Bài 27. Phản xạ toàn phần

PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Bài 27
Giáo viên : Trương Thị Tùng Linh
Kiểm tra bài cũ
2. Một tia sáng đi từ trong nước ra ngoài không khí, cho chiết suất của nước là 4/3, của không khí là 1. Hãy xác định góc khúc xạ trong các trường hợp sau:
a/ Góc tới i1 =300 b/ Góc tới i2= 450 c/ Góc tới i3 =600
r1 = 41,80
r2 =70,530
Không xác định được góc r3
1. Thế nào là khúc xạ ánh sáng? Viết biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng ở dạng đối xứng?
Nêu quan hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r và vẽ hình định tính trong các trường hợp:
* Góc tới i=0
* n1> n2
* n1 < n2
phản xạ toàn phần
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn (n1>n2)
1. Thí nghiệm
Khảo sát hiện tượng xảy ra khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt theo chiều từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn.
* Mục đích:
* Dụng cụ thí nghiệm :
- Nguồn sáng: Đèn laze
* Bố trí thí nghiệm: hình vẽ
- Thước đo góc.
- Khối bán trụ bằng thuỷ tinh.
r
i nhỏ
r > i
Tia khúc xạ rất sáng
Tia phản xạ rất mờ
i tăng
r tăng và > i
Tia khúc xạ mờ đi
Tia phản xạ sáng lên
i = igh
Tia khúc xạ là là mặt
phân cách (rất mờ)
Tia phản xạ rất sáng
r = 900
Tia phản xạ
sáng như tia tới.
i>igh
Không còn tia khúc xạ
igh
r
i
I
n1
n2
S
i
i = igh
Minh hoạ quá trình thực hiện
igh
r
i
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
* Khi có hiện tượng khúc xạ ánh sáng ở mặt phân cách giữa 2 môi trường: n1sini = n2sinr
Do n1>n2? r > i
* Khi rmax= 90o , i = igh
sin igh= (với n2< n1)
- TH đặc biệt khi môi trường 2 là chân không (hoặc không khí)
sin igh =
n1
n2
1
n
* Khi i > igh : Không còn tia khúc xạ (sinr > 1), toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách
? Hiện tượng Phản xạ toàn phần
II. Hiện tượng phản xạ toàn phần:
1. Định nghĩa:
Từ thí nghiệm, em hãy cho biết thế nào là hiện tượng 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 2 môi trường trong suốt
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
* Tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt theo chiều từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn
* Góc tới của tia sáng lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn của phản xạ toàn phần
Ví dụ: Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần trong các trường hợp sau.
b. Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa thuỷ tinh và nước theo chiều từ thuỷ tinh sang nước, biết nthuỷ tinh=1,5 và nnước=4/3.
c. Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa thuỷ tinh và không khí theo chiều từ thuỷ tinh sang không khí, biết nthuỷ tinh=1,5 và nkhông khí=1.
igh2=62,730
igh3=41,80
Từ kết quả tính trong câu a, em hãy giải thích tại sao trong trường hợp c của bài toán 1 ở phần kiểm tra bài cũ ta không xác định được góc khúc xạ ?
a. Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ nước sang không khí, biết nnước=4/3 và nkhông khí=1.
igh1=48,590
Kiểm tra bài cũ
1. Một tia sáng đi từ trong nước ra ngoài không khí, cho chiết suất của nước là 4/3, của không khí là 1. Hãy xác định góc khúc xạ trong các trường hợp sau:
a/ Góc tới i1 =300 b/ Góc tới i2 = 450 c/ Góc tới i3 =600
Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ nước sang không khí thì: igh=48,590 mà i3 =600 > igh nên tia sáng bị phản xạ toàn phần không tồn tại tia khúc xạ, do vậy không xác định được góc khúc xạ
a. Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ nước sang không khí, biết nnước=4/3 và nkhông khí=1.
igh1=48,590
Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần
Truyền tải được nhiều thông tin

Chống nhiễu

Nh�, nhĐ, dƠ u�n

An to�n
Giải thích hiện tượng "ảo tượng"
* Là hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển do sự phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách giữa lớp không khí lạnh (có chiết suất lớn) và lớp không khí nóng (có chiết suất nhỏ).
* Các ảo tượng thường gặp:
n1
n3
n2
n4
Tia sáng truyền thẳng
Tia sáng bị khúc xạ khi đi qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau
Người quan sát
Mặt đất
n5
Ảnh con tàu hiện lên bầu trời
Hình ảnh trên mặt đường vào những ngày nắng nóng
http://www.dantri.com.vn/chuyenla/2006/12/158747.vip
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
Lăng kính phản xạ toàn phần
Kiến thức cơ bản cần nhớ
2. Các điều kiện để có hiên tượng phản xạ toàn phần
1. Hiện tượng phản xạ toàn phần
3. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
4. ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
Phản xạ toàn phần là hiện tượng khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt thì tia phản xạ sáng như tia tới.
* Góc tới của tia sáng lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn của phản xạ toàn phần
* Tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt theo chiều từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn
* Góc giới hạn (igh) của phản xạ toàn phần là góc tới để góc khúc xạ r=900, khi góc tới bằng góc giới hạn thì bắt đầu xẩy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
b. Một số ứng dụng khác
a. Sợi quang học.
* sin igh= (với n2< n1)
n2
n1
Câu hỏi và bài tập
1. Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần ?
a. Tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ không khí vào nước. Cho nnước=4/3, nkhông khí =1.
b. Tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ nước ra không khí. Cho nnước=4/3, nkhông khí =1.
c. Tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và thuỷ tinh theo chiều từ nước ra thuỷ tinh. Cho nnước=4/3, nthuỷ tinh =1,5.
d. Tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa không khí và thuỷ tinh theo chiều từ không khí vào thuỷ tinh. Cho n không khí =1, nthuỷ tinh =1,5.
b. Tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa nước và không khí theo chiều từ nước ra không khí. Cho nnước=4/3, nkhông khí =1.
2. Đáy của bể kính có đặt một bóng đèn nhỏ đang sáng (coi như một điểm sáng). Cho chiết suất của nước là 4/3, của không khí là 1, độ sâu của nước trong bể là 30cm. Hỏi để toàn bộ tia sáng từ bóng đèn không thể ló ra khỏi mặt nước thì cần đặt nổi trên mặt nước một đĩa hình tròn có tâm nằm trên đường thẳng đứng đi qua bóng đèn và có bán kính nhỏ nhất là bao nhiêu cm ?
.
.
O
D
= ?