BAI 27 PHAN XA TOAN PHAN 2 11CB

Thí nghiệm Khảo sát hiện t ợng xảy ra khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi tr ờng trong suốt theo chiều từ môi tr ờng chiết quang hơn sang môi tr ờng kém chiết quang hơn.. mặt

PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Bài 27

Kiểm tra bài cũ

2 Một tia sáng đi từ trong n ớc ra ngoài không khí, cho chiết suất của n

ớc là 4/3, của không khí là 1 Hãy xác định góc khúc xạ trong các tr ờng hợp sau:

a/ Góc tới i1 =300 b/ Góc tới i2= 450 c/ Góc tới i3 =600

r1 = 41,80 r2 =70,530 Không xác định đ ợc góc r3

1 Thế nào là khúc xạ ánh sáng? Viết biểu thức của định luật khúc xạ

ánh sáng ở dạng đối xứng?

trong các tr ờng hợp:

phản xạ toàn phần

I Sự truyền ánh sáng vào môi tr ờng chiết quang kém hơn (n 1 >n 2 )

1 Thí nghiệm

Khảo sát hiện t ợng xảy ra khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi tr ờng trong suốt theo chiều từ môi tr ờng chiết quang hơn sang môi tr ờng kém chiết quang hơn

* Mục đích:

* Dụng cụ thí nghiệm :

- Nguồn sáng: Đèn laze

* Bố trí thí nghiệm: hình vẽ

- Th ớc đo góc

- Khối bán trụ bằng thuỷ tinh

igh i'

r

i i'

i i'

r

i i'

i nhá

r > i Tia khóc x¹ rÊt s¸ng Tia ph¶n x¹ rÊt mê

i t¨ng Tia khóc x¹ mê ®i r t¨ng vµ > i

Tia ph¶n x¹ s¸ng lªn

i = igh

Tia khóc x¹ lµ lµ mÆt ph©n c¸ch (rÊt mê) Tia ph¶n x¹ rÊt s¸ng

s¸ng nh tia tíi

i>igh Kh«ng cßn tia khóc x¹

r

i

I

n1

n2

S

i

i = i

Minh ho¹ qu¸ tr×nh thùc hiÖn

r

i

2 Góc giới hạn phản xạ toàn phần

ờng: n1sini = n2sinr

Do n1>n2 r > i

* Khi rmax= 90o , i = igh

sin igh= (với n2< n1)

- TH đặc biệt khi môi tr ờng 2 là

chân không (hoặc không khí)

sin igh =

n1

n2

1 n

* Khi i > igh : Không còn tia khúc xạ

(sinr > 1), toàn bộ tia sáng bị phản

xạ ở mặt phân cách

 Hiện t ợng Phản xạ toàn phần

II Hiện t ợng phản xạ toàn phần:

1 Định nghĩa:

Từ thí nghiệm, em hãy cho biết thế nào là hiện t ợng phản xạ toàn phần ? mặt phân cách giữa 2 môi tr ờng trong suốtPhản xạ toàn phần là hiện t ợng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở

2 Điều kiện để có phản xạ toàn phần

* Tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi tr ờng trong suốt theo chiều từ môi tr ờng chiết quang hơn sang môi tr ờng kém chiết

quang hơn

* Góc tới của tia sáng lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn của phản xạ toàn phần

Ví dụ: Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần trong các tr ờng hợp sau.

b Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa thuỷ tinh và n ớc theo chiều từ thuỷ tinh sang n ớc, biết nthuỷ tinh=1,5 và nn ớc=4/3

c Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa thuỷ tinh và không khí theo chiều từ thuỷ tinh sang không khí, biết nthuỷ tinh=1,5 và nkhông khí=1

igh2=62,730

igh3=41,80

Từ kết quả tính trong câu a, em hãy giải thích tại sao trong tr ờng hợp c của bài toán 1 ở phần kiểm tra bài cũ ta không xác định đ ợc góc khúc

xạ ?

a Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa n ớc và không khí theo chiều

từ n ớc sang không khí, biết nn ớc=4/3 và nkhông khí=1

igh1=48,590

Kiểm tra bài cũ

1 Một tia sáng đi từ trong n ớc ra ngoài không khí, cho chiết suất của n

ớc là 4/3, của không khí là 1 Hãy xác định góc khúc xạ trong các tr

ờng hợp sau:

Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa n ớc và không khí theo chiều từ

n ớc sang không khí thì: igh=48,590 mà i3 =600 > igh nên tia sáng

bị phản xạ toàn phần không tồn tại tia khúc xạ, do vậy không xác định đ

ợc góc khúc xạ

a Khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách giữa n ớc và không khí theo chiều

từ n ớc sang không khí, biết nn ớc=4/3 và nkhông khí=1

igh1=48,590

Lớp vỏ n2

L õi n1

I

I 1

I 2

S

quang

Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần

Truyền tải được nhiều thông tin Chống nhiễu

Nhá, nhĐ, dƠ uèn

An toµn

Gi¶i thÝch hiÖn t îng “¶o t îng”

* Lµ hiÖn t îng quang häc x¶y ra trong khÝ quyÓn do sù ph¶n x¹ toµn phÇn cña tia s¸ng trªn mÆt ph©n c¸ch gi÷a líp kh«ng khÝ l¹nh (cã chiÕt suÊt lín) vµ líp kh«ng khÝ nãng (cã chiÕt suÊt nhá)

* C¸c ¶o t îng th êng gÆp:

n3

n2

n4

Tia sáng truyền thẳng

Tia sáng bị khúc xạ khi đi qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau

Ng ời quan sát

Mặt đất

n5

Ảnh con tàu hiện lên bầu trời

Hình ảnh trên mặt đường vào những ngày nắng nóng

Thành phố ảo: lần đầu tiên ảo ảnh xuất hiện trên vùng biển Penglai - vốn

tọa lạc trên mỏm cận đông bán đảo Sơn Đông, Trung Quốc ngày

20/12/2006

Lăng kính phản xạ toàn phần

Kiến thức cơ bản cần nhớ

2 Các điều kiện để có hiên t ợng phản xạ toàn phần

1 Hiện t ợng phản xạ toàn phần

3 Góc giới hạn phản xạ toàn phần

4 ứng dụng của hiện t ợng phản xạ toàn phần.

Phản xạ toàn phần là hiện t ợng khi tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi tr ờng trong suốt thì tia phản xạ sáng nh

tia tới.

* Góc tới của tia sáng lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn của phản xạ toàn phần

* Tia sáng chiếu tới mặt phân cách của 2 môi tr ờng trong suốt theo chiều từ môi

tr ờng chiết quang hơn sang môi tr ờng kém chiết quang hơn

* Góc giới hạn ( i gh ) của phản xạ toàn phần là góc tới để góc khúc xạ r=90 0 , khi góc tới bằng góc giới hạn thì bắt đầu xẩy ra hiện t ợng phản xạ toàn phần

b Một số ứng dụng khác

a Sợi quang học.

* sin i gh = (với n n 2 2 < n 1 )

n 1

C©u hái vµ bµi tËp

1 Trong c¸c tr êng hîp sau, tr êng hîp nµo cã thÓ x¶y ra hiÖn t îng

ph¶n x¹ toµn phÇn ?

a Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ kh«ng khÝ vµo n íc Cho nn íc=4/3, nkh«ng khÝ =1

b Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ n

íc ra kh«ng khÝ Cho nn íc=4/3, nkh«ng khÝ =1

c Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n íc vµ thuû tinh theo chiÒu tõ n

íc ra thuû tinh Cho nn íc=4/3, nthuû tinh =1,5

d Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a kh«ng khÝ vµ thuû tinh theo

b Tia s¸ng chiÕu tíi mÆt ph©n c¸ch gi÷a n íc vµ kh«ng khÝ theo chiÒu tõ n íc ra kh«ng khÝ Cho nn íc=4/3, nkh«ng khÝ =1.

2 Đáy của bể kính có đặt một bóng đèn nhỏ đang sáng (coi nh một

điểm sáng) Cho chiết suất của n ớc là 4/3, của không khí là 1, độ sâu của n ớc trong bể là 30cm Hỏi để toàn bộ tia sáng từ bóng đèn không thể ló ra khỏi mặt n ớc thì cần đặt nổi trên mặt n ớc một đĩa hình tròn có tâm nằm trên đ ờng thẳng đứng đi qua bóng đèn và có bán kính nhỏ nhất

là bao nhiêu cm ?

.

O

D

= ?

R