Nội dung bài viết gồm hai phần:
- Lý thuyết
- Hướng dẫn giải bài tập SGK
A. Lý thuyết
I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn
Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang kém hơn, thì có một giá trị của góc tới mà tại đó không còn xuất hiện tia khúc xạ, chỉ quan sát thất tia phản xạ. Giá trị này được gọi là góc tới giới hạn và được xác định bởi công thức:
$\sin i_{gh} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$
II. Hiện tượng 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
- Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn
n2< n1
- Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:
$i \geq i_{gh}$
3. Ứng dụng: Cáp quang
Cáp quang là các bó sợi quang
Cấu tạo sợi quang: 2 phần
- Phần lõi: làm bằng thủy tinh, chiết suất lớn (n1)
- Phần vỏ bọc: làm bằng thủy tinh có chiết suất nhỏ hơn (n2)
Hiện tượng phản xạ toàn phàn xảy ra ở mặt phân cách giữa hai lõi.
Ứng dụng: Truyền thông tin
B. Bài tập & Lời giải
Câu 1: Trang 172 sgk vật lí 11
Thế nào là phản xạ toàn phần? Nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần.
Xem lời giải
Câu 3: Trang 172 sgk vật lí 11
Cáp quang là gì? Hãy cho biết cấu tạo của cáp quang. Nêu một vài ứng dụng.
Xem lời giải
Câu 4: Trang 172 sgk vật lí 11
Giải thích tại sao kim cương (Hình 27.4) và pha lê sáng nóng lánh. Người ta tạo ra nhiều mặt cho viên kim cương hay các vật bằng pha lê để làm gì?
Xem lời giải
Câu 5: Trang 172 sgk vật lí 11
Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất n1 tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n2. Cho biết n1 < n2 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.
B. Góc tới i thỏa mãn điều kiện sin i > $\frac{n_{1}}{n_{2}}$
C. Góc tới i thỏa mãn điều kiện sin i < $\frac{n_{1}}{n_{2}}$
D. Không trường hợp nào đã nêu.
Xem lời giải
Câu 6: Trang 172 sgk vật lí 11
Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong suốt như Hình 27.10. 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 $\geq \sqrt{2}$
B. n < $\sqrt{2}$
C. 1 < n < $\sqrt{2}$
D. Không xác định được.
Xem lời giải
Câu 7: Trang 173 sgk vật lí 11
Có ba môi trường trong suốt. Với cùng góc tới:
Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 300.
Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 450.
Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) có giá trị như nào (tính tròn số)?
A. 300
B. 420
C. 450
D. Không xác định được.
Xem lời giải
Câu 8: Trang 173 sgk vật lí 11
Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n = 1,41 $\approx \sqrt{2}$. Một chùm tia sáng hẹp nằm trong một mặt phẳng của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bán trụ như Hình 27.11. Xác định đường đi của chùm tia sáng với các giá trị sau đây của góc $\alpha $
a) $\alpha $ = 600
b) $\alpha $ = 450
c) $\alpha $ = 300
Xem lời giải
Câu 9: Trang 173 sgk vật lí 11
Một sợi quang hình trụ, lõi có chiết suất n1 = 1,5. Phần vỏ bọc có chiết suất n = 1,41 $\approx \sqrt{2}$. Chùm tia tới hội tụ ở mặt trước của sợi với góc 2 $\alpha $ như Hình 27.12. Xác định $\alpha $ để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống.
