Bài 45
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

KIỂM TRA BÀI CŨ
CÂU 1.
Gọi n1 , n2 lần lượt là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1 và môi trường 2. Mệnh đề nào sau đây là đúng?
A. Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 được xác định bằng tỉ số n1 /n2
B. Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 được xác định bằng tỉ số n2 /n1 .
C. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt là chiết suất tỉ đối của chân không đối với môi tường đó
D. A và C đúng.
KIỂM TRA BÀI CŨ
CÂU 2.
Chọn câu trả lời đúng.
Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
A. góc khúc xạ luôn bé hơn góc tới.
B. góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới
C. góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới
D. khi góc tới tăng dần thì góc khúc xạ cũng tăng dần.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 3
Hình vẽ nào sau đây sai khi nói về sự khúc xạ ánh sáng?
Ánh sáng ở đầu những sợi dây từ đâu ra vậy ?
Khi trời nắng to, trên đường nhựa nhìn xa hình như có nước ?
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
TIẾT 68
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Góc khúc xạ giới hạn
a) Thí Nghiệm
Xét tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1 sang một môi trường có chiết suất n2 lớn hơn (n1 < n2) .
Cho i tăng từ 00 đến 900
Quan sát thí nghiêm, em rút ra nhân xét gì?
Có tia khúc xạ không ?
Khi i tăng, r thay đổi như thế nào ?
i > r hay r > i ?
Khi i = 900 thì r có giá trị như thế nào ?
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Góc khúc xạ giới hạn
b) Nhận Xét
Khi i tăng từ 00 đến 900 thì r tăng theo và i luôn luôn lớn hơn r
Luôn luôn có thấy xuất hiện tia khúc xạ trong môi trường thứ hai.
Khi i = 90o thì góc khúc xạ r cũng có giá trị lớn nhất r = rgh
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Góc khúc xạ giới hạn
c) Giải thích
Định luật khúc xạ cho ta : n1sini = n2sin r
Vì n1 < n2, ? i > r ? luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai.
Khi i = imax = 90o thì r cũng có giá trị lớn nhất r = rgh
rgh gọi là góc khúc xạ giới hạn.
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Góc khúc xạ giới hạn
d) Công thức xác định góc khúc xạ giới hạn :
Định luật khúc xạ cho ta : n1sini = n2sin r
Khi i = imax = 900 thì n1.sin 900 = n2.sinrgh
n1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường tới.
n2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ.
rgh : Góc khúc xạ giới hạn.
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Góc khúc xạ giới hạn
e) Kết Luận :
Trong trường hợp ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hon sang môi trường có chiết suất lớn hơn, ta luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trương thứ hai .
2. Phản xạ toàn phần
a. ThÝ nghiÖm
Khảo sát hiện tượng xảy ra khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt theo chiều từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém hơn.
* Mục đích:
* Dụng cụ thí nghiệm :
- Nguồn sáng: Đèn laze
- Khối bán trụ bằng thuỷ tinh.
* Bố trí thí nghiệm: hình vẽ
- Thước đo góc
* Tiến hành thí nghiệm
I. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Quan sát thí nghiệm để trả lời các câu hỏi sau:

? Có tia khúc xạ không?
Có nhận xét gì về độ sáng của nó?
r > i hay i > r ?
r thay đổi thế nào khi i tăng ?
? Có tia phản xạ không?
Có nhận xét gì về độ sáng của nó?
b. KẾT QUẢ
Có tia khúc xạ với r > i
Rất sáng
Có tia phản xạ.
Rất mờ.
r tăng dần( r > i )
Mờ dần.
Sáng dần.
Gần như sát mặt phân cách( r = 900 ). Rất mờ.
Rất sáng
Không còn.
Sáng gần như tia tới.
c. Giải thích. Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần


Vì n1 >n2 nên sinr > sini ? r > i
( igh : góc giới hạn phản xạ toàn phần, góc tới hạn)
Đó là vì khi đó xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
I. Hiện tượng phản xạ toàn phần.
d. 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.
KẾT QUẢ
Có tia khúc xạ với r > i
rất sáng
Có tia phản xạ.
rất mờ.
r tăng dần( r > i )
mờ dần.
sáng dần.
gần như sát mặt phân cách ( r = 900 ). Rất mờ.
rất sáng
không còn.
sáng gần như tia tới.
I. Hiện tượng phản xạ toàn phần.
d. 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.
e. Điều kiện để có phản xạ toàn phần.
- ánh sáng truyền từ một môi trường sang môi trường chiết quang kém hơn
- Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.
i ? igh
Bài tập ví dụ.
Chiếu một tia sáng từ thủy tinh vào nước dưới góc tới i = 750 . Biết chiết suất của thủy tinh là n1 = 1,5 ; chiết suất của nước là n2 = 4/3. Hỏi tại mặt phân cách giữa thủy tinh và nước có xảy ra phản xạ toàn phần không? Vì sao?
Lời giải
II. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN. CÁP QUANG.
1. Lăng kính phản xạ toàn phần:
Là khối thuỷ tinh hình lăng trụ , có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân
Phản xạ một lần
Phản xạ hai lần
Kính tiềm vọng
2. Các ảo tượng.
* Là hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển do sự phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách giữa lớp không khí lạnh (có chiết suất lớn) và lớp không khí nóng (có chiết suất nhỏ).
* Các ảo tượng thường gặp:
n1
n3
n2
n4
Tia sáng truyền thẳng
Tia sáng bị khúc xạ khi đi qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau
Người quan sát
Mặt đất
n5
3. CÁP QUANG.
a. CẤU TẠO
Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần
* Sợi quang gồm 2 phần chính
- Phần lõi trong suốt bằng thuỷ tinh siêu sạch hoặc chất dẻo có chiết suất khá lớn n1
- Phần vỏ bọc cũng trong suốt, có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi n1> n2
- Phản xạ toàn phần xảy ra ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sang truyền đi theo sợi quang.

II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN . CÁP QUANG.
III. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN . CÁP QUANG.
b. CÔNG DỤNG
* Truyền thông tin. Cáp quang có nhiều ưu điểm hơn so với cáp đồng.
Dung lượng tín hiệu lớn
Nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn.
Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt
Không bị rủi ro cháy
* Cáp quang dùng nội soi trong y học
Kiến thức cơ bản cần nhớ
2. Các điều kiện để có hiên tượng phản xạ toàn phần
1. Hiện tượng phản xạ toàn phần
3. Góc giới hạn phản xạ toàn phần
4. ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần.
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

* ánh sáng truyền từ một môi trường sang môi trường chiết quang kém hơn
* Gãc giíi h¹n (igh) cña ph¶n x¹ toµn phÇn lµ gãc tíi ®Ó gãc khóc x¹ r=900, khi gãc tíi b»ng gãc giíi h¹n th× b¾t ®Çu xÈy ra hiÖn t­îng
ph¶n x¹ toµn phÇn
b. Lăng kính phản xạ toàn phần.
c. Các ảo tượng.
a. Sợi quang học.
(với n1 > n2 )
i ≥ igh
CỦNG CỐ.
Câu 1.
Chọn phát biểu đúng.
A. Khi có phản xạ toàn phần thì vẫn còn tia khúc xạ.
B. Khi ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn thì xảy ra phản xạ toàn phần.
C. Khi góc tới lớn hơn góc tới hạn thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.
D. Khi ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn với góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.
Củng cố.
Củng cố.
Câu 3. Trường nào sau đây không liên quan tới phản xạ toàn phần?
A. Cáp quang để truyền thông tin.
B. Cáp quang dùng để nội soi trong y học.
C. Các ảo tượng quan sát được khi đi trên sa mạc.
D. Hình ảnh chiếc thìa trong cốc như bị gãy ở mặt nước
Củng cố
Câu 4
Khi ánh sáng đi từ nước (n = 4/3) sang không khí, góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là:
igh = 41048`.

B. igh = 48035`.

C. igh = 62044`.

D. igh = 38026`.