Luyện tập Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần CD

Góc giới hạn được xác định bởi biểu thức: 

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là:

- Tia sáng đi từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ hơn.

- Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i_th.

Chiếu một tia sáng từ không khí sang nước theo phương vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường. Góc khúc xạ có độ lớn là 0^o.

Ánh sáng truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2):

n₁.sini = n₂.sin45              (1)

Ánh sáng truyền từ môi trường (1) vào môi trường (3):

n₁.sini = n₃.sin30               (2)

Từ (1) và (2) ta có:

Khi tia sáng truyền từ môi trường (2) vào môi trường (3) ta có:

n₂.sini = n₃.sinr ⇒ sinr = sini

⇒ sinr =  sin60 = 0,6124 ⇒ r ≈ 38^o

Trường hợp (1) không có hiện tượng phản xạ toàn phần vì hiện tượng phản xạ toàn phần phải xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Trường hợp (2) không có hiện tượng phản xạ toàn phần vì có tia khúc xạ.

Trường hợp (3) không có hiện tượng phản xạ toàn phần vì n₁ = n₂.

Sợi quang là ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần. Sợi quang được ứng dụng trong nội soi, trang trí, truyền thông tin,...

Khi ta quan sát một con cá vàng đang bơi trong bể cá cảnh vì hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách khi đi qua hai môi trường trong suốt và đồng tính.

Khi đi từ không khí vào nước, tia sáng bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách của hai môi trường và có góc tới lớn hơn góc khúc xạ.

Ta có:

⇒ n = sin60^o = 1,5

Để góc tới i ≥ 60^o luôn có phản xạ toàn phần thì n ≤ 1,5. 

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

Ta có:

⇒ i_th = 48^o59 = 48^o35'

Ảnh Tháp Rùa trên mặt nước Hồ Gươm là ứng dụng của hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Tốc độ truyền ánh sáng trong kim cương là:

  = 124 000 000 (m/s) = 124 000 (km/s).