Lớp 11

Vật lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Giải bài tập Vật lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức lý thuyết, đồng thời biết cách giải nhanh được các bài tập Vật lí 11 chương 6 trang 172→173.

Việc giải bài tập Vật lí 11 Bài 27 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết giải Lý 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Bạn đang xem: Vật lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Lý thuyết Phản xạ toàn phần

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

a) Thí nghiệm

Ta cho một chùm tia sáng hẹp truyền từ khối nhựa trong suốt hình bán trụ vào trong không khí.

Thay đổi độ nghiêng của chùm tia tới (thay đổi góc tới i) và quan sát chùm tia khúc xạ ra không khí. Khi góc tới i ≥ igh tia khúc xạ không còn, toàn bộ tia sáng bị phản xạ.

b) Góc giới hạn phản xạ toàn phần

– 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 rmax = 90o thì i = igh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần, còn gọi là góc tới hạn.

Ta có:

mathrm{n}_{1} operatorname{sini} mathrm{gh}_{mathrm{gh}}=mathrm{n}_{2} sin 90^{circ} Rightarrow sin mathrm{i}_{mathrm{gh}}=frac{mathrm{n}_{1}}{mathrm{n}_{2}}

– Với i > igh: Không có tia khúc xạ, toàn bộ tia sáng bị phản xạ ở mặt phân cách. Đó là hiện tượng phản xạ toàn phần.

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 ≥ igh

Giải bài tập Vật lí 11 bài 27 trang 172

Câu 1

Thế nào là phản xạ toàn phần? Nêu điểu điện để phản xạ toàn phần.

Lời giải:

* Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất lớn đến mặt giới hạn với môi trường có chiết suất nhỏ hơn, chỉ bị phản xạ mà không bị khúc xạ gọi là hiện tượng tương phản toàn phần.

* Điều kiện phản xạ toàn phần:

+ Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém.

+ Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.

• Góc giới hạn:

sin i_{g h}=frac{n_{2}}{n_{1}}

Nếu ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất n ra không khí thì :

sin i_{g h}=frac{1}{n}

Câu 2

So sánh phản xạ toàn phần với phản xạ thông thường.

Lời giải:

• Giống nhau:

– Tia phản xạ đều truyền ngược lại được môi trường đầu

– Đều tuân theo định luật phản xạ.

• Khác nhau:

– Cường độ của tia phản xạ toàn phần lớn bằng cường độ tia tới; Còn cường độ của tia sáng phản xạ thông thường nhỏ hơn cường độ tia tới.

– Điều kiện xảy ra:

+ Tia phản xạ thông thường xảy ra khi gặp mặt phẳng nhẵn dưới mọi góc.

+ Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi tia sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém và góc tới i > igh.

Câu 3

Cáp quang là gì? Cấu tạo của cáp quang. Nêu một vài ứng dụng.

Lời giải:

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

∗ Cấu tạo: gồm 2 phần

– Phần lõi trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất lớn n1.

– Phần võ cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi.

Phản xạ toàn phần xảy ra ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi theo sợi quang.

∗ ứng dụng

– truyền tín hiệu thông tin trong việc liên lạc.

– Nội soi trong y học.

Câu 4

Giải thích tại sao kim cương ( hình 27.4 SGK) và pha lên sangs lóng lánh? Người ta tạo ra nhiều mặt kim cương hay các vật pha lê để làm gì?

Lời giải:

* Kim cương và pha lê sáng lóng lánh vì nó có thể phản xạ toàn phần ánh sáng mặt trời chiếu vào nó.

* Người ta tạo ra nhiều mặt cho kim cương hay các vậy bằng pha lê để làm cho chùm tia tới có nhiều khả năng phản xạ toàn phần dưới các góc tới khác nhau ứng với các mặt khác nhau, làm cho kim cướng và pha lê lóng lánh hơn.

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. 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 sini > n1/n2 .

C. Góc tói i thỏa mãn điều kiệnsini < n1/n2 .

D. Không trường hợp nào đã nêu.

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 6

Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của khối trong suốt như hình 27.1. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt AC. Trong điều kiện đó, chiết n của khối trong suốt có giá trị như thế nào?

A. n ≥ √2

B. n < √2

C. 1 < n < √2

D. Không xác định được.

Lời giải:

Đáp án: A

ΔABC vuông cân ⇒ ∠B = ∠C = 45o

SI ⊥BC ⇒ Tia SI truyền thẳng vào môi trường trong suốt ABC mà không bị khúc xạ ⇒ góc tới i ở mặt AC bằng:

i = ∠B = ∠C = 45o ⇒ sini = sin45o = 1/√2

Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt AC ⇒ i ≥ igh → sini ≥ sinigh = 1/n ⇒ n ≥ √2

Câu 7

Có ba môi trường trong suốt với cùng góc tới:

– nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 30o.

– nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 45o.

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

A. 30o

B. 42o

C. 45o

D. không xác định được

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 8

Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n = 1,41 ≈ √2. Một chùm tia sáng hẹp nằm trong mặt phẳng của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bám trụ như hình 27.11. Xác định đường đi của chùm tia với các giá trí sau đây của góc α.

A. α = 60o.

B. α = 45o.

C. α = 30o.

Gợi ý đáp án 

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 = 90o – α

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

Rightarrow {mathop{rm s}nolimits} {rm{inr}} = nsin i = sqrt 2 .sin 30 = {{sqrt 2 } over 2} Rightarrow r = {45^0}

b) α = 450 => i = 90 – α = 450.

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: nsin i = {mathop{rm s}nolimits} {rm{inr}}

Rightarrow {mathop{rm s}nolimits} {rm{inr}} = nsin i = sqrt 2 .sin 45 = sqrt 2 .{1 over {sqrt 2 }} = 1

Rightarrow r = {90^0}

c) α = 300 => i = 90 – 30 = 600.

Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sin {i_{gh}} = {1 over {sqrt 2 }}

Rightarrow {i_{gh}} = {45^0}

Ta có: {i_{gh}} Rightarrow” width=”129″ height=”24″ data-type=”0″ data-latex=”i = {60^0} > {i_{gh}} Rightarrow” class=”lazy” data-src=”https://tex.vdoc.vn?tex=i%20%3D%20%7B60%5E0%7D%20%3E%20%7Bi_%7Bgh%7D%7D%20%5CRightarrow”> xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Đăng bởi: THPT Nguyễn Đình Chiểu

Chuyên mục: Tài Liệu Lớp 11

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button

Bạn đang dùng trình chặn quảng cáo!

Bạn đang dùng trình chặn quảng cáo!