Bài 27: Phản xạ toàn phần

• Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ lại toàn bộ tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn.

• Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng ta có: 

  • \(n_1sini=n_2sinr\) ⇔ ​\(sini=\frac{n_2}{n_1}sinr\) 

Vì \(n_1> n_2\)  => r > \(i\)=> khi góc \(i\) tăng thì góc r cũng tăng, Do đó khi góc r đặt giá trị cực đại (\(r=90^o\Rightarrow sinr=1\) ) thì \(i\) đạt giá trị giới hạn \(i_{gh}\) : \(sini_{gh}=\frac{n_2}{n_1}\)

\(i_{gh}\) gọi là góc khúc xạ giới hạn

• Nếu \(i> i_{gh}\)  thì hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra.​

Bài 1

Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5 tiết diện thẳng là 1 tam giác ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB 1 chùm sáng song song SI.

a. Khối thủy tinh đặt trong không khí. Hiện tượng  phản xạ toàn phần có xảy ra không?

b. Khối thủy tinh đặt trong nước có n’=1,33. Tính góc lệch D?

Hướng dẫn giải:

a. Quan sát đường đi của tia sáng

• Dựa vào ΔABC ta có:

r’ = 450

\(sini_{gh}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{1,5}=0,67\) ⇒ \(i_{gh}\) = \(41^o48'\)

1. Ta thấy:  r’ > \(i_{gh}\)

                   \(n_1> n_2\)

⇒ Có xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần tia sáng truyền thẳng ra không khí tại mặt BC

b. Quan sát đường đi của tia sáng

• Ta có: \(sini_{gh}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1,33}{1,5}=0,887\)          

 ⇒ \(i_{gh}\) = \(62^o27'\)

• Ta thấy  r’ < \(i_{gh}\) nên tại AC có tia khúc xạ.

• Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng ta có nsinr’ = n’sini’

 ⇒ \(i'= 52^o53'\) 

Vậy, góc lệch D = i’ – r’ = 7053’ \(D=i'-r'=7^o53'\)

Qua bài giảng Phản xạ toàn phần này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được hiện tượng phản xạ toàn phần.

• Nêu được điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần.

• Nêu được một số ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Biết được vai trò của cáp quang trong đời sống, khoa học và kỹ thuật, có ý thức bảo vệ an toàn cho hệ thống cáp quang quốc gia, cũng như hệ thống cáp quang quốc tế đi qua Việt Nam.

• Giải các bài tập về hiện tượng phản xạ toàn phần​

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 27 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5 đặt trong nước có tiết diện thẳng là 1 tam giác ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB 1 chùm sáng song song SI. Tính góc lệch D?. Biết chiết suất của nước là  n’=1,33. 

  • A. \(4^o53'\)
  • B. \(5^o53'\)
  • C. \(6^o53'\)
  • D. \(7^o53'\)

• Câu 2:

  Có ba môi trường trong suốt. Với cùng một góc tới:

  Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là \(30^o\) Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là \(40^o\)

  Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) có giá trị như thế nào (tính tròn số)?

  • A. \(30^o\)
  • B. \(40^o\)
  • C. \(45^o\)
  • D. Không tính được.

• Câu 3:

  Một tia sáng trong thủy tinh đến mặt phân cách giữa thủy tinh và không khí dưới góc tới i = 30⁰ , tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau . Tính góc tới để không có tia sáng ló ra không khí .

   

  • A. \(i'>35^015'\)
  • B. \(i'>36^015'\)
  • C. \(i'>37^015'\)
  • D. \(i'>38^015'\)

• Câu 4:

  Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang không khí và từ thủy tinh sang nước. Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5; của nước là 1,33. 

  • A. \(23^o\)
  • B. \(33^o\)
  • C. \(43^o\)
  • D. \(53^o\)

• Câu 5:

  Phát biểu nào sau đây là không đúng?

  • A. Khi có phản xạ toàn phần thì toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới.
  • B. Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chết quang hơn.
  • C. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần igh
  • D. Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số giữa chiết suất của môi trường kém chiết quang với môi trường chiết quang hơn

Câu 6- Câu 14: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 27 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 3 trang 222 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 4 trang 222 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 27.1 trang 71 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.2 trang 71 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.3 trang 72 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.4 trang 72 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.5 trang 72 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.6 trang 72 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.7 trang 73 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.8 trang 73 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.9 trang 73 SBT Vật lý 11

Bài tập 27.10 trang 74 SBT Vật lý 11

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!