Với Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần Vật lý lớp 11 chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng nhớ toàn bộ các Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần từ đó biết cách làm bài tập Vật lý 11. Mời các bạn đón xem:

Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần - Vật lý lớp 11

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.

- Khi có phản xạ toàn phần thì không còn 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.

- Điều kiện để có phản xạ toàn phần

+ Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn.

n₂ < n₁

+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: i ≥ i_gh.

2. Công thức – đơn vị

Góc giới hạn được xác định bởi công thức

${\mathrm{sini}}_{gh}=\frac{n_2}{n_1}$

3. Mở rộng

- Nếu ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất n sang môi trường không khí (chiết suất bằng 1) thì góc giới hạn được xác định bằng

${\mathrm{sini}}_{gh}=\frac{1}{n}$ 

Khi đó có thể suy ra chiết suất n nếu biết giá trị góc giới hạn

$\mathrm{n}=\frac{1}{sin{i}_{gh}}$ 

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

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 ra 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.

4. Bài tập ví dụ

Bài 1: Một tia sáng đi từ một chất lỏng trong suốt có chiết suất n chưa biết sang không khí với góc tới như hình vẽ. Cho biết a = 60^o, b = 30^o.

a) Tính chiết suất n của chất lỏng.

b) Tính góc a lớn nhất để tia sáng không thể ló sang môi trường không khí phía trên. 

Bài giải:

Ta có hình vẽ:

a)

Vì α = 60⁰ => i = 30⁰

Vì β = 30⁰ => r = 60⁰

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

$\frac{sini}{sinr}=\frac{1}{n}=\frac{sin{30}^0}{sin{60}^0}=\frac{1}{n}=>n=\sqrt{3}$

b)

Để không có tia ló ra ngoài không khí thì tia tới mặt phân cách bị phản xạ toàn phần

Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần là

i >= i_gh

sin i_gh = $\frac{1}{\sqrt{3}}$

=> i_gh = 35⁰ => i_nin = i_gh = 35⁰.

Góc α_max = 90 – i_gh = 55⁰

Đáp án: a) n = $\sqrt{3}$ ; b) α_max = 55⁰

Bài 2: Một chậu miệng rộng có đáy nằm ngang chứa chất lỏng trong suốt đến độ cao h = 5,2 cm. Ở đáy chậu có một nguồn sáng nhỏ S. Một tấm nhựa mỏng hình tròn tâm O bán kính R = 4 cm ở trên mặt chất lỏng mà tâm O ở trên đường thẳng đứng qua S. Tính chiết suất n của chất lỏng, biết rằng phải đặt mắt sát mặt chất lỏng mới thấy được ảnh của S. 

Bài giải:

Ta có hình vẽ:

Các tia sáng từ S đến mặt phân cách có thể khúc xạ ra không khí đã bị tấm bìa nhựa che khuất nên mắt đặt trong không khí không thấy tia sáng đến mắt và không nhìn thấy ảnh của S.

Cần đặt mắt sát mặt chất lỏng mới thấy được ảnh của S, chứng tỏ rằng các tia sáng tới mép của tấm bìa bị phản xạ toàn phần, tia ló ra đi là là mặt phân cách giữa hai môi trường, các tia tới mép tầm bìa ứng với trường hợp giới hạn phản xạ toàn phần.

Từ hình vẽ ta thấy: góc $\widehat{\mathrm{OSI}}$ = igh => sin $\widehat{\mathrm{OSI}}$ = sinigh

SI = $\sqrt{S{O}^2+I{O}^2}=\sqrt{h^2+R^2}=6,56cm$

Trong tam giác vuông SOI, ta có sin $\widehat{\mathrm{OSI}}$ = $\frac{OI}{SI}=\frac{R}{SI}=\frac{4}{6,56}=0,61$

=> sin i_gh =  $\frac{1}{n}=0,61$

=> n = 1,64.

Đáp án: n = 1,64

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức tính lực tĩnh điện hay nhất | Cách tính lực tĩnh điện

Công thức định luật Cu-lông hay nhất | Cách làm bài tập định luật Cu-lông

Công thức lực tương tác giữa hai điện tích điểm hay nhất | Cách tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm

Công thức tính cường độ điện trường hay nhất | Cách tính cường độ điện trường

Công thức tính cường độ điện trường tổng hợp hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tổng hợp

Công thức tính cường độ điện trường tại trung điểm hay nhất | Cách tính cường độ điện trường tại trung điểm

Công thức tính cường độ điện trường giữa hai bản tụ hay nhất | Cách tính cường độ điện trường giữa hai bản tụ

Công thức tính cường độ điện trường gây ra bởi điện tích q hay nhất | Cách tính cường độ điện trường gây ra bởi điện tích q

Công thức tính công của lực điện hay nhất | Cách tính công của lực điện

Công thức tính thế năng của điện tích hay nhất | Cách tính thế năng của điện tích

Công thức tính điện thế hay nhất | Cách tính điện thế

Công thức tính hiệu điện thế hay nhất | Cách tính hiệu điện thế

Công thức tính tụ điện hay nhất | Cách tính tụ điện

Công thức tính tụ điện mắc nối tiếp hay nhất | Cách tính tụ điện mắc nối tiếp

Công thức tính tụ điện mắc song song hay nhất | Cách tính tụ điện mắc song song

Công thức tính năng lượng tụ điện hay nhất | Cách tính năng lượng tụ điện

Công thức tính cường độ dòng điện

Công thức tính suất điện động

Công thức tính điện năng hao phí trong nguồn điện có điện trở trong

Công thức tính điện năng tiêu thụ

Công thức tính công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua

Công thức tính công của nguồn điện

Công thức tính công suất của nguồn điện

Công thức định luật Jun – Len xơ

Công thức tính hiệu suất của nguồn điện

Công thức tính hiệu suất ấm điện, bếp điện khi đun nước

Công thức định luật ôm cho toàn mạch

Công thức tính cường độ dòng điện khi đoản mạch

Công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

Công thức tính số pin của bộ nguồn

Công thức tính điện trở suất

Công thức định luật Faraday

Công thức tính đương lượng điện hóa

Công thức tính khối lượng vật được giải phóng

Công thức tính lực từ

Công thức tính cảm ứng từ

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp

Công thức tính cảm ứng từ tại tâm vòng dây

Công thức tính từ trường của dòng điện

Công thức tính lực Lorenxơ

Công thức tính bán kính quỹ đạo của electron

Công thức tính từ thông

Công thức tính từ thông cực đại

Công thức tính suất điện động cảm ứng

Công thức tính từ thông riêng

Công thức tính độ tự cảm của ống dây

Công thức tính suất điện động tự cảm

Công thức tính năng lượng từ trường của ống dây

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng

Công thức tính góc khúc xạ

Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

Công thức tính góc lệch

Công thức tính góc tới

Công thức tính chiết suất tuyệt đối

Công thức tính chiết suất tỉ đối

Công thức tính bản mặt song song

Công thức Lăng kính

Công thức tính góc lệch của tia sáng đơn sắc qua lăng kính

Công thức Thấu kính

Công thức tính tiêu cự

Công thức tính tiêu cự của thấu kính mỏng

Công thức tính tiêu cự của kính lúp

Công thức tính tiêu cự của mắt

Công thức tính độ tụ

Công thức tính độ tụ của thấu kính

Công thức tính độ tụ của mắt

Công thức tính độ tụ của kính lúp

Công thức tính số bội giác của kính lúp khi ngắm chừng vô cực

Công thức tính số bội giác của kính lúp

Công thức tính số bội giác của kính hiển vi

Công thức tính số bội giác của kính thiên văn

Công thức tính ảnh ảo của thấu kính hội tụ

Công thức tính ảnh ảo

Công thức tính hệ số phóng đại

Công thức tính khoảng cách từ vật đến ảnh

Công thức tính khoảng cách từ vật đến thấu kính

Công thức về mắt

Công thức tính năng suất phân li của mắt

Công thức Mắt và các dụng cụ quang học