Phản xạ toàn phần

PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN
1. Thí nghiệm
Khi i tăng  r cũng tăng (tia IK mờ dần tia IR sáng dần).
Khi i = igh  r = 900 (tia IK nằm sát trên mặt phân cách).
Khi tiếp tục tăng i (i > igh) toàn bộ tia tới bị phản xạ (không có tia khúc xạ)  gọi là
hiện tượng phản xạ toàn phần.

2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần

n1  n2  sinr  sini  r  i
 Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn.

i  igh  r  900  sin igh =

n2
n1

 Bắt đầu xảy ra 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 ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách
giữa hai môi trường trong suốt.


2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần
Ánh sáng truyền từ một môi trường tới một môi trường
chiết quang kém hơn (n2< n1).
Góc tới lớn hơn học bằng góc giới hạn i  igh
( sinigh =

n2 nkx
).
=
n1
nt

III. Cáp quang
1. Cấu tạo

Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một sợi dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ
sự phản xạ toàn phần.
Sợi quang gồm hai phần chính:
Phần lỏi trong suốt có chiết suất lớn (n1).
Phần vỏ bọc cũng trong suốt có chiết suất n2 < n1.

2. Công dụng
Cáp quang được ứng dụng vào việc truyền thông tin với các ưu điểm:


Dung lượng tín hiệu lớn.
Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài.
Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).
Cáp quang còn được dùng để nội soi trong y học.

IV. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài tập 1
Đèn S ở dưới bể nước sâu 20 cm. Hỏi phải thả nổi trên mặt nước một tấm gỗ mỏng có
dạng dĩa tròn và có bán kính nhỏ nhất bao nhiêu để vừa vặn không cho tia sáng nào
của đèn lọt qua mặt thoáng của nước. Biết chiết suất của nước là 4/3.

Bài tập 2
Một sợi quang học hình trụ phần lõi có chiết suất n1 = 1,5 phần vỏ bọc có chiết suất

n2 = 2. Chùm tia sáng từ không khí tới mặt trước của sợi quang học với góc tới i.
Xác định i để tia sáng truyền được trong ống.
Bài tập 3
Khối thủy tinh hình bán cầu, bán kính R chiết suất n = 2 tia tới SI vuông góc với mặt
phẳng bán cầu với OI =

R
.
2

a. Vẽ đường đi qua bán cầu.
b. Điểm tới I nằm trong vùng nào thì không có tia sáng ló ra khỏi mặt cầu.