Lý thuyết Phản xạ toàn phần (mới 2023 + Bài Tập) - Vật lí 11

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Bài giảng Vật lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

1. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn (n₁ > n₂)

- Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang kém hơn (n₁ > n₂) ⇒ r > i ⇒ Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới.

- Khi góc i tăng thì góc r cũng tăng (với r > i ). Khi r_max = 90^o thì i = i_gh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần, còn gọi là góc tới hạn.

Ta có:

$n_1\sin i_{gh}=n_2\sin {90}^0\Rightarrow i_{gh}=\frac{n_1}{n_2}$

2. Hiện tượng phản xạ toàn phần

a. 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.

- Khi có phản xạ toàn phần thì không có tia khúc xạ.

b. Điều kiện để có phản xạ toàn phần

- 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 ≥ i_gh

3. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần: cáp quang

a. Cấu tạo

- Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần.

- Sợi quang gồm hai phần chính:

+ Phần lõi trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn (n₁).

+ Phần vỏ bọc trong suốt, bẳng thủy tinh có chiết suất n₂ nhỏ hơn phần lõi.

b. Công dụng

- Trong công nghệ thông tin, cáp quang được dùng để truyền thông tin, dữ liệu dưới dạng tín hiệu ánh sáng.

Ưu điểm:

+ Dung lượng tín hiệu lớn..

+ Nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn.

+ Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt.

+ Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).

- Cáp quang còn được dùng để nội soi trong y học.

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần 

Câu 1. Trong các câu sau đây, câu nào sai? Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n₁, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n₂ < n₁ thì

A. có tia khúc xạ đối với mọi phương của tia tới.

B. góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.

C. tỉ số giữa sin i và sin r là không đổi khi cho góc tới thay đổi.

D. góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên.

Câu 2. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì

A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần

B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất

D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

Câu 3. Lúc trưa nắng, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước. Đó là vì các tia sáng phản xạ

A. toàn phần trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt.

B. toàn phần trên mặt đường và đi vào mắt.

C. toàn phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt.

D. một phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt.

Câu 4. 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 thoả mãn điều kiện $\sin i>\frac{n_1}{n_2}$.

C. Góc tới i thoả mãn điều kiện $\sin i<\frac{n_1}{n_2}$.

D. Không thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 5. 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 (n₁ > n₂). Nếu tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì có thể kết luận

A. góc tới bằng góc tới giới hạn phản xạ toàn phần         

B. góc tới lớn hơn góc phản xạ toàn phần

C. không còn tia phản xạ                                      

D. chùm tia phản xạ rất mờ

Câu 6. Phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường giống nhau ở tính chất là:

A. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng

B. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng

C. cường độ chùm tia phản xạ gần bằng cường độ chùm tới

D. cường độ chùm phản xạ rất nhỏ so với cường độ chùm tới

Câu 7. Nếu có phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2) thì:

A. vẫn có thể có phản xạ toàn phần khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

B. không thể có phản xạ toàn phần khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

C. không thể có khúc xạ khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

D. không có thể có phản xạ khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

Câu 8. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là điều kiện để có

A. phản xạ thông thường.                                     

B. khúc xạ.

C. phản xạ toàn phần.                                           

D. tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ.

Câu 9. Một học sinh phát biểu: phản xạ toàn phần là phản xạ ánh sáng khi không có khúc xạ. Trong ba trường hợp truyền ánh sáng như hình vẽ, trường hợp nào có hiện tượng phản xạ toàn phần

A. Trường hợp (1)                             

B. Trường hợp (2)

C. Trường hợp (3)                             

D. Cả (1), (2) và (3) đều không

Câu 10. Có tia sáng truyền từ không khí vào ba môi trường (1), (2), (3) hình vẽ. Phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp môi trường nào sau đây?

A. Từ (2) tới (1).            

B. Từ (3) tới (1).   

C. Từ (3) tới (2).            

D. Từ (1) tới (2).

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 28: Lăng kính

Lý thuyết Bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính

Lý thuyết Bài 31: Mắt

Lý thuyết Bài 32: Kính lúp

Lý thuyết Bài 33: Kính hiển vi