Bài 27. Phản xạ toàn phần

GS thực hiện : Ngọc Xuân Quang
Lớp : Vật lý K41A
GV hướng dẫn:
Bài 27: Phản xạ toàn phần
Câu 1: Hãy phát biểu định luật phản xạ ánh sáng?
Trả lời:
Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
Góc phản xạ bằng góc tới
Kiểm tra bài cũ
i
S’
I
N
S
i’
Câu 2: Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng? Viết biểu thức dạng đối xứng của định luật?
Trả lời:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi:

= hằng số
Kiểm tra bài cũ
Kiểm tra bài cũ
I
S
R
i
r
N
Biểu thức dạng đối xứng của định luật khúc xạ
n1sini = n2sinr
Lúc trưa nắng, mặt đường nhựa khô ráo nhưng nhìn có vẻ ướt nước
Hãy quan sát hiện tượng sau
Tại sao lại có hiện tượng trên?
Những nội dung chính của bài học:
I.Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n1 > n2)
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
II. Hiện tượng phản xạ toàn phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
III. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần : Cáp quang
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn
1. Thí nghiệm:
a. Mục đích : Khảo sát sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn
b. Dụng cụ :
Một bảng tròn chia độ
có thể xoay quanh 1
trục
Một khối nhựa trong
suốt hình bán trụ
Một đèn chiếu laze
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần
c. Tiến hành :
Chiếu ánh sáng laze vào mặt cong theo phương bán kính của mặt bán trụ
Tăng dần góc tới i
Quan sát chùm tia khúc xạ và phản xạ
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Minh họa
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
d. Kết quả:
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Nhỏ
Lệch xa pháp tuyến ( so với tia tới)
Rất sáng
Rất mờ
Có giá trị lớn hơn giá trị igh
Gần như sát mặt phân cách
Rất mờ
Có giá trị đặc biệt igh
Rất sáng
Rất sáng
Không còn
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

C1: Tại sao ở mặt cong của bán trụ, tia tới hẹp truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng?
Tại mặt cong của bán trụ, chùm tia tới có phương pháp tuyến nên góc tới i = 0. Theo định luật khúc xạ ánh sáng r = 0
 Tia sáng truyền thẳng
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

C2: Vận dụng tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng, hãy nêu ra kết quả khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang hơn
Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang hơn:
Luôn có hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới
Khi tia tới gần như sát mặt phân cách
( i = 90o ) thì r = rgh nào đó
Hãy so sánh i và r rồi nhận xét?
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần:
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Hãy áp dụng biểu thức của định luật khúc xạ để rút ra công thức tính sinr
Ta có :




Vì n1 > n2
nên sinr > sini => r > i
Nhận xét : Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Khi góc i tăng thì góc r tăng
Khi góc i tăng thì góc r tăng hay giảm?
i
r
igh
N
N’
n1
r = 900
I
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
Khi r = 90o thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần ( góc tới hạn )









Lưu ý : Góc tới hạn là góc lớn nhất mà ở đó vẫn còn tia khúc xạ
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần
Áp dụng định luật khúc xạ
trong trường hợp này, hãy tìm
công thức tính igh?
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Khi i = igh => r = 90o
n1sinigh = n2sin90o =>
Lưu ý : Giá trị igh phụ thuộc vào từng cặp môi trường. Vơí mỗi cặp môi trường khác nhau ta có giá trị igh khác nhau
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
II. Hiện tượng phản xạ toàn phần:
1. 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

Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ một phần ?

Phản xạ toàn phần : Không còn tia khúc xạ
Phản xạ một phần : Luôn đi kèm tia khúc xạ
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần:

a. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn:


b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn


I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Hiện tượng phản xạ toàn phần có phải lúc nào cũng xảy ra không? Hay nó phải có những điều kiện gì?
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
III.Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần
Cáp quang:
1. Cấu tạo: Cáp quang là một bó sợi quang






Sợi quang gồm 2 phần chính:
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần




Khi ánh sáng truyền vào lõi của sợi quang đến mặt phân cách giữa lõi và vỏ đã thoả mãn n2 < n1.
Nếu chùm tia tới sao cho i > igh thì xảy ra phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi theo sợi quang
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Hãy nêu nguyên tắc dẫn sáng của sợi quang?
Video
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
2. Công dụng:
Dung lượng tín hiệu lớn.
Nhỏ, nhẹ, dễ vận chuyển,
dễ uốn
Không bị nhiễu xạ bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt.
Không rủi ro cháy ( vì không có dòng điện)
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Hiện tượng phản xạ toàn phần còn được ứng dụng để chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh
sáng vào môi
trường chiết
quang kém hơn
1. Thí nghiệm
2. Góc giới hạn
phản xạ toàn
phần
II.Hiện tượng
phản xạ toàn
phần
1. Định nghĩa
2. Điều kiện để
có phản xạ toàn
phần
III. Ứng dụng của
hiện tượng phản
xạ toàn phần:
Cáp quang

Lăng kính phản xạ toàn phần dùng để chế tạo kính tiềm vọng, bộ phận lật ảnh trong máy ảnh
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
Câu 1 : Để có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì :

Môi trường khúc xạ phải chiết quang hơn môi trường tới

Môi trường tới phải chiết quang hơn môi trường khúc xạ

Góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần

Cả B, C

Củng cố vận dụng
Đáp án
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
Câu2 : Khi ánh sáng truyền từ nước ( n = 4/3) sang không khí, góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là:

35o48’

38o35’

48o35’

45o37’


Củng cố vận dụng
Đáp án
Bài 27 : Phản xạ toàn phần
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
Điều kiện để có phản xạ toàn phần




Cáp quang là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong Y học
GHI NHỚ
Bài 27 : Phản xạ toàn phần

Bài học đến đây là hết!
Xin chân thành cảm ơn
Bài 27 : Phản xạ toàn phần