Bài 27. Phản xạ toàn phần

Giáo viên: Vũ Thụy Anh Thư

11A6
---Tổ: Lý-Tin-CN---
Sở GD&ĐT BR-VT
Trường THPT Xuyên Mộc
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Một ca nội soi
Đường truyền Internet
Nội dung
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
I- SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1>n2)
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Thí nghiệm
0
0
90
90
Chùm tia Laze
Tia phản xạ
Tia khúc xạ
S
n1
n2
I- SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1>n2)
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
(27.1)
igh: góc giới hạn phản xạ toàn phần (góc tới hạn)
n1,n2: chiết suất của môi trường (1) và (2)
n1
n2
II- HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
�27 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.
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
a) A�nh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn.
b) Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.
n2II- HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ảo tượng
Hình ảnh trên mặt đường vào những ngày nắng nóng
II- HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Ảo tượng
III- ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Cấu tạo
III- ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Cấu tạo
Phần lõi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1)
- Phần vỏ bọc trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi.
Mô phỏng đường truyền tia sáng trong sợi quang
III- ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2. Công dụng
Một số hình ảnh về ứng dụng của sợi quang
Trong truyền tải thông tin
Trong trang trí
Trong y học
III- ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2. Công dụng
Từ vật liệu triệu đô đến phế liệu 2.000 đồng/kg!
Cáp quang bị khai thác trộm bán phế liệu!
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Một chùm tia sáng đi từ thủy tinh (n1 =1,5) đến mặt phân cách với nước (n2 = 4/3). Điều kiện của góc tới i để không có tia khúc xạ trong nước là:
A.
B.
C.
D.
CỦNG C?-VẬN DỤNG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Hình bên vẽ tia sáng truyền đến mặt phân cách giữa môi trường (1) và môi trường (2). Kí hiệu v1 và v2 là vận tốc ánh sáng trong hai môi trường tương ứng (1) và (2) với v1 < v2. Có thể xác định góc giới hạn igh từ hệ thức nào dưới đây?
A.
B.
C.
D.
CỦNG C?-VẬN DỤNG
�27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1. Định nghĩa 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 hai môi trường trong suốt.
2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
a) A�nh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn.
b) Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.
n2Tóm tắt nội dung bài học
Với:
Khác hẳn cáp kim loại, sợi quang được “miễn dịch” với sự giao thoa điện nên tránh được hiện tượng nhiễu mà trước đây phải xử lý phức tạp. Không dẫn điện, sợi quang hoạt động an toàn trong môi trường cháy nổ. Sợi quang có thể kéo từ khối nóng chảy có kích thước nhỏ hơn sợi đồng. Tỷ trọng của vật liệu lại nhỏ, nên bó sợi gọn nhẹ hơn. Khi hoạt động, không cần những máy phát cao áp nên năng lượng tiêu thụ ít. Sợi quang thích hợp một cách lý tưởng với những thông tin số hoá. Một sợi kích thước chỉ bằng một sợi tóc có thể truyền được một nghìn tỷ bit trong một giây. Và cuối cùng, về tính kinh tế, do những nguyên nhân trên, sợi quang luôn luôn rẻ hơn, chi phí xây dựng thấp hơn sợi truyền thông tin truyền thống.
Chình vì thế, người ta coi phát minh ra sợi quang là một phát minh lớn, có ảnh hưởng cực kỳ quan trọng, có thể nói mang tính cách mạng trong ngành viễn thông.
Với các tính chất tuyệt vời như vậy, ứng dụng chủ yếu của sợi quang là cáp quang. Cáp quang có nhiều loại từ các vật liệu sợi khác nhau và kết cấu của cáp khác nhau. Nói chung, cáp gồm những phần bao bọc lên nhau. Trong cùng là “lõi” (core) - những bó sợi quang làm nhiệm vụ truyền dẫn dữ liệu, tiếp đó là lớp phủ (cladding, thường là polyme flo hoá) để tăng độ phản chiếu, ngăn chặn sự thất thoát và suy giảm thông tin. Tiếp đó là lớp bảo vệ (coating) thường bằng nhựa cứng, đặc biệt quan trọng đối với môi trường ăn mòn, ẩm ướt như đáy biển. Cuối cùng là lớp vỏ (jacket) bằng chất dẻo hoặc cao su lưu hoá. Đối với loại cáp lớn, nhiều khi phần lõi chiếm tới 96%.