Xác định đường đi của chùm tia với các giá trị sau đây

Giải Vật Lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Video Giải Bài 8 trang 173 SGK Vật Lí 11

Bài 8 trang 173 SGK Vật Lí 11: Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n = 1,41 ≈ $\sqrt{2}$. Một chùm tia sáng hẹp nằm trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bán trụ như hình 27.11. Xác định đường đi của chùm tia với các giá trị sau đây của góc α.

A. α = 60^o.

B. α = 45^o.

C. α = 30^o.

Lời giải:

Vì tia sáng tới có đường kéo dài qua O nên tia tới SI vuông góc mặt phẳng trụ

=> góc i = 0 => tia sáng sẽ truyền thẳng vào khối trong suốt tới O.

Tại O: tia sáng SO tạo với pháp tuyến ON của mặt phân cách phẳng một góc tới i.

Ta có: i = 90^o – α

Mặt khác, góc giới hạn khi ánh sáng truyền từ khối bán trụ ra không khí được tính bởi công thức:

$\sin i_{gh}=\frac{1}{n}=\frac{1}{\sqrt{2}}\Rightarrow i_{gh}={45}^0$

a) α = 60^o

→ i = 90^o – α = 30^o → i < igh

Áp dụng định luật khúc xạ:

$\sin r=n.\sin i=\sqrt{2}\sin {30}^0=\frac{\sqrt{2}}{2}$

=> r = 45^o. Vậy tia khúc xạ hợp với pháp tuyến của mặt phẳng phân cách của khối bán trụ góc khúc xạ 45^o như hình vẽ.

b) α = 45^o

=> i = 90^o – α = 45^o => i = igh

=> r = 90^o => Tia khúc xạ đi sát mặt phân cách của khối tròn như hình vẽ:

c) α = 30^o

=> i = 90^o – α = 60^o => i > i_gh

=> Xảy ra phản xạ toàn phần, không có tia khúc xạ ra ngoài không khí.

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

C1 trang 168 Vật Lí lớp 11: Tại sao ở mặt cong của bán trụ, chùm tia hẹp truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng...

C2 trang 168 Vật Lí lớp 11: Vận dụng tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng...

Bài 1 trang 172 Vật Lí lớp 11: Thế nào là phản xạ toàn phần...

Bài 2 trang 172 Vật Lí lớp 11: So sánh phản xạ toàn phần với phản xạ thông thường...

Bài 3 trang 172 Vật Lí lớp 11: Cáp quang là gì...

Bài 4 trang 172 Vật Lí lớp 11: Người ta tạo ra nhiều mặt kim cương hay các vật pha lê để làm gì...

Bài 5 trang 172 Vật Lí lớp 11: Trường hợp nào sau đây có hiện tượng phản xạ toàn phần...

Bài 6 trang 172 Vật Lí lớp 11: Trong điều kiện đó, chiết suất n của khối trong suốt có giá trị như thế nào...

Bài 7 trang 173 Vật Lí lớp 11: Góc giới hạn toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) có giá trị như thế nào...

Bài 9 trang 173 Vật Lí lớp 11: Một sợi quang hình trụ lõi có chiết suất n = 1,50...

Lý thuyết Phản xạ toàn phần

Trắc nghiệm Phản xạ toàn phần có đáp án