1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

• Khi tia sáng từ môi trường chiết quang kém sang môi : trường chiết quang hơn: góc khúc xạ bao giờ cũng nhỏ hơn n2n góc tới, nên ta luôn luôn có tia

IR . khúc xạ. – Góc tới tăng thì góc khúc xạ tăng theo . ..

– Khi i = 90o =>r = rgh. sin righ =

• Khi tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém:

 – Góc khúc xạ bao giờ cũng lớn hơn góc tới. 

– Khi góc tới tăng, góc khúc xạ tăng theo.

 – Khi góc tới i bằng góc tới giới hạn igh, thì góc khúc xạ r = 90°.

 – Khi i> igh, không còn tia khúc xạ, lúc này ta có hiện tượng phản xạ toàn phần .

Vậy: Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém và đồng thời góc tới i lớn hơn góc tới giới hạn (igh)

HA

rR

n2

sinigh = h ni ni >n2

nj > n2 • Ứng dụng của hiện tượng

phản xạ toàn phần là sợi no quang học.

R . 

Lưu ý: sin của hai góc giới hạn (góc tới giới hạn và khúc xạ giới hạn) là tỉ số giữa chiết suất nhỏ và chiết suất lớn.

1. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Thế nào là phản xạ toàn phần? Nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần.

Giải 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.

Điều kiện để có phản xạ toàn phần: • Tia sáng truyền từ môi trường có chiết suất hơn sang môi trường có

chiết suất kém (ví dụ: từ nước ra ngoài không khí); • Góc tới bao giờ cũng lớn hơn góc giới hạn (i > igh) với góc tới giới

hạn được tính bởi công thức : sin ich = 2 .

n

2. So sánh phản xạ toàn phần với phản xạ thông thường.

Giải Phản xạ toàn phần 2 | Phản xạ thông thường • Xảy ra ở mặt phân cách giữa hai • Xảy ra trên bề mặt nhẵn bóng.

môi trường trong suốt.

• Tuân thủ định luật phản xạ ánh • Tuân thủ định luật phản xạ ánh sáng (i = )

sáng. • Xảy ra khi góc tới i lớn hơn góc • Xảy ra với mọi góc tới i. . tới giới hạn igh và ánh sáng phải được truyền từ môi trường có chiết quang hơn sang môi trường có chiết suất kém.

• Cường độ chùm ánh sáng phản • Cường độ chùm ánh sáng phản

xạ nhỏ hơn cường độ chùm ánh xạ và cường độ chùm ánh sáng

sáng tới. | tới bằng nhau.

3. Cáp quang là gì? Hãy nêu cấu tạo của cáp quang. Nếu một vài ứng

dụng. .

–

.

. Giải

Cấu tạo Cáp quang là một bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ vào hiện tượng phản xạ toàn phần.

Đường truyền

của tia sáng Mỗi sợi quang gồm hai phần chính + Phần lõi trong suốt bằng thuỷ tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n); + Phần vỏ bọc cũng trong suốt làm bằng thuỷ tinh trong suốt có

chiết suất ni nhỏ hơn chiết suất na là chiết suất của phần lõi (n> <ni). Ngoài cùng là một lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo để tạo cho các độ bền và độ dai cơ học. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra .

125 um mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm

50um ánh sáng được truyền đi dọc theo sợi quang.

| Cấu tạo của sợi quang . • Ứng dụng: – Dùng làm các thông tin – viễn thông. Ưu điểm của cáp này là

nhỏ, nhẹ, dung lượng truyền lớn, không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt và không gặp sự cố rủi ro như

cháy nổ. – Dùng trong y khoa (dây cáp nội soi).

4. Giải thích tại sao kim cương (Hình 27.4) và pha lê sáng lóng lánh?

Người ta tạo ra nhiều mặt cho viên kim cương hay các mặt pha lê để làm gì?

Giải

Hình 27.4 Kim cương và pha lê sáng lóng lánh là do hiện tượng phản xạ toàn phần ở trong lòng các viên kim cương hay pha lê đó. Sở di người ta tạo nhiều mặt (mặt phẳng) cho viên kim cương và pha lê để làm tăng cường thêm hiện tượng phản xạ toàn

phần làm tăng thêm phần lóng lánh hơn. 5. Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất nợ tới mặt

phân cách với môi trường (2) chiết suất na. Cho biết n < n và i có giá trị thay đổi. Trường hợp nào sau đây có hiện tượng phản xạ toàn phần? A. Chùm tia sáng gần như sát mặt phẳng phân cách.

1. Góc tới thoả mãn điều kiện sin i>

1 n2

1. Góc tới thoả mãn điều kiện sinh

vi

02

.

1. Không trường hợp nào đã nêu..

Giải Hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (điều kiện

tiên quyết) => Chọn câu D 6. Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc

của một khối trong suốt. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt AC. Trong điều kiện đó, chiết suất n của khối trong suốt có giá trị như thế nào? A. n > V2

2. n = v2. C. n = v2.
3. Không xác định được. B2

| Giải Trên mặt phân cách AC, ta có góc tới i = 45°. Điều kiện về góc tới để có hiện tượng phản xạ toàn phần là i > igh với sin igh =.. Với n = 2 =.= ghi 4 tia khúc xạ đi sát mặt phân cách

Câu C sai

• Với n >/2 =i> igh = có hiện tượng phản xạ toàn phần • Với n </2 = i < igh 8 không có hiện tượng phản xạ toàn phần

+ Câu B sai.

– Chọn câu A 7. Có ba môi trường trong suốt, với cùng góc tới:

– Nếu tia khúc xạ truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 30”. – Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 45°. Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) có giá trị như thế nào (tính tròn số)? A. 30″. B. 42.

1. 45°. D. Không tính được.

Giải

• Khi truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2), ta có:

nisini = nəsinr = nysin30o = 12

(1)

• Khi truyền từ môi trường (1) vào môi trường (3), ta có:

nisini = nzsinr = nzsin45° :

12

Từ (1) và (2) = 3 = 3 1 – Khi truyền từ môi trường (2) vào môi trường (3) có hiện tượng phản xạ toàn phần => sini = “3 = 3 sinh = 45° > Chọn câu C

1. a) Với góc a = 60° = = 90° – 60° = 30°, trường hợp này tia khúc xạ “ bình thường. . – Áp dụng định luật khúc xạ 42 sin 30° = sinre sin r

450

. ..

1. b) Với góc a = 45° = i = 90° – 45° = 45° = ich 3 trường hợp này tia

khúc xạ đi sát mặt phân cách (mặt đáy bán trụ). c) Với góc a = 30° = i = 90° – 30° = 60° > Ligh 2 trường hợp này có hiện | tượng phản xạ toàn phần. Tia phản xạ sau khi gặp mặt cầu sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí (vì điểm tới ban đầu của một phân

cách là tâm của mặt bán cầu). 9. Một sợi quang hình trụ lõi có chiết suất n = 1,50. Phần vỏ bọc có chiết suất

ūVW n = 1,41 8 2. Chùm tia tới hội tụ ở mặt – trước của sợi với góc 2a. Xác định a để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống.

Giải Xét tại điểm tới I bên trong ống dây

1

…

**

T

sin igh =

-= 0,94 →igh = 700 >i> 700

Góc khúc xạ r tại điểm A phải nhỏ hơn 20° tức là r < 20 Xét điểm tới tại A, áp dụng định luật khúc