phản xạ toàn phần

KIỂM TRA BÀI CŨ
Chiếu một tia sáng đi từ nước có
chiết suất là nn= 4/3 tới mặt
phân cách giữa nước và không
khí, tính góc khúc
xạ trong hai
ο
trường hợp: 30
a) Góc tới bằngο
60
b) Góc tới bằng
ο


KIỂM TRA BÀI CŨ
Bài giải:
nn sin i = nkk sin r
sin r nn
⇒
=
⇒ sin r = nn sin i
sin i nkk
a)
4
i = 30° ⇒ sin r = sin 30°
3
2
⇒ sin r = ⇒ r = 41°8'
3

4

b) i = 60 ⇒ sin r = sin 60°
3
⇒ sin r = 1,155 ( Vô lý ) => Không có tia khúc
xạ
°


Bạn đã từng gặp những hình ảnh
này
Ảo ảnh
vũng nước
xuất hiện
trên mặt
đường


Vẻ đẹp lấp lánh
của viên kim
cương


Ánh sáng truyền
qua sợi cáp
quang

Và còn nhiều hiện tượng
khác như: ảo ảnh trong sa
mạc, ảo ảnh thành phố bay
lơ lửng trên biển, kính tiềm
vọng của tàu ngầm….

Vậy bạn có bao giờ tự hỏi?
Vì sao lại có
những hiện tượng
đó?
Chúng có thể
ứng dụng
như thế nào
vào cuộc
sống

Nguyên
lý của
những
hiện
tượng
trên


PHẢN XẠ TOÀN PHẦN


A. PHẢN XẠ TOÀN
PHẦN
I/ SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG
CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n1>n2)

1. Thí nghiệm
Khi góc tới i nhỏ

thì:
- Chùm tia khúc
xạ lệch xa pháp
tuyến, rất sáng
- Chùm tia phản
xạ rất mờ

i
r


A. PHẢN XẠ TOÀN
PHẦN
I/ SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG
CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n1>n2)

1. Thí nghiệm
Khi góc i = igh thì:
- Chùm tia khúc
xạ gần như sát
mặt phân cách,
rất mờ
- Chùm tia phản
xạ rất sáng

igh
r


A. PHẢN XẠ TOÀN

PHẦN
I/ SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG
CHIẾT QUANG KÉM HƠN ( n1>n2)

1. Thí nghiệm
Khi i > igh thì:
- Chùm tia khúc
xạ không còn
- Chùm phản xạ
rất sáng

> igh


* Kết quả
Góc tới

A. PHẢN XẠ TOÀN
PHẦN

Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ

* i nhỏ

- Lệch xa pháp
tuyến
- Rất sáng

- Rất mờ

* i = igh

- Gần sát mặt
phân cách
- Rất mờ

- Rất sáng

* i > igh

- Không còn

- Rất sáng


A. PHẢN XẠ TOÀN
PHẦN
2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Khi chùm tia sáng khúc xạ ở mặt phân
cách 2 môi trường thì r > i (vì n1 > n2) :
chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn
so với chùm tia tới.
- Khi r = 900 thì i = igh( góc giới hạn phản
xạ toàn phần = góc tới hạn )
sin igh =

n2
n1

- Khi i > igh thì toàn bộ ánh sáng bị phản xạ ở

mặt phân cách : hiện tượng phản xạ toàn phần.


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
sin
i
=
sin
90
°
gh
Ta có:
⇒ sin igh =

1
n

3
sin igh =
4
⇒ igh = 48°6'


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

n2
n2
sin i > sin igh ⇒ sin r > sin 90°
n1
n1

Khi
ii >
iigh
,
sử
Khi
>
,
sử
gh
sin r > 1 < vô lý
dụng
định
luật
dụng
định
luật
>
khúc
khúc xạ
xạ ánh
ánh sáng
sáng
hãy

tính
sinr.
hãy
tính
sinr.
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.


A. 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 2 môi trường trong suốt.
CHÚ Ý:
- Khi có phản xạ toàn phần thì không
còn tia khúc xạ
- Phản xạ một phần luôn đi kèm với sự
khúc xạ


Thí nghiệm minh họa khi chiếu tia sáng từ không khí vào
thủy tinh

Nếu
Nếu cho
cho tia
tia sáng
sáng đi
đi từ
từ
không
không khí
khí vào
vào thủy
thủy
tinh
tinh (n
(n11 <
< nn22)) có
có xảy
xảy
ra
ra phản
phản xạ
xạ toàn
toàn
phần?
phần? Vì
Vì sao?
sao?
Không, vì n1 < =>
n2 sinr < sini
=> r < i. Khi imax = 900 thì r <

0


2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
a/ Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi
trường chiết quang kém hơn.

Điều
để
có
n2 < nkiện
Điều
kiện
để
có
1
phản
xạ
toàn
phản
xạ
toàn
b/ Góc tới lớn hơn hoặc bằng
góc giới hạn:
phần
phần
là gi
gi?
?
i ≥ i là

gh


So sánh
Giống
nhau

Khác nhau

Phản xạ toàn phần

Phản xạ thông thường

● 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
Phân
biệt
hiện
tượng
Phân
biệt
hiện
tượng
xạ ánh sáng.

phản
phản xạ
xạ toàn
toàn phần

phần
với
với
phản
thông
-Xảy ra dưới góc tới bất
phản
xạ
thông
- Xảy
ra khixạ
có hai
điều
kỳ, không cần thêm điều
kiện:
n
<
n
thường?
2
1
thường?
kiện gì.
i ≥ igh

- Bỏ qua sự hấp thụ ánh
- Nếu bỏ qua sự hấp thụ sáng, tia phản xạ dù sao
ánh sáng thì ở đây tia cũng yếu hơn tia tới.
phản xạ sáng như tia
tới

III/ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ
TOÀN PHẦN : Cáp quang

1. Cấu tạo




Cáp
quan
g
dạng
chôn
trực
tiếp


Cáp
quang
dạng
treo
hình
số 8
Focal


III/ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ
TOÀN PHẦN : Cáp quang

1. Cấu tạo


III/ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ
TOÀN PHẦN : Cáp quang

1. Cấu tạo
Cáp quang là một bó sợi quang.
- Phần lõi: trong suốt, bằng thuỷ tinh siêu sạch,
có chiết suất lớn n1
- Phần vỏ bọc: trong suốt, bằng thủy tinh, có
chiết suất n2 < n1