bài 27 phản xạ toàn phần

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Phát biểu định luật khúc xạ ánh
sáng. Viết biểu thức định luật khúc xạ
ánh sáng dưới dạng đối xứng.
Câu 2: Chiếu một tia sáng đi từ nước
có chiết suất là n
n
= 4/3 tới mặt phân
cách giữa nước và không khí, tính góc
khúc xạ trong hai trường hợp:
a) Góc tới bằng
b) Góc tới bằng
ο
ο
30
ο
60

KIỂM TRA BÀI CŨ
Bài giải:
a)
b)
inr
n
n
i
r
rnin
n
kk

n
kkn
sinsin
sin
sin
sinsin
=⇒=⇒
=
'841
3
2
sin
30sin
3
4
sin30
°=⇒=⇒
°=⇒=
°
rr
ri
155,1sin
60sin
3
4
sin60
=⇒
°=⇒=
°
r

ri
( Vô lý )
=> Không có tia khúc xạ

Bài 27

1. Thí nghiệm:
•
Dụng cụ thí nghiệm:
-
Chùm tia laze.
-
Khối nhựa trong suốt hình bán trụ
-
Thước tròn chia độ.
•
Bố trí thí nghiêm: như hình 27.1
sách giáo khoa trang 168.
•
Tiến hành thí nghiệm:
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
80
70
60
50
40
30
20
10
- Chiếu chùm tia sáng song song hẹp (coi như một
tia sáng) từ khối nhựa trong suốt hình bán trụ vào
không khí

10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
80
70

60
50
40
30
20
10
r
r
Khi i nhỏ, nhận xét về độ sáng của tia khúc xạ
và tia phản xạ

10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
90
80
70
60
50
40
30
20
10

0
10
20
30
40
50
60
70
80
80
70
60
50
40
30
20
10
i
gh
r
r
- Khi i tăng, nhận xét về độ sáng của tia khúc xạ so
với tia phản xạ.

•
Kết quả thí nghiệm:
Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ
Nhỏ Lệch xa pháp tuyến(so với tia tới)
Rất sáng
Rất mờ

Giá trị i
gh
Gần như sát mặt phân cách
Rất mờ
Rất sáng
i > i
gh
Không còn Rất sáng

10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10

20
30
40
50
60
70
80
80
70
60
50
40
30
20
10
i
gh
r
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.

2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần:
1
2
.sin i
n
n
Sử dụng công thức dạng đối
xứng của định luật khúc xạ

so sánh độ lớn i và r .
Sử dụng công thức dạng đối
xứng của định luật khúc xạ
so sánh độ lớn i và r .
-
Áp dụng: n
1
.sini = n
2
.sinr suy ra sinr =
Vì n
1
> n
2
nên sinr > sini => r >i
Khi r = 90
0
thì điều
gì xảy ra?
Khi r = 90
0
thì điều
gì xảy ra?
- Khi i tăng thì r cũng tăng ( r > i), khi r = 90
0
thì i = i
gh

lúc đó tia phản xạ rất mờ tia khúc xạ rất sáng.
Sử dụng định luật khúc

xạ tính sini
gh
?
Sử dụng định luật khúc
xạ tính sini
gh
?
Ta có n
1
.sini
gh
= n
2
.sin90
0
suy ra:
2
gh
1
n
sini =
n
(n
2
< n
1
)

Áp dụng: Chiếu tia sáng từ nước có
chiết suất n = 4/3 ra không khí. Tìm góc

giới hạn phản xạ toàn phần?
n
i
gh
1
sin =⇒
°= 90sinsin
gh
in
Ta có:
'648
4
3
sin
°=⇒
=
gh
gh
i
i

Khi i > i
gh
thì sini > sini
gh
. Áp dụng định luật khúc
xạ ánh sáng, ta có:

Khi i > i
gh

, sử dụng
định luật khúc xạ
ánh sáng hãy tính
sinr.
Khi i > i
gh
, sử dụng
định luật khúc xạ
ánh sáng hãy tính
sinr.
< vô lý >
Điều này phản ánh thực tế không có tia
khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt
phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn
phần.
1sin
90sinsinsinsin
1
2
1
2
>
°>⇒>
r
n
n
r
n
n
ii

gh

II. Hiện tượng 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.

Nếu cho tia sáng đi từ
không khí vào thủy tinh
(n
1
< n
2
) có xảy ra phản
xạ toàn phần? Vì sao?
Nếu cho tia sáng đi từ
không khí vào thủy tinh
(n
1
< n
2
) có xảy ra phản
xạ toàn phần? Vì sao?
Thí nghiệm minh họa khi chiếu tia sáng từ không khí vào thủy tinh
Không, vì n
1
< n
2

=> r < i. Khi i
max
= 90
0
thì r < 90
0
vẫn
có tia khúc xạ.
=> sinr < sini

2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
Điều kiện để có
phản xạ toàn
phần là gi?
Điều kiện để có
phản xạ toàn
phần là gi?
a/ Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường
chiết quang kém hơn.
n
2
< n
1
b/ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
i ≥ i
gh

Phân biệt hiện tượng
phản xạ toàn phần với

phản xạ thông thường?
Phân biệt hiện tượng
phản xạ toàn phần với
phản xạ thông thường?
So sánh Phản xạ toàn phần Phản xạ thông thường
Giống
nhau
● Cùng là hiện tượng phản xạ: tia sáng đổi
phương đột ngột và trở lại môi trường cũ.
● Cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản
xạ ánh sáng.
Khác nhau
- Xảy ra khi có hai điều
kiện: n
2
< n
1
i ≥ i
gh
- Nếu bỏ qua sự hấp thụ
ánh sáng thì ở đây
tia phản xạ sáng
như tia tới
-Xảy ra dưới góc tới
bất kỳ, không cần thêm
điều kiện gì.
-
Bỏ qua sự hấp thụ
ánh sáng, tia phản xạ
dù sao cũng yếu hơn

tia tới.


III. Ứng dụng của hiện tượng
phản xạ toàn phần: cáp quang
Bó sợi quang học

 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.
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn
phần: Sợi quang học (cáp quang)

2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ
toàn phần: Sợi quang học (cáp
quang)
Cấu tạo của sợi quang thông thường
●
Cấu trúc hình trụ, được tạo bởi vật liệu trong suốt.
●
Lõi sợi có chiết suất n1.
●
Vỏ sợi có chiết suất n2 < n1.
●
Lớp phủ đệm có tác dụng bảo vệ sợi.


Cấu tạo:

2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần:
Sợi quang học (cáp quang)
I
J
k
r
Hiện tượng phản xạ toàn phần trong
cáp quang

Trong công nghệ thông tin
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần:
Sợi quang học (cáp quang)
Truyền thông tin bằng cáp quang dưới nước


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
2. Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần:
Sợi quang học (cáp quang)
+ 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