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

1. Lắp đặt các dụng cụ như hình 3.5, chiếu tia sáng đi từ không khí vào bản bán trụ, tăng dần góc tới từ 0° đến 90°. Hãy cho biết có xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần hay không?

2. Tính góc tới hạn khi chiếu tia sáng đi từ nước ra không khí. Biết chiết suất của nước là n = 1,33. Với góc tới hạn tính được, em hãy thực hiện thí nghiệm kiểm tra điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần với hai môi trường nước và không khí.

Khi ta quan sát một vật ở dưới đáy bể nước (hình 3.8), ta có cảm giác vật và đáy bể ở gần mặt nước hơn so với thực tế. Em hãy giải thích hiện tượng này.

Khi người thợ lặn dưới nước nhìn lên trên chỉ thấy có một vùng hình tròn sáng ở mặt nước, phía ngoài vùng đó bị tối đen mặc dù bên trên không có vật che sáng (hình 3.9) Em hãy giải thích hiện tượng này.

Sợi quang được ứng dụng trong nội soi, trang trí, truyền thông tin,... Sợi quang có thể cho ánh sáng đi từ đầu này đến đầu bên kia mà hầu như không giảm cường độ sáng. Tính chất này có được là do khi tia sáng truyền trong sợi quang nếu gặp lớp vỏ sẽ bị phản xạ toàn phần (hình 3.10). Nếu phần lõi sợi quang có chiết suất n₁, và lớp vỏ có chiết suất n₂ thì các chiết suất này phải có đặc điểm gì?

Xét sự truyền sáng từ bán trụ thủy tinh ra không khí, khi góc tới bằng 41°, ta quan sát được đồng thời tia phản xạ và tia khúc xạ với góc khúc xạ với góc khúc xạ gần bằng 90° như hình bên. Theo em khi góc tới tiếp tục tăng lên tới giá trị 60° thì tia sáng sẽ truyền như thế nào?

Thí nghiệm về phản xạ toàn phần

Chuẩn bị:

- Một bảng thí nghiệm có gắn tấm nhựa in vòng tròn chia độ;

- Một bản bán trụ bằng thủy tinh;

- Đèn 12 V – 21 W có khe cài bản chắn sáng;

- Nguồn điện (biến áp nguồn).

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 6.1.

- Chiếu chùm sáng hẹp truyền từ bản bán trụ ra không khí, tăng dần góc tới I và quan sát chùm sáng phản xạ và chùm sáng khúc xạ ra không khí.

- Quan sát và ghi chép vào vở theo mẫu bảng 6.1 đặc điểm nhìn thấy của chùm sáng khúc xạ và phản xạ

Trả lời các câu hỏi sau:

1. Góc khúc xạ lớn hơn hay nhỏ hơn góc tới?

2. Khi nào sẽ xảy ra hiện tượng chỉ có tia phản xạ?

1. Tính góc tới hạn phản xạ toàn phần trong trường hợp tia sáng chiếu từ bản bán trụ thủy tinh (chiết suất n₁ = 1,5) ra không khí (chiết suất n₂ = 1).

2. Sử dụng dụng cụ thí nghiệm ở Hình 6.1 xác định giá trị i_th, so sánh kết quả với câu 1 và rút ra nhận xét

Chiếu một tia sáng từ nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí. Biết chiết suất của nước và không khí lần lượt là \({n_1} = \frac{4}{3},{n_2} = 1\)

a) Tính góc khúc xạ trong trường hợp góc tới bằng 30°

b) Khi góc tới bằng 60° thì có tia khúc xạ không? Tại sao?

Giải thích vì sao chỉ quan sát được hiện tượng ảo ảnh ở khoảng cách rất xa, khi lại gần thì không thấy nữa.

Thực hiện yêu cầu sau:

1. Giải thích sự truyền ánh sáng trong sợi quang

2. Nêu một số ứng dụng của sợi quang trong y học, công nghệ thông tin

Khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước hoặc thủy tinh thì ta luôn thấy tia khúc xạ xuất hiện ở mặt phân cách giữa hai môi trường. Nếu ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khi thì có phải lúc nào ta cũng thấy tia khúc xạ?

Tiến hành thí nghiệm và thực hiện các yêu cầu sau:

a) So sánh chiết suất của môi trường chứa tia tới và môi trường chứa tia khúc xạ.

b) Dưới góc tới i bằng bao nhiêu thì ta bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ?

c) Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì tia sáng truyền đi như thế nào?

Cho ba môi trường nước, thủy tinh, không khí. Cho biết trong trường hợp nào sau đây, dưới góc tới i thích hợp thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

- Ánh sáng truyền từ nước sang không khí.

- Ánh sáng truyền từ không khí sang thủy tinh.

- Ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước.

1. Trả lời câu hỏi của phần Mở đầu bài học

2. Dựa vào các số liệu về chiết suất ở Bảng 4.2, hãy tính góc tới hạn nếu ánh sáng truyền từ nước sang không khí và thực hiện thí nghiệm để kiểm tra ứng với góc tới hạn đó xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần hay không.

Một lăng kính thủy tinh có tiết diện là tam giác vuông cân được đặt trong không khí. Cho biết góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí là 42^o. Chiếu các tia sáng đến lăng kính như hình bên. Hãy tiếp tục vẽ đường đi của tia sáng.

Cho một tia sáng đi qua hai môi trường không khí (chiết suất bằng 1) và kim cương (chiết suất bằng 2,419). Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường trên.

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

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

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

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

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

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

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

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

Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong suốt, đặt trong không khí, tam giác ABC vuông cân tại B, như hình vẽ. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt BC. Trong điều kiện đó, chiết suất n của khối trong suốt có giá trị như thế nào?

Biết chiết suất của nước là \(\frac{4}{3}\). Góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ nước sang không khí:

Một khối thuỷ tinh có tiết diện thẳng như hình vẽ, đặt trong không khí (ABCD là hình vuông; CDE là tam giác vuông cân). Trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, chiếu một chùm tia sáng đơn sắc hẹp SI vuông góc với DE (IE < ID). Chiết suất của thủy tinh là n = 1,5. Tính góc lệch ứng với tia tới SI sau khi ánh sáng khúc xạ ra không khí?

 Ba môi trường trong suốt là không khí và hai môi trường khác có các chiết suất tuyệt đối n₁, n₂ (với n₂ > n₁). Lần lượt cho ánh sáng truyền đến mặt phân cách của tất cả các cặp môi trường có thể tạo ra. Biểu thức nào kể sau không thể là sin của góc?

Khi tia sáng truyền xiên góc tới mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau mà không có tia khúc xạ thì chắc chắn

Trong sợi quang chiết suất của phần lõi: