Tài liệu Bài giảng bài phản xạ toàn phần vật lý 11 (6)

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ Bộ môn: Vật lý 11 CHƢƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN CÂU HỎI KiỂM TRA 1. Phát biểu nội dung và viết biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng? 2. Tính góc khúc xạ với n1= ,2n2 = 1. Ứng với các trường hợp sau: n2 I a. i = 0 0 b. i = 300 c. i = 450 d. i = 600 s n1 GỢI Ý TRẢ LỜI + Tính góc khúc xạ: Dựa vào công thức định luật khúc xạ ta có: n2 1 sini  n 21   sinr n1 n1 K I i S n1 R ( n2 = 1) => sinr = n1 sini = + Kết quả: a) Với i = 0 0 => r = 00 tia sáng truyền thẳng b) Với i = 30 0 => r = 45 0 c) Với i = 45 0 => r = 90 0 d) Với i = 60 0 => sinr = n2 3 >1 => không tồn tại góc r 2 sini2 §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Mục tiêu bài học • • • • Hiểu được thế nào là hiện tượng phản xạ toàn phần Khi nào thì xảy ra phản xạ toàn phần Giải được một số bài tập về phản xạ toàn phần Giải thích được một số hiện tượng trong tự nhiên PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Sự truyền ánh sáng vào môi trƣờng chiết quang kém hơn HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Ứng dụng Thí nghiệm Góc giới hạn phản xạ toàn phần Định nghĩa Điều kiện Để có Phản xạ toàn phần §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I- Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn ( n1>n2) 1. Thí nghiệm: S + Dụng cụ: Bán trụ bằng thủy tinh (n1) đặt trong không khí (n2) với n1> n2 + Tiến hành: Chiếu chùm tia sáng hẹp, song song SI vào mặt trụ theo hướng bán kính IO. Ban đầu cho góc tới nhỏ, sau đó tăng dần góc tới. Quan sát thí nghiệm 1 I i i’ R n1 r K n2 §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN + Nhận xét kết quả thí nghiệm: Hãy mô tả đường đi của chùm tia sáng qua bán trụ? Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ I => Ánh sáng truyền thẳng đến r>i O, i nhỏ Một phần bị phản xạ trở Rất lại, một sáng r~900khí phần bị i=i khúc xạ ra ngoài không i=igh gh Rất mờ i>igh i>igh Không còn i i’ R n1 Rất mờ r Rất sáng Rất sáng K n2 §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần: + Khi tia sáng bị khúc xạ ở mặt phân cách giữa hai môi trường, ta có: Suy ra: n1sini = n2sinr gh n1 sin r  sin i n2 + Vì n1>n2 => r>i + Khi góc i tăng thì góc r cũng tăng (r>i). Do đó, khi r đạt cực đại 900 thì i đạt giá trị igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Khi đó ta có: Suy ra: n1Sinigh = n2Sin900 sin igh n2  n1 + Với i>igh thì không tìm thấy r, nghĩa là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó chính là hiện tượng phản xạ toàn phần §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II- HiỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: 1. 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 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: a. Thí nghiệm: Chiếu tia sáng từ không khí vào mặt đáy của bán trụ (nằm trong mặt phẳng tiết diện, nkk n2 ) * Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần( i ≥ igh ) (Thỏa mãn đồng thời hai điều kiện) §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN *Bài tập ví dụ: Áp dụng công thức: sini gh n2  n1 Chiếu một chùm tia sáng hẹp từ môi trường có chiết suất n1= hướng2ra không khí (n2=1). Góc giới hạn phản xạ toàn phần là kết quả nào trong các đáp án sau đây: a) igh = 300 c) igh = 420 b) igh = 600 d) igh = 450 §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III- Ứng dụng của hiện tƣợng phản xạ toàn phần: 1. Lăng kính phản xạ toàn phần: + Cấu tạo: Là một khối thủy tinh trong suốt hình lăng trụ đứng có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân, mặt bên nhẵn (có igh khoảng 420) B A450 A C + Dùng thay gương phẳng trong các dụng cụ quang học: ống nhòm, kính tiềm vọng, trắc viễn kế… M¾t B C §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III- Ứng dụng của hiện tƣợng phản xạ toàn phần: 1. Lăng kính phản xạ toàn phần: 2. Sợi quang học: + Cấu tạo: Là sợi dây bằng chất trong suốt dễ uốn có thành nhẵn, dạng hình trụ có chiết suất lớn. §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Sợi quang học §27 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II- Ứng dụng của hiện tƣợng phản xạ toàn phần: 1. Lăng kính phản xạ toàn phần: 2. Sợi quang học: + Cấu tạo: Là sợi dây bằng chất trong suốt dễ uốn có thành nhẵn, dạng hình trụ có chiết suất lớn. Ứng dụng trong công nghệ thông tin liên lạc, trong y tế... Nội dung chính của bài học * Hiện tượng phản xạ toàn phần: 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 * Góc giới hạn phản xạ toàn phần: n2 sin igh  n1 * Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n1>n2 * ứng dụng: + Lăng kính phản xạ toàn phần + Sợi quang học… i ≥ igh Cảm ơn Thầy và các bạn đã quan tâm theo dõi Trân trọng kính chào!!!