Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Phản xạ toàn phần hay, chi tiết cùng với 15 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 11.

Vật Lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

A. Lý thuyết Phản xạ toàn phần

1. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn (n₁ > n₂)

- Khi ánh sáng truyền vào môi trường chiết quang kém hơn (n₁ > n₂) ⇒ 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 (với r > i ). Khi r_max = 90^o thì i = i_gh gọi là góc giới hạn phản xạ toàn phần, còn gọi là góc tới hạn.

Ta có:

$n_1\sin i_{gh}=n_2\sin {90}^0\Rightarrow i_{gh}=\frac{n_1}{n_2}$

2. Hiện tượng phản xạ toàn phần

a. Định nghĩa

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

- Khi có phản xạ toàn phần thì không có tia khúc xạ.

b. 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

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

a. Cấu tạo

- 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 trong suốt, bẳng thủy tinh có chiết suất n₂ nhỏ hơn phần lõi.

b. Công dụng

- Trong công nghệ thông tin, cáp quang được dùng để truyền thông tin, dữ liệu dưới dạng tín hiệu ánh sáng.

Ưu điểm:

+ Dung lượng tín hiệu lớn..

+ Nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn.

+ Không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài, bảo mật tốt.

+ Không có rủi ro cháy (vì không có dòng điện).

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

B. Trắc nghiệm Phản xạ toàn phần

Bài 1. Một sợi quang hình trụ, lõi có chiết suất nl = 1,5, phần võ bọc có chiết suất nv = √2 . Chùm tia tới hội tụ ở mặt trước của sợi với góc 2α như hình vẽ. Tìm điều kiện α để các tia sáng của chùm sáng truyền được trong ống

A. α < 30^o

B. α ≥ 30^o

C. α < 45^o

D. α ≥ 45^o

Bài 2. Khi nói về hiện tượng phản xạ toàn phần. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Khi có phản xạ toàn phần thì hầu như toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trường chứa chùm ánh sáng tới.

B. Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn.

C. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần

D. Góc giới hạn của phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số chiết suất giữa môi trường chiết quang kém với môi trường chiết quang hơn.

Bài 3. Chiếu một chùm tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì

A. cường độ ánh sáng của chùm khúc xạ gần bằng cường độ sáng của chùm tới

B. Cường độ ánh sáng của chùm tia phản xạ gần bằng cường độ sáng của chùm tới.

C. cường độ sáng của chùm tia phản xạ lớn hơn cường độ sáng của chùm tia tới

D. cường độ sáng của chùm tia tới, chùm tia phản xạ và chùm tia khúc xạ bằng nhau

Bài 4. Điều kiện cần để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nào sau đây là đúng?

A. Tia sáng tới đi từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn hơn.

B. Tia sáng tới đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn đến mặt phân cách với môi trường có chiết suất nhỏ hơn.

C. Tia sáng tới phải đi vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt

D. Tia sáng tới phải đi song song với mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt

Bài 5. Một tia sáng đi từ nước đến mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của nước là 4/3 , chiết suất của không khí là 1. Góc giới hạn của tia sáng phản xạ toàn phần khi đó là

A. 41^o48’

B. 48^o35’

C. 62^o44’

D. 38^o26’

Bài 6. Một bể chứa nước có độ sau là 60cm. Ở mặt nước, đặt một tấm gỗ có bán kính r. Một nguồn sáng S đặt dưới đáy bể và trên đường thẳng đi qua tâm của tấm gỗ. Biết chiết suất của nước là 4/3. Để tia sáng từ S không truyền ra ngoài không khí thì r có giá trị nhỏ nhất là

A. 63cm

B. 68cm

C. 55cm

D. 51cm

Bài 7. Một tia sáng hẹp truyền từ môi trường có chiết suất √3 đến mặt phân cách với môi trường khác có chiết suất n. Để tia sáng tới gặp mặt phân cách hai môi trường dưới góc i ≥ 60^o sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì chiết suất n phải thoả mãn điều kiện:

A. n ≤ 1,7

B. n > 1,7

C. n ≤ 1,5

D. n > 1,5

Bài 8. Một khối thuỷ tinh hình bán cầu tâm O bán kính 20cm, chiết suất n = 1,414. Chiếu chùm tia sáng song song vào toàn bộ mặt phẳng của hình bán cầu theo phương vuông góc với mặt phẳng đó

a) Góc giới hạn phản xạ toàn phần đối với tia sáng từ thuỷ tinh ra không khí là

A. 45^o

B. 50^o

C. 60^o

D. 55^o

b) Bán kính đường đi của chùm tia sáng tới bán cầu mà cho chùm tia ló ra khỏi mặt cong của nó là

B. 5√2cm

C. 5cm

D. 7,5cm.

Bài 9. Một khối thủy tinh có chiết suất n đặt trong không khí. Tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm tia sáng song song SI thì chùm tia sáng sau đó đi là là mặt AC. Giá trị n là?

A. 45^o44’.

B. 54^o44’.

C. 44^o54’.

D. 44^o45’

A. i ≥ 62^o44’

B. i < 62^o44’

C. i < 65^o48’

D. i < 48^o35’

Bài 12. Cho một khối thuỷ tinh hình hộp chữ nhật có tiết diện thẳng ABCD đặt trong không khí. Để mọi tia sáng tới mặt có cạnh AB đều phản xạ toàn phần ở mặt có cạnh BC thì chiết suất n của thuỷ tinh có giá trị nhỏ nhất là

A. 1,5

B. 2

C. √3

D. √2