Lớp 12Vật Lý

Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng

Câu hỏi: hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng

A. ánh sáng bị phản xạ toàn bộ trở lại khi khi chiếu tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

B. ánh sáng bị phản xạ toàn bộ trở lại khi gặp bề mặt nhẵn.

C. ánh sáng bị đổi hướng đột ngột khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Bạn đang xem: Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng

D. cường độ sáng bị giảm khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Lời giải:

Đáp án: A. Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng ánh sáng bị phản xạ toàn bộ trở lại khi khi chiếu tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Cùng THPT Ninh Châu tìm hiểu thêm về hiện tượng này nhé:

I. Hiện tượng phản xạ toàn phần 

1. 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.

Ta gọi là toàn phần để phân biệt với phản xạ một phần luôn xảy ra đi kèm với sự khúc xạ.

2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần

a) Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn: n2 < n1

b) Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: i ≥ igh

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

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

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

Ngoài cùng là một số lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo để tạo cho cáp độ bền và độ dai cơ học.

2. Công dụng

Từ những năm 80 của thế kỉ XX, cáp quang đã được ứng dụng vào việc truyền thông tin. Cáp quang có nhiều ưu điểm so với cáp bằng đồng:

– 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).

3. Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần

a. Lăng kính Porro

Lăng kính Porro (tiếng Anh: Porro prism) do nhà phát minh người Italia Ignazio (25/11/1801 – 08/10/1875) sáng chế năm 1850, khi đang làm việc cho hãng Carl Zeiss (Đức), nhằm ứng dụng cải tiến và chế tạo ống nhòm thế hệ mới với nhiều tính năng vượt trội so với loại ống nhòm Galilean sử dụng thấu kính phân kì làm thị kính trước đó.

[CHUẨN NHẤT] Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng
Hình ảnh đường đi của tia sáng qua lăng kinh Porro

Lăng kính Porro được ứng dụng trong ống nhòm, kính tiềm vọng và các thiết bị quang học khác. 

b. Sợi quang                                                                       

Tín hiệu (quang) truyền theo định luật phản xạ toàn phần trong lõi.

Sợi quang học được ứng dụng trong trang trí, trong viễn thông (cáp quang) và trong y học (kỹ thuật nội soi)

c. Hiện tượng ảo ảnh

Vào những ngày trời nóng khi các em đi trên đường không ít lần các em gặp hình ảnh trước mắt mình mặt đường bị ướt nhưng khi đi đến đó trên đường hoàn toàn khô ráo đó chính là kết quả của hiện tượng ảo ảnh được mô tả bởi hình sau đây

Đây cũng là kết quả của hiện tượng phản xạ toàn phần giữa các lớp không khí có độ chênh lệch nhiệt độ khác nhau nên chiết suất khác nhau.

Có hai loại ảo ảnh như thế:

– Loại thứ nhất: Ảo ảnh lộn ngược và nằm dưới vật thật thường được quan sát thấy ở sa mạc, hay trên đường nhựa vào những ngày trời nắng nóng. Nguyên nhân là do sự chênh lệch nhiệt độ của các lớp không khí: mặt đất hấp thụ nhiệt từ các tia sáng mặt trời và bức xạ ngược trở lại không khí khiến cho các lớp không khí ở sát mặt đất (hoặc sát mặt đường) nóng hơn các lớp không khí ở bên trên nó. Khi độ cao tăng nhiệt độ giảm, nên mật độ của lớp không khí bên trên sẽ đậm đặc hơn và độ chiết suất cũng cao hơn. Khi đó tia sáng từ vật qua các lớp không khí bị khúc xạ nhiều lần sẽ có đường đi cong, thoai thoải và hướng xuống dưới. Càng xuống gần mặt đất, do bị khúc xạ, độ lớn của góc tới sẽ tăng dần và đến một lúc nào đó sẽ vượt qua giá trị của góc khúc xạ giới hạn làm xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, tia sáng bị phản xạ, hướng lên trên, đi đến mắt người quan sát, khiến cho họ như trông thấy ảnh của vật hiện lên trên mặt đất. Ví dụ, trời mùa hè nắng nóng, đi trên đường quốc lộ ta cảm thấy mặt đường lấp loáng như mặt nước soi bóng các phương tiện ôtô, xe máy,…; hay những người trên sa mạc thường ảo giác thấy trước mặt là một hồ nước.

– Loại thứ hai: là các bóng mờ của các vật thể lớn (như tàu thuyền, hay thậm chí là một dãy núi, một hòn đảo, một thành phố) hiện lên trên bầu trời, trên mặt biển gần bờ. Nguyên nhân của hiện tượng này là do có lớp không khí lạnh nằm sát mặt nước, trong khi các lớp không khí bên trên nó thì nóng hơn do được mặt trời sưởi ấm. Cơ chế xảy ra giống hệt loại thứ nhất, nhưng hướng của tia sáng thì ngược lại. Khi đó, tia sáng từ vật thể lớn, tỉ dụ như con thuyền, đi hướng lên trên, do khúc xạ mà thay vì truyền theo đường thẳng nó đi theo một đường cong với góc tới ngày càng lớn, đến khi lớn hơn góc khúc xạ giới hạn, nó bị phản xạ và hướng xuống đến mắt người quan sát, làm cho người đó như thấy cái bóng lộn ngược của con thuyền trên bầu trời.

Ngoài ra hiện tượng phản xạ toàn phần còn giải thích được rất nhiều hiện tượng khác như độ lấp lánh của viên kim cương, hay một số hình ảnh mà người thợ lặn quan sát được khi lặn dưới biển…..

Đăng bởi: THPT Văn Hiến

Chuyên mục: Lớp 12, Vật Lý 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button