Bài 27 Phản xạ toàn phần C1 trang 168 SGK Lí 11 Tại sao ở mặt cong của bán trụ, chùm tia hẹp truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng? Lời giải Ở mặt cong của bán trụ, chùm tia hẹp truyền theo phư[.]
Bài 27: Phản xạ toàn phần C1 trang 168 SGK Lí 11: Tại mặt cong bán trụ, chùm tia hẹp truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng? Lời giải: Ở mặt cong bán trụ, chùm tia hẹp truyền theo phương bán kính trùng với pháp tuyến mặt cong điểm => có góc tới i = => góc r = => tia không bị khúc xạ => truyền thẳng C2 trang 168 SGK Lí 11: Vận dụng tính thuận nghịch truyền ánh sáng, nêu kết ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang Lời giải: Theo tính thuận nghịch truyền ánh sáng, ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang (có chiết suất n1) vào mơi trường chiết quang (có chiết suất n2) ta có: n1 sini = n2 sinr Vì n1 < n2 nên i > r, Mà imax = 900 => rmax < 900 Kết quả: - Ln có tia khúc xạ => khơng có phản xạ tồn phần - Góc khúc xạ r ln nhỏ góc tới i - Tia khúc xạ ln sát pháp tuyến mặt phân cách so với tia tới Bài trang 172 SGK Lí 11: Thế phản xạ toàn phần? Nêu điều kiện để phản xạ toàn phần Lời giải: - Định nghĩa: Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt - Điều kiện phản xạ tồn phần: + Ánh sáng truyền từ mơi trường chiết quang sang môi trường chiết quang kém: n2 < n1 + Góc tới i phải lớn góc giới hạn: i ≥ igh - Góc giới hạn: sinigh = n2 , với n2 < n1 n1 Nếu ánh sáng từ mơi trường có chiết suất n khơng khí thì: sin igh = n Bài trang 172 SGK Lí 11: So sánh phản xạ tồn phần với phản xạ thơng thường Lời giải: Phản xạ tồn phần Phản xạ thơng thường Giống - Tia phản xạ truyền ngược lại môi trường đầu - Đều tuân theo định luật phản xạ Khác - Toàn tia sáng bị phản xạ, - Một phần tia sáng bị phản xạ, khơng có tia khúc xạ phần bị khúc xạ - Cường độ tia sáng phản - Cường độ tia phản xạ tồn xạ thơng thường nhỏ phần lớn cường độ tia tới cường độ tia tới - Điều kiện xảy ra: + Phản xạ toàn phần xảy tia sáng từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang góc tới i > igh - Điều kiện xảy ra: + Tia phản xạ thông thường xảy gặp mặt phẳng nhẵn góc Bài trang 172 SGK Lí 11: Cáp quang gì? Hãy cho biết cấu tạo cáp quang Nêu vài ứng dụng Lời giải: Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần ∗ Cấu tạo: gồm phần – Phần lõi suốt, thủy tinh có chiết suất lớn n1 – Phần võ suốt, thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ phần lõi Phản xạ toàn phần xảy mặt phân cách lõi vỏ làm cho ánh sáng truyền theo sợi quang ∗ Ứng dụng – Truyền tín hiệu thơng tin việc liên lạc – Nội soi y học Bài trang 172 SGK Lí 11: Giải thích kim cương (hình 27.4) pha lê sáng lóng lánh? Người ta tạo nhiều mặt kim cương hay vật pha lê để làm gì? Lời giải: - Kim cương pha lê sáng lóng lánh phản xạ tồn phần ánh sáng mặt trời chiếu vào - Người ta tạo nhiều mặt cho kim cương hay pha lê để làm cho chùm tia tới có nhiều khả phản xạ tồn phần góc tới khác ứng với mặt khác nhau, làm cho kim cương pha lê lóng lánh Bài trang 172 SGK Lí 11: Một chùm tia sáng hẹp truyền từ mơi trường (1) chiết suất n1 tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n2 Cho biết n1 n2 Chọn đáp án D Bài trang 172 SGK Lí 11: Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phẳng tiết diện vng góc khối suốt hình 27.10 Tia sáng phản xạ toàn phần mặt AC Trong điều kiện đó, chiết suất n khối suốt có giá trị nào? A n B n C n D Không xác định Lời giải: Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phẳng tiết diện vuông góc khối suốt có hình vẽ sau: Xét ΔABC vng cân ta có: B = C = 450 Vì SI ⊥BC => Tia SI truyền thẳng vào môi trường suốt ABC mà không bị khúc xạ => Góc tới i mặt AC bằng: i = B = C = 450 => sin i = sin 450 = Tia sáng phản xạ toàn phần mặt AC => i ≥ igh => sini ≥ sinigh = => n n Chọn đáp án A Bài trang 173 SGK Lí 11: Có ba mơi trường suốt Với góc tới: – Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) góc khúc xạ 30o – Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) góc khúc xạ 45o Góc giới hạn toàn phần mặt phân cách (2) (3) có giá trị (tính trịn số) ? A 30o B 42o C 45o D khơng tính Lời giải: - Khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường (2) n1.sini = n2sinr12 (∗) - Khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường (3) n1.sini = n3.sinr13 (∗∗) Trong đó: r12 = 30o; r13 = 45o Từ (∗) (∗∗) suy ra: n2sinr12 = n3sinr13 n sinr13 sin 450 = = = 1 n sin r12 sin 300 => Môi trường (2) chiết quang môi trường (3) - Góc giới hạn phản xạ tồn phần mặt phân cách (2) (3) tính truyền từ mơi trường (2) vào môi trường (3) sin igh 23 = n3 = igh 23 = 450 n2 Chọn đáp án C Bài trang 173 SGK Lí 11: Một khối bán trụ suốt có chiết suất n = 1,41 ≈ Một chùm tia sáng hẹp nằm mặt phẳng tiết diện vng góc, chiếu tới khối bán trụ hình 27.11 Xác định đường chùm tia với giá trị sau góc α A α = 60o B α = 45o C α = 30o Lời giải: Vì tia sáng tới có đường kéo dài qua O nên tia tới SI vng góc mặt phẳng trụ => góc i = => tia sáng truyền thẳng vào khối suốt tới O Tại O: tia sáng SO tạo với pháp tuyến ON mặt phân cách phẳng góc tới i Ta có: i = 90o – α Mặt khác, góc giới hạn ánh sáng truyền từ khối bán trụ khơng khí tính cơng thức: sin i gh = 1 = i gh = 450 n a) α = 60o → i = 90o – α = 30o → i < igh Áp dụng định luật khúc xạ: sin r = n.sin i = sin 300 = 2 => r = 45o Vậy tia khúc xạ hợp với pháp tuyến mặt phẳng phân cách khối bán trụ góc khúc xạ 45o hình vẽ b) α = 45o => i = 90o – α = 45o => i = igh => r = 90o => Tia khúc xạ sát mặt phân cách khối tròn hình vẽ: c) α = 30o => i = 90o – α = 60o => i > igh => Xảy phản xạ tồn phần, khơng có tia khúc xạ ngồi khơng khí Bài trang 173 SGK Lí 11: Một sợi quang hình trụ lõi có chiết suất n = 1,50 Phần vỏ bọc có chiết suất n2 = 1,41 ≈ Chùm tia tới hội tụ mặt trước sợi với góc tới α hình 27.12 Xác định α để tia sáng tia sáng chùm truyền ống Lời giải: Điều kiện tia sáng chùm truyền ống phải thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần mặt phân cách lõi trụ với vỏ bóc Từ hình 27.12a, điều kiện phản xạ toàn phần J là: i ≥ igh => sini ≥ sinigh = n2 n1 Mặt khác: r = 900 – i1 cos r = sin i1 n2 n1 Áp dụng định luật khúc xạ mặt trước ống quang ta được: n sin = n1 sin r = n1 − cos r n1 − n1 2 sin 1,5 − = 0,5 1,5 => α ≤ 300 Đáp án: α ≤ 300 ... liên lạc – Nội soi y học Bài trang 172 SGK Lí 11: Giải thích kim cương (hình 27.4) pha lê sáng lóng lánh? Người ta tạo nhiều mặt kim cương hay vật pha lê để làm gì? Lời giải: - Kim cương pha lê... Tia phản xạ thông thường xảy gặp mặt phẳng nhẵn góc Bài trang 172 SGK Lí 11: Cáp quang gì? Hãy cho biết cấu tạo cáp quang Nêu vài ứng dụng Lời giải: Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi dây suốt có tính... từ môi trường có chiết suất n khơng khí thì: sin igh = n Bài trang 172 SGK Lí 11: So sánh phản xạ toàn phần với phản xạ thơng thường Lời giải: Phản xạ tồn phần Phản xạ thông thường Giống - Tia