Đang tải... (xem toàn văn)
Đôi với hiện tượng phản xạ toàn phần, mặt phản xạ là mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suôt và kèm theo điều kiện ánh sáng truyền theo hướng từ môi trường chiết quang hơn vào môi trư[r]
(1)Giải tập trang 172 SGK Vật lý lớp 11: Phản xạ toàn phần A KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG
1 Hiện tượng phản xạ toàn phần
Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách giừa hai môi trường suốt Ta gọi toàn phần để phân biệt với phản xạ phần xảy kèm với khúc xạ
2 Điều kiện dể cỏ phản xạ toàn phần
a) Ánh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang n2
< n1
b) Góc tới lớn góc giới hạn i > igh Trong đó: sinigh = n2/n1
3 Ứng dụng
Cáp quang dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu thơng tin để nội soi y học Cáp quang bó sợi quang, sợi quang dây suốt gồm phần chính:
- Phần lõi suốt thủy tinh siêu có chiết suất lớn (n1)
- Phần vỏ bọc suốt thuỷ tinh có chiết suất n2 < n1
Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy mặt phân cách lõi vỏ làm cho ánh sáng truyền theo sợi quang.
B CÂU HỎI VẬN DỤNG
C1 Tại mặt cong bán trụ, chùm tia tới theo phương bán kính lại truyền thẳng?
Hướng dẫn
Chùm tia tới theo phương bán kính vng góc với tiếp tuyến với bán trụ điếm tới nên có góc tới i = 0° Theo định luật khúc xạ ánh sáng, tia truyền thẳng (vì có góc khúc xạ r = 0°)
(2)Hướng dẫn
Khi tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sáng môi trường chiết quang góc khúc xạ ln nhỏ góc tới Mọi tia tới cho tia khúc xạ Theo nguyên lí thuận nghịch truyền ánh sáng, tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang thì:
- Với góc tới nhỏ, phần lớn chùm tia sáng khúc lệch xa pháp tuyến so với chùm tia tới
- Với giá trị xác định góc tới, chùm tia khúc xạ có phương gần sát mặt phẳng phân cách
- Với góc tới lớn hơn, định luật khúc xạ khơng cịn khơng cịn chùm tia khúc xạ
C CÂU HỎI - BÀI TẬP
1 Hiện tượng phản xạ tồn phần gì? Nêu điều kiện để có phản xạ tồn phần
Hướng dẫn
Hiện tượng phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suôt Điều kiện để có phản xạ tồn phần:
- Ánh sáng truyền theo hướng từ môi trường chiết quang vào môi trường chiết quang
- Góc tới lớn góc giới hạn: i > igh
2 So sánh phản xạ tồn phần với phản xạ thơng thường Hướng dẫn
(3)Về cường độ chùm sáng phản xạ: Trong tượng phản xạ thông thường, cường độ chùm sáng phản xạ yếu cường độ chùm sáng tới (vì cịn có khúc xạ), cịn phản xạ tồn phần, cường độ chùm sáng phản xạ cường độ chùm sáng tới Tuy nhiên, tượng phản xạ thông thường hay phản xạ toàn phần tuân theo định luật phản xạ ánh sáng
3 Cáp quang gì?
Trình bày cấu tạo cáp quang Nêu vài ứng dụng Hướng dẫn Cáp quang nhừng bó sợi quang Mồi sợi quang dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ tồn phần
- Phần lõi suốt thủy tinh siêu chiết suất lớn (ni)
- Phần vỏ suốt, thủy tinh có chiết suất (n2) nhỏ phần lõi
Sự phản xạ toàn phần xảy mặt phân cách lõi vỏ làm cho ánh sáng truyền lòng sợi quang
Ngoài số lớp vỏ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp độ bền độ dai học Từ năm 80 kỉ XX, cáp quang ứng dụng vào việc truyền thông tin
Một số ưu điếm cáp quang: Dung lượng tín hiệu lớn; nhỏ nhẹ hơn, dễ uốn vận chuyển; không bị nhiều cáp quang kiiông bị thâm nhập xạ điện từ bên ngồi; khơng có rủi ro cháy khơng có dòng điện; bảo mật tốt
Cáp quang dùng phép nội soi y học Loại cáp gồm sợi quang thật nhỏ Cáp cỡ kim tiêm gồm hàng trăm sợi quang Có sợi truyền ánh sáng từ vào, sợi khác truyền hình ảnh trở
4 Giải thích kim cương pha lê sáng lóng lánh?
(4)5 Một tia sáng truyền mơi trường (1) có chiết suất ni tới mặt phân cách với mơi trường (2) có chiết suất n2 Cho biết n1 < n2 i có giá trị thay đổi Trường hợp sau có tượng phản xạ toàn phần? A Chùm tia sáng gần sát mặt phăng phân cách
B Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini > n2/n1
C Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini > n1/n2
D Không trường hợp nêu
Hướng dẫn Trường hợp D
Vì tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang ln xảy tượng khúc xạ ánh sáng mà khơng có tượng phản xạ tồn phần
6 Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phăng tiết diện vng góc của khơi suốt hình 27.1 Tia sáng phản xạ tồn phần mặt AC Trong điều kiện đó, chiết suất n khơi suốt có giá trị thế nào?
(5)- Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) góc khúc xạ 45° Góc giới hạn phản xạ toàn phần mặt phân cách (2) (3) có giá trị (tính tròn số’)?
A 30°
B 42°
C 45°
D Khơng tính
(6)(7)