Bài 27. Phản xạ toàn phần

PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn

Thí nghiệm: Cho một chùm tia sáng hẹp truyền từ khối nhựa trong suốt hình bán trụ vào không khí (như hình).

• Khi chùm tia sáng khúc xạ ở mặt phân cách giữa hai môi trường, ta có

\(n_1\sin i=n_2\sin r\)

\(\Rightarrow\sin r=\frac{n_1}{n_2}\sin i\)

       Vì \(n_1>n_2\Rightarrow r>i\)

       Chùm tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với chùm tia tới.

• Khi góc \(i\) tăng thì góc \(r\) cũng tăng. Khi \(r\) đạt cực đại thì \(i=i_{gh}\) gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần.

\(\sin i_{gh}=\frac{n_2}{n_1}\)

II. Hiện tượng phản xạ toàn phần

1. Định nghĩa

Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

2. Điều kiện để có phản xạ toàn phần:

• Ánh sáng truyền từ một môi trường tới một môi trường chiết quang kém hơn:

\(n_2< n_1\)

• Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn:

​\(i\ge i_{gh}\)

II. Cáp quang

1. Cấu tạo

Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một sợi 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 (\({{n}_{1}}\))
• Phần vỏ bọc cũng trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất \({{n}_{2}}<{{n}_{1}}\)

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

2. Công dụng

Cáp quang được ứng dụng vào việc truyền thông tin với các ưu điểm:

• Dung lượng tín hiệu lớn.
• Không bị nhiễu bở các bức xạ điện từ bên ngoài.
• Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).

Cáp quang còn được dùng để nội soi trong y học.