Bài 45. Phản xạ toàn phần

Bài 45:
HiỆN TƯỢNG
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I/ Hiện tượng phản xạ toàn phần.
Nhận xét
Chiếu tia sáng từ môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất n2. Theo định luật khúc xạ ta có n1sini = n2sinr
n1
n2 > n1
Nếu n2 > n1 thì i > r.
Khi cho góc tới i thay đổi từ 0 đến 90o thì góc khúc xạ r luôn nhỏ hơn 90o.
=> Khi ánh sáng từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn hơn ta luôn có tia khúc xạ.
n2 < n1
n1
Nếu n2 < n1 thì i < r.
Khi cho góc tới i tăng dần từ 0 thì góc khúc xạ r dần đạt đến 90o khi i < 90o.
=> Khi ánh sáng từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn ta có thể không thu được tia khúc xạ.
Thí nghiệm
Chiếu tia sáng từ môi trường có chiết suất n1 tới môi trường có chiết suất n2 (n1 > n2).
Tăng dần góc tới I thì tại mặt phân cách hai môi trường ta thấy.
n1
n2 < n1
Khi góc tới i còn nhỏ ta thu được đồng thời 2 tia khúc xạ và phản xạ.
Tia khúc xạ rất sáng. Tia phản xạ rất mờ
Nghĩa là phần lớn tia sáng bị khúc xạ
Tăng dần góc tới i, góc khúc xạ r cũng tăng nhưng r luôn lớn hơn i.
Đồng thời ta thấy tia phản xạ sáng dần lên, tia khúc xạ mờ dần đi.
Khi i = igh thì tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách và rất mờ. Tia phản xạ rất sáng.
igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần ứng với góc khúc xạ r = 90o
Khi i > igh thì tia khúc xạ không còn nữa. Tia phản xạ rất sáng.
Nghĩa là toàn bộ tia tới bị phản xạ do đó tia phản xạ sáng như tia tới. Gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
Theo định luật khúc xa ánh sáng:
sin igh = n2
___
n1
Xem lại:
II/ Điều kiện để có phản xạ toàn phần.
Hiện tượng phản xạ xảy ra trên mặt phân cách hai môi trường khi:
Ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sáng môi trường có chiết suất nhỏ hơn: n1 > n2
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc khúc xạ giới hạn: i >= igh với sin igh = n2
n1
__
III/ Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
1/ Lăng kính phản xạ toàn phần
a. Cấu tạo: là khối thủy tinh hình lăng trụ đứng có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân.
b. Cách sử dụng: có 2 cách
- Tia tới vuông góc với mặt bên.



- Tia tới vuông góc với mặt đáy.
c. Ứng dụng:
Dùng thay gương phẳng trong một số dụng cụ quang học như ống nhòm, kính tiềm vọng,... nó có ưu điểm là phản xạ cực tốt không cần lớp mạ.
2/ Sợi quang học
a. Cấu tạo: lõi sợi bằng chất dẻo trong suốt có chiết suất n1, có dạng hình trụ thành nhẵn, dễ uốn. Lớp vỏ có chiết suất n2 < n1 (hiện tượng phản xạ)

b. Ứng dụng:
Được dùng làm ống dẫn sáng; được ứng dụng trong khoa học kỹ thuật thông tin, y học nội soi.
3. Các ảo tượng: là hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra giữa các lớp khí quyển.
Do lớp không khí gần mặt đất bị nung nóng nên loãng hơn, chiết suất bé hơn lớp không khí bên trên, kết hợp góc tới lớn (nhìn từ xa); người quan sát thấy mặt đường hay mặt cát bóng loáng như mặt nước.
Một miếng gỗ mỏng hình tròn, bán kính 4cm. Ở tâm O, cắm thẳng góc một đinh OA. Thả miếng gỗ nổi trong một chậu nước có chiết suất n = 1,33. Đinh OA ở trong nước.
Cho OA = 6cm, mắt ở trong không khí sẽ thấy đầu A cách mặt nước bao nhiêu?
Tìm chiều dài lớn nhất của OA để mắt không thấy đầu A của đinh.