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.. - Khi có phản xạ toàn phần thì không có tia khúc xạ.[r]
(1)NỘI DUNG TỰ HỌC LÍ 11 TUẦN 35 BÀI 27 : PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2). 1 Thí nghiệm
- Ta cho chùm tia sáng hẹp truyền từ khối nhựa suốt hình bán trụ vào khơng khí - Thay đổi độ nghiêng chùm tia tới (thay đổi góc tới i) quan sát chùm tia khúc xạ khơng khí Khi góc tới i ≥ igh tia khúc xạ khơng cịn, tồn tia sáng bị phản xạ
2 Góc giới hạn phản xạ toàn phần
- Khi chùm tia sáng khúc xạ mặt phân cách hai mơi trường, ta có: n1sini = n2sinr Suy : sinr = n1n2n1n2sini
Vì n1 > n2 nên: sin r > sin i Do r > i
Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến so với chùm tia tới
- Khi góc I tăng góc r tăng (với r > i ) Do đó, r đạt giá trị cực đại 90o i đạt giá trị
igh gọi góc giới hạn phản xạ tồn phần, cịn gọi góc tới hạn Khi ta có: n1sinigh = n2sin 90o
Suy ra: sin igh = n2n1n2n1 (27.1)
- Với i > igh, áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: sinr = sin i > (vô lý )
- Điều phản ánh thực tế tia khúc xạ, tồn tia sáng bị phản xạ mặt phân cách Đó tượng phản xạ tồn phần
II HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TỒN PHẦN.
1 Định nghĩa :Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt
- Khi có phản xạ tồn phần khơng có tia khúc xạ
- Ta gọi toàn phần để phân biệt với phản xạ phần xảy kèm với khúc xạ 2 Điều kiện để có phản xạ tồn phần
a) Ánh sáng truyền từ môi trường tới môi trường chiết quang hơn: n2 < n1
b) Góc tới lớn góc giới hạn: i ≥ igh
III ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG.
1 Cấu tạo: Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi quang dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần Sợi quang gồm hai phần chính:
- Phần lõi suốt thủy tinh siêu có chiết suất lớn (n1)
- Phần vỏ bọc suốt, bẳng 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
- Ngoài số lớp vỏ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp độ bền độ dai học 2 Công dụng
* Từ năm 80 kỉ XX, cáp quang ứng dụng vào việc truyền thơng tin Cáp quang có nhiều ưu điểm so với cáp đồng:
(2)- Nhỏ nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn
- Không bị nhiễu xạ điện từ bên ngồi, bảo mật tốt - Khơng có rủi ro cháy (vì khơng có dịng điện)
Ứng dụng cáp quang:
- Trong công nghệ thông tin, cáp quang dùng để truyền thông tin, liệu dạng tín hiệu ánh sáng
BÀI TẬP
Bài (trang 172 SGK Vật Lý 11): Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất n1 tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n2 Cho biết n1<n2 i có giá trị
thay đổi.Trường hợp sau có tượng phản xạ tồn phần? A Chùm tia sáng gần sát mặt phẳng phân cách
B Góc tới i thỏa mãn điều kiện sini > n1/n2
C Góc tói i thỏa mãn điều kiệnsini < n1/n2
D Không trường hợp nêu
Bài (trang 172 SGK Vật Lý 11): Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phẳng tiết diện vng góc khối suốt hình 27.1 Tia sáng phản xạ tồn phần mặt AC Trong điều kiện đó, chiết n khối suốt có giá trị nào?
A n ≥ √2 B n < √2