Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ lại toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Phản xạ toàn phần có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, như cáp quang, lăng kính phản xạ toàn phần, kính ngắm,…
Trong bài viết này, hãy cùng Hocvn tìm hiểu về điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, cách phân biệt nó với phản xạ thông thường và một số ví dụ minh họa.
Bạn đang xem: Học Tập Việt Nam
Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần
Để có hiện tượng phản xạ toàn phần, ánh sáng cần thoả mãn hai điều kiện sau:
- Ánh sáng truyền từ một môi trường tới một môi trường có chiết quang kém hơn. Nghĩa là chiết suất của môi trường đầu (n1) lớn hơn chiết suất của môi trường sau (n2).
- Góc tới (i) lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn (igh). Góc giới hạn là góc tới nhỏ nhất để không có tia khúc xạ. Góc giới hạn được tính theo công thức:
Nếu góc tới nhỏ hơn góc giới hạn, sẽ có cả tia khúc xạ và tia phản xạ. Nếu góc tới bằng góc giới hạn, tia khúc xạ sẽ nằm sát mặt phân cách. Nếu góc tới lớn hơn góc giới hạn, không có tia khúc xạ mà chỉ có tia phản xạ.
Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường
Phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường đều là hiện tượng ánh sáng bị hắt lại khi gặp một mặt phân cách. Tuy nhiên, hai hiện tượng này có những đặc điểm khác nhau như sau:
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1
Cho biết chiết suất của không khí là 1,0003 và chiết suất của nước là 1,33. Tính góc giới hạn khi ánh sáng truyền từ nước sang không khí.
Giải:
Áp dụng công thức tính góc giới hạn, ta có:
Do đó:
Ví dụ 2
Một chùm tia sáng truyền từ không khí vào một khối thủy tinh hình nón có góc đỉnh là 90 độ và chiết suất là 1,5. Tính góc tới nhỏ nhất để chùm tia sáng bị phản xạ toàn phần ở mặt bên của khối thủy tinh.
Giải:
Do góc đỉnh của khối thủy tinh là 90 độ, nên góc giữa mặt bên và mặt đáy là 45 độ. Do đó, góc giới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí là:
Để chùm tia sáng bị phản xạ toàn phần ở mặt bên, góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn. Do đó, góc tới nhỏ nhất là:
các ứng dụng của phản xạ toàn phần
Xem thêm : Nên uống thuốc tẩy giun khi nào? Uống thuốc tẩy giun bao lâu thì giun chết?
phản xạ toàn phần là hiện tượng có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, khoa học và công nghệ. Một số ứng dụng của phản xạ toàn phần là:
- Cáp quang:
Cáp quang là một loại cáp dùng để truyền tín hiệu quang học, có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ cao và khoảng cách xa. Cáp quang được cấu tạo bởi một lõi bằng thủy tinh hoặc chất dẻo trong suốt có chiết suất cao, bao quanh bởi một vỏ cũng trong suốt nhưng có chiết suất thấp hơn.
Khi ánh sáng truyền vào lõi của cáp quang, nếu góc tới lớn hơn góc giới hạn, ánh sáng sẽ bị phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ, và tiếp tục truyền theo định luật phản xạ toàn phần trong lõi. Nhờ vậy, ánh sáng có thể truyền qua cáp quang mà không bị suy giảm nhiều. Cáp quang được ứng dụng rộng rãi trong viễn thông, trang trí, y học (kỹ thuật nội soi),…
- Lăng kính phản xạ toàn phần:
Lăng kính phản xạ toàn phần là một thiết bị quang học có thể phản xạ ánh sáng ở một góc nhất định, thường là 90 độ. Lăng kính phản xạ toàn phần được làm bằng vật liệu có chiết suất cao, có hình khối lăng trụ tam giác vuông cân. Khi ánh sáng đi vào lăng kính, nếu góc tới lớn hơn góc giới hạn, ánh sáng sẽ bị phản xạ toàn phần ở hai mặt bên của lăng kính và ra khỏi mặt đáy. Lăng kính phản xạ toàn phần được ứng dụng trong ống nhòm, kính thiên văn, kính tiềm vọng,…
- Hiện tượng ảo ảnh:
Hiện tượng ảo ảnh là hiện tượng nhìn thấy một hình ảnh không thực của một vật do ánh sáng bị khúc xạ hoặc phản xạ khi đi qua các lớp không khí có nhiệt độ khác nhau. Một loại ảo ảnh do phản xạ toàn phần gây ra là ảo ảnh Fata Morgana. Đây là hiện tượng nhìn thấy một hình ảnh biến dạng của một vật trên biển hoặc sa mạc do ánh sáng bị phản xạ toàn phần khi đi qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau do nhiệt độ khác nhau. Hình ảnh này có thể cao hơn, ngắn hơn, cong vênh hoặc đảo ngược so với vật thật.
Trên đây là những thông tin về Điều Kiện Để Xảy Ra Phản Xạ Toàn Phần. Hocvn hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp