Ứng Dụng Của Phản Xạ Toàn Phần

     

Ngày nay, khi nói tới ‘cáp quang’, chắc hẳn rằng rất nhiều em đang biết chúng được thực hiện để truyền thông media tin (đường truyền internet, truyền hình,…) và đây chính là một trong những ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ phản xạ toàn phần.

Bạn đang xem: ứng dụng của phản xạ toàn phần


Vậy phản xạ toàn phần là gì? hiện tượng lạ phản xạ toàn phần xảy ra khi nào? được ứng dụng gì trong kỹ thuật và y học? chúng ta cùng tìm kiếm hiểu cụ thể qua nội dung bài viết này.

I. Sự truyền ánh nắng vào môi trường xung quanh kém phân tách quan hơn (n1>n2).

Bạn vẫn xem: bức xạ toàn phần là gì? Ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ phản xạ toàn phần và bài bác tập – thiết bị lý 11 bài 27


Góc giới hạn của sự phản xạ toàn phần

*

– Khi tia nắng truyền vào môi trường thiên nhiên chiết quang hèn hơn, thì tất cả một cực hiếm của góc tới mà tại đó không còn xuất hiện nay tia khúc xạ, chỉ quan gần cạnh thấy tia phản bội xạ. Quý hiếm này được gọi là góc tới số lượng giới hạn và được xác minh bởi công thức:

sinigh = n2/n1

II. Hiện tượng phản xạ toàn phần

1. Hiện tượng lạ phản xạ toàn phần là gì?

– Định nghĩa: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn thể tia sáng sủa tới, xảy ra ở mặt phân làn giữa hai môi trường thiên nhiên trong suốt.

2. Hiện tượng kỳ lạ phản xạ toàn phần xảy ra khi nào?

• Hiện tượng phản xạ toàn phần xẩy ra khi tất cả hai điều kiện là:

– Ánh sáng sủa truyền từ bỏ một môi trường tới môi trường chiết quang nhát hơn: n2 1

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

III. Ứng dụng của hiện tượng lạ phản xạ toàn phần

– hiện tượng lạ phản xạ toàn phần được vận dụng làm cáp quang dùng media tin và nội soi vào y học.

• Cáp quang: Là bó gai quang

• sợi quang: Cấu tạo: bao gồm 2 phần chính

– Phần lõi: bằng thủy tinh hoặc hóa học dẻo vào suốt gồm chiết suất n1

– Phần vỏ phủ bọc có chiết suất n2 (n2 1)

*

• Ưu điểm của cáp quang:

– Truyền được dung tích tín hiệu lớn, nhỏ, dịu dễ vận tải và dễ dàng uốn

– Ít bị nhiễu vày trường năng lượng điện từ ngoài, bảo mật thông tin tốt.

IV. Bài bác tập về bức xạ toàn phần

* Bài 1 trang 172 SGK thứ Lý 11: Thế nào là phản xạ toàn phần? Nêu điểu điện để sự phản xạ toàn phần.

° lời giải bài 1 trang 172 SGK vật Lý 11: 

 Định nghĩa: hiện tượng lạ ánh sáng truyền từ môi trường có phân tách suất mập đến mặt số lượng giới hạn với môi trường thiên nhiên có chiết suất nhỏ hơn, chỉ bị phản xạ mà không biến thành khúc xạ hotline là hiện tượng kỳ lạ tương bội nghịch toàn phần.

Điều kiện xẩy ra hiện tượng bức xạ toàn phần:

– Ánh sáng truyền từ môi trường xung quanh chiết quang quẻ sang môi trường kém tách quang hơn.

– Góc tới i phải to hơn hoặc bằng góc giới hạn: sinigh = n2/n1 (với n21)

 Nếu ánh sáng đi từ môi trường xung quanh có phân tách suất n ra không khí thì: sinigh = 1/n

* Bài 2 trang 172 SGK đồ dùng Lý 11: So sánh bức xạ toàn phần với bức xạ thông thường.

° giải mã bài 2 trang 172 SGK vật dụng Lý 11: 

 Giống nhau

– Tia sự phản xạ đều truyền trái lại được môi trường thiên nhiên đầu

– Đều tuân theo định vẻ ngoài phản xạ.

 Khác nhau

– Cường độ của tia bức xạ toàn nhiều phần bằng cường độ tia tới; Còn cường độ của tia sáng bức xạ thông thường nhỏ tuổi hơn độ mạnh tia tới.

– Điều kiện xảy ra:

+ Tia phản bội xạ thường thì xảy ra khi gặp mặt mặt phẳng nhẵn dưới hầu như góc.

+ phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi tia sáng sủa đi từ môi trường xung quanh chiết quang sang môi trường thiên nhiên kém chiết quang hơn và gồm góc cho tới i ≥ igh.

* Bài 3 trang 172 SGK trang bị Lý 11: Cáp quang là gì? cấu trúc của cáp quang. Nêu một vài ba ứng dụng.

° giải thuật bài 3 trang 172 SGK vật dụng Lý 11: 

– Cáp quang đãng là bó sợ hãi quang. Mỗi sợi là 1 trong những dây trong suốt tất cả tính dẫn sáng nhờ sự phản xạ toàn phần.

• Cấu chế tác sợi quang: có 2 phần

– Phần lõi vào suốt, bằng thủy tinh bao gồm chiết suất phệ n1.

– Phần vỏ cũng trong suốt, bởi thủy tinh tất cả chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi.

• Phản xạ toàn phần xẩy ra ở mặt ngăn cách giữa lõi cùng vỏ tạo nên ánh sáng sủa truyền theo sợi quang.

• Ứng dụng của áp quang: Truyền tín hiệu thông tin trong câu hỏi liên lạc với nội soi vào y học.

* Bài 4 trang 172 SGK trang bị Lý 11: Giải thích tại sao kim cương cứng (hình 27.4 SGK) và pha lên sangs lóng lánh? fan ta tạo ra nhiều khía cạnh kim cương cứng hay những vật pha lê để triển khai gì?

° lời giải bài 4 trang 172 SGK trang bị Lý 11: 

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

– tín đồ ta tạo nên nhiều mặt mang lại kim cương cứng hay các vậy bằng pha lê để gia công cho chùm tia tới có không ít khả năng sự phản xạ toàn phần dưới những góc tới khác biệt ứng với các mặt không giống nhau, tạo nên kim cương cứng và trộn lê lóng lánh hơn.

Xem thêm: Nguyên Vật Liệu Chế Tạo Máy Biến Áp, Nghề Điện 11

* Bài 5 trang 172 SGK đồ vật Lý 11: Một chùm tia sáng nhỏ truyền từ môi trường xung quanh (1) phân tách suất n1 tới khía cạnh phẳng phân làn với môi trường (2) phân tách suất n2. Cho thấy thêm n12 và i có mức giá trị vắt đổi.

Trường phù hợp nào tiếp sau đây có hiện tượng lạ phản xạ toàn phần?

A. Chùm tia sáng gần như sát mặt phẳng phân cách.

B. Góc cho tới i thỏa mãn điều khiếu nại sini > n1/n2 .

C. Góc tói i vừa lòng điều kiện sini 1/n2 .

D. Ko trường hòa hợp nào đang nêu.

° lời giải bài 5 trang 172 SGK vật Lý 11: 

• chọn đáp án: D: ko trường đúng theo nào đã nêu.

– Vì đk có sự phản xạ toàn phần là n1 > n2 (đề cho n1 2).

* Bài 6 trang 172 SGK đồ vật Lý 11: Một chùm tia sáng hạn hẹp SI truyền trong khía cạnh phẳng huyết diện vuông góc của khối trong veo như hình 27.10. Tia sáng phản xạ toàn phần ở khía cạnh AC. Trong đk đó, phân tách n của khối vào suốt có mức giá trị như vậy nào?

*

A. N ≥ √2 B. N ° giải mã bài 6 trang 172 SGK thiết bị Lý 11: 

• lựa chọn đáp án: A: n ≥ √2 

*

– Ta có: ΔABC vuông cân ⇒ ∠B = ∠C = 45o

– Lại có: si mê ⊥ BC ⇒ Tia mê say truyền thẳng vào môi trường thiên nhiên trong trong cả ABC mà không xẩy ra khúc xạ ⇒ góc tới i ở khía cạnh AC bằng:

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

– Tia sáng phản xạ toàn phần ở khía cạnh AC suy ra i ≥ igh ⇒ sini ≥ sinigh = 1/n ⇒ n ≥ √2.

* Bài 7 trang 173 SGK thiết bị Lý 11: Có ba môi trường thiên nhiên trong xuyên suốt với cùng góc tới:

– giả dụ tia sáng sủa truyền tự (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 30o.

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

Góc giới hạn toàn phần sinh hoạt mặt phân cách (2) với (3) có mức giá trị ra làm sao tính tròn số)?

A. 30o B. 42o C. 45o D. Không khẳng định được

° giải mã bài 7 trang 173 SGK đồ Lý 11: 

• lựa chọn đáp án: C. 45o 

– khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường thiên nhiên (2) thì góc khúc xạ là 300 nên áp dụng định luật pháp khúc xạ ánh sáng, ta có: n1.sini = n2sin300 (*)

– lúc truyền từ môi trường thiên nhiên từ (1) vào môi trường thiên nhiên (3) thì góc khúc xạ là 450 nên vận dụng định điều khoản khúc xạ ánh sáng, ta có: n1.sini = n3.sin450 (**)

– từ bỏ (*) cùng (**) suy ra: n3/n2 = sin300/sin450 = √2/2

⇒ Môi ngôi trường (2) phân tách quang hơn môi trường (3).

– Góc số lượng giới hạn phản xạ toàn phần ngơi nghỉ mặt phân làn (2) và (3) được xem khi truyền từ môi trường thiên nhiên (2) vào môi trường thiên nhiên (3) là:

 sinigh = n3/n2 = √2/2 ⇒ igh = 450

* Bài 8 trang 173 SGK đồ gia dụng Lý 11: Một khối cung cấp trụ vào suốt bao gồm chiết suất n = 1,41 ≈ √2. Một chùm tia sáng thon thả nằm trong phương diện phẳng của huyết diện vuông góc, chiếu cho tới khối bám trụ như hình 27.11. Xác minh đường đi của chùm tia với những giá trị sau đây của góc α.

*

A. α = 60o. B. α = 45o. C. α = 30o.

° giải mã bài 8 trang 173 SGK thứ Lý 11: 

– vày tia sáng sủa tới gồm đường kéo dãn qua O nên tia tới yêu thích vuông góc khía cạnh phẳng trụ ⇒ góc i = 0 ⇒ tia sáng sẽ truyền trực tiếp vào khối trong veo tới O.

– trên O: tia sáng SO tạo thành với pháp tuyến đường ON của mặt chia cách phẳng một góc cho tới i.

– Ta có: i = 90o – α

– khía cạnh khác, góc giới hạn khi ánh sáng truyền trường đoản cú khối chào bán trụ ra ko khí được xem bởi công thức:

 sinigh = 1/n = 1/√2 ⇒ igh = 450.

• Câu a) α = 60o

⇒ i = 90o – α = 30o ⇒ i gh

– Áp dụng định lý lẽ khúc xạ: sinr = nsini = √2.sin300 = √2/2 ⇒ r = 45o.

⇒ Tia khúc xạ phù hợp với pháp đường của phương diện phẳng chia cách của khối bán trụ góc khúc xạ 45o như hình sau.

*

• Câu b) α = 45o

⇒ i = 90o – α = 45o ⇒ i = igh

⇒ r = 90o ⇒ Tia khúc xạ đi tiếp giáp mặt phân cách của khối tròn như hình sau:

*

• Câu c) α = 30o

⇒ i = 90o – α = 60o ⇒ i > igh

⇒ xẩy ra phản xạ toàn phần, không có tia khúc xạ ra bên ngoài không khí.

* Bài 9 trang 173 SGK đồ Lý 11: Một tua quang hình tròn lõi tất cả chiết suất n = 1,50. Phần vỏ bọc có chiết suất n2 = 1,41 ≈ √2. Chùm tia tới hội tụ ở mặt trước của gai với góc tới 2 α như hình 27.12. Khẳng định α để những tia sáng sủa của của chùm truyền đi được trong ống.

*

° giải thuật bài 9 trang 173 SGK đồ dùng Lý 11: 

– Điều kiện phần đa tia sáng trong chùm đông đảo truyền đi được vào ống là phải thỏa mãn nhu cầu điều kiện bức xạ toàn phần tại mặt chia cách của lõi trụ cùng với vỏ quấn của nó.

Xem thêm: Loài Động Vật Sống Ở Môi Trường Nước Ngọt Là, Bài 29: Một Số Loài Vật Sống Dưới Nước

*

– Từ mẫu vẽ ta có đk xảy ra sự phản xạ toàn phần là:

 i ≥ igh ⇒ sini ≥ sinigh = n2/n1

– Lại có: j = 900 – i ⇒ cosj = sini ≥ n2/n1

– Áp dụng định biện pháp khúc xạ ánh nắng tại I, ta có:

sinα = n1sinj = n1√(1 – cos2j) ≤ n1.√(1-(n2/n1)2)

 ⇒ sinα ≤ 1,5.√(1-(√2/1,5)2)

 ⇒ sinα ≤ 0,5 ⇒ α ≤ 300

Hy vọng với bài viết về Phản xạ toàn phần là gì? Ứng dụng của hiện tượng lạ phản xạ toàn phần và bài xích tập ở trên để giúp đỡ các em nắm rõ hơn, đều góp ý cùng thắc mắc các em hãy nhằm lại comment dưới bài viết để được cung ứng giải đáp.