Tài liệu Bài giảng bài phản xạ toàn phần vật lý 11 (12)

GSTT: Nguyễn Thị Thuý Hoài Tổ Vật Lí – lớp 11 Trường THPT PHÚ LỘC Hãy quan sát các hình ảnh sau: Hình ảnh của con ong qua ống dẫn cáp quang ??? ? Những hình ảnh trên liên quan đến hiện tƣợng gì? PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN (n1 > n2) 1. Thí nghiệm Kết quả: Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ - Nhỏ - Lệch xa pháp tuyến(so với tia tới) - Rất sáng - Rất mờ - Có giá trị đặc biệt igh - Gần như sát mặt phân cách -- Rất mờ - Rất sáng - Có giá trị lớn hơn igh Không còn - Rất sáng 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần S igh i i n1 n2 I r i = igh PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) Khi chùm tia sáng khúc xạ ở mặt phân cách hai môi trường ta có: n1sini = n2sinr n1 n2 II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Suy ra: sinr = III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Vì n1 > n2 nên : sinr > sini. Do đó r>i Sini Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Khi i tăng  r tăng (r>i) Khi r = rmax = 90  i = igh igh : góc giới hạn phản xạ toàn phần gọi là góc tới hạn Khi đó ta có: n1sinigh =n2sin90 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1. Định nghĩa Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xãy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. n 2 n1 PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) Suy ra: n2 n1 (27.1) Với i>igh, nếu áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Sinr = III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Sinigh = n1 sini > 1(vô lý) n2 Điều này phản ánh thực tế là không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Ta gọi là toàn phần để phân biệt với phản xạ một phần luôn xãy ra đi kèm với khúc xạ. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Một số ví dụ về hiện tượng phản xạ toàn phần Hiện tượng ảo ảnh: thành phố nổi trên biển PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Một số ví dụ về hiện tượng phản xạ toàn phần Hiện tượng ảo ảnh: Bóng cây cọ trên mặt sa mạc khô nóng PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Một số ví dụ về hiện tượng phản xạ toàn phần Kim cƣơng PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn i≥igh PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 1.Cấu tạo m PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) Cáp quang là bó sợi quang.Sợi quang gồm hai phần chính: Phần lỏi trong suốt bằng thuỷ tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n1) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n nhỏ hơn phần lõi. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MÔI TRƢỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN(n1 > n2) II. HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I1 Lõi n1 I S III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG Lớp vỏ n2 I2