng cố
Có ba môi trường trong suốt (1), (2), (3). Với cùng một góc tới, nếu ánh sáng đi từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 300 , ,nếu ánh sáng đi từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 450.
Hai môi trường (2) và (3), môi trường nào chiết quang hơn?
Tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng đi từ (2) vào (3).
Đáp số:
(2)chiết quang hơn (3)
450
Câu 4:
Chúc các em sức khỏe
và học tập tốt!
Áp dụng: Chiếu tia sáng từ nước có chiết suất n = 4/3 ra không khí. Tìm góc giới hạn phản xạ toàn phần?
Ta có:
Khi i > igh thì sini > sinigh. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:


Khi i > igh, có còn tia khúc xạ không?
< vô lý >
Điều này phản ánh thực tế là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần.