Bài tập bức xạ toàn phần và giải pháp giải
Với bài xích tập bức xạ toàn phần và biện pháp giải đồ dùng Lí lớp 11 bao gồm đầy đủ phương pháp giải, lấy một ví dụ minh họa và bài xích tập trắc nghiệm gồm lời giải cụ thể sẽ giúp học sinh ôn tập, biết phương pháp làm dạng bài xích tập phản xạ toàn phần từ kia đạt điểm trên cao trong bài thi môn đồ gia dụng Lí lớp 11.
Bạn đang xem: Góc giới hạn phản xạ toàn phần
1. Lí thuyết
- Hiện tượng phản xạ toàn phần: Phản xạ toàn phần là hiện tượng lạ phản xạ cục bộ tia sáng tới, xẩy ra ở mặt ngăn cách giữa hai môi trường xung quanh trong suốt.
Chú ý: Khi bao gồm phản xạ toàn phần thì không tồn tại tia khúc xạ. Ta call là toàn phần để khác nhau với phản xạ 1 phần luôn xảy ra đi kèm theo với sự khúc xạ.
- Điều kiện để sở hữu phản xạ toàn phần:
+ Ánh sáng truyền từ bỏ một môi trường tới môi trường xung quanh chiết quang yếu hơn: n2 1
+ Góc tới to hơn hoặc bởi góc giới hạn: i ≥ igh
- Góc số lượng giới hạn phản xạ toàn phần:
Khi góc i tăng thì góc r cũng tăng (với r > i). Do đó, lúc r đạt giá bán trị cực to thì i đạt giá bán trị điện thoại tư vấn là igh góc số lượng giới hạn phản xạ toàn phần, nói một cách khác là góc tới hạn. Khi ấy ta có: n1 sin igh = n2 sin 900 suy ra:
- Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần:
Trong technology thông tin, cáp quang được dùng để làm truyền thông tin, dữ liệu dưới dạng biểu hiện ánh sáng. Cáp quang đãng là bó tua quang. Mỗi sợi quang là một trong dây trong suốt bao gồm tính dẫn sáng sủa nhờ sự phản xạ toàn phần. Tua quang bao gồm hai phần chính:
+ Phần lõi trong suốt bởi thủy tinh rất sạch có chiết suất lớn.
+ Phần vỏ quấn cũng trong suốt, bởi thủy tinh gồm chiết suất nhỏ hơn phần lõi.
Ngoài cùng là một vài lớp vỏ bọc bởi nhựa dẻo để tạo cho cáp thời gian chịu đựng và độ dai cơ học.
Phản xạ toàn phần xẩy ra ở mặt chia cách giữa lõi với vỏ tạo nên ánh sáng truyền đi được theo sợi quang.
Công dụng: Cáp quang có tương đối nhiều ưu điểm đối với cáp bằng đồng:
+ dung tích tín hiệu lớn
+ nhỏ dại và nhẹ, dễ dàng vận chuyển, dễ dàng uốn.
+ không biến thành nhiễu bởi các bức xạ năng lượng điện từ mặt ngoài, bảo mật tốt.
+ không có rủi ro cháy ( vì không tồn tại dòng điện).
2. Cách thức giải
Áp dụng các kiến thức và công thức ở chỗ lí thuyết nhằm giải bài bác tập.
3. Lấy ví dụ như minh họa
Ví dụ 1: Một bồn tắm chứa gồm độ sâu là 80cm. Ở mặt nước, đặt một gỗ khối có nửa đường kính r. Một nguồn sáng S đặt mặt đáy bể và trên tuyến đường thẳng trải qua tâm của tấm gỗ. Biết phân tách suất của nước là
A.71cm
B.81cm
C.91cm
D.101cm
Lời giải chi tiết
Để tia sáng đi từ đáy bể không truyền ra phía bên ngoài không khí thì hôm nay tia sáng đi đến rìa của gỗ khối thì xẩy ra hiện tượng bức xạ toàn phần.
Biểu diễn con đường truyền tia sáng:
Ta thấy góc cho tới i của tia sáng phạt ra trường đoản cú A cho mặt nước tăng cao khi vị trí tới dịch chuyển từ điểm I của mép miếng mộc ra xa trung ương O. Để không tồn tại bất kì tia khúc xạ nào lọt ra bên ngoài không khí thì tia cho tới AI phải có góc tới thỏa mãn điều kiện:
Chọn câu trả lời C
Ví dụ 2: Một tia sáng đi từ nước đến mặt biện pháp với ko khí. Biết chiết suất của nước là
A. 500
B. 520
C. 480
D. 450
Lời giải chi tiết
Áp dụng phương pháp phản xạ toàn phần:
Chọn câu trả lời C
4. Bài bác tập vận dụng
Bài 1: Điều kiện xảy ra hiện tượng sự phản xạ toàn phần là:
A. Ánh sáng có chiều từ môi trường thiên nhiên có chiết quang rộng sang môi trường xung quanh có phân tách quang kém cùng góc tới nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần.
B. Ánh sáng tất cả chiều từ môi trường xung quanh chiết quang rộng sang môi trường chiết quang đãng kém cùng góc tới to hơn hoặc bởi góc giới hạn phản xạ toàn phần.
C. Ánh sáng gồm chiều từ môi trường chiết quang hèn sang môi trường chiết quang lớn hơn và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần.
D. Ánh sáng tất cả chiều từ môi trường thiên nhiên chiết quang hèn sang môi trường xung quanh chiết quang hơn với góc tới bé dại hơn hoặc bởi góc số lượng giới hạn phản xạ toàn phần.
Chọn lời giải B
Bài 2: có ba môi trường trong suốt. Nếu như tia sáng sủa truyền từ môi trường xung quanh 1 vào môi trường 2 dưới góc cho tới i thì góc khúc xạ là 300. Ví như tia sáng sủa truyền từ môi trường xung quanh 1 vào môi trường 3 cũng bên dưới góc cho tới i thì góc khúc xạ là 500. Tìm kiếm góc giới hạn phản xạ toàn phần sinh sống mặt chia cách giữa môi trường xung quanh 2 với 3? (chọn đáp án gần đúng nhất).
A. 400
B. 500
C. 550
D. 600
Chọn câu trả lời A
Bài 3: Một đĩa mỏng tanh bằng gỗ bán kính R = 10cm nổi cùng bề mặt nước. Ở trung ương đĩa bao gồm gắn một cây kim thẳng đứng, ngập trong nước
A. 6,8cm
B. 7,8cm
C. 8,8cm
D. 9,8cm
Chọn câu trả lời C
Bài 4: Tia sáng đối chọi sắc chiếu từ bầu không khí vào hóa học lỏng trong suốt với góc tới bằng 450 thì góc khúc xạ bởi 250. Để xẩy ra phản xạ toàn phần khi tia sáng sủa chiếu từ hóa học lỏng ra bầu không khí thì góc cho tới i có mức giá trị thỏa mãn:
A. I 042"
B. I > 36042"
C. I 036"
D. I > 42036"
Chọn lời giải B
Bài 5: Một tia sáng thon truyền từ môi trường có chiết suất √2 đến mặt ngăn cách với môi trường xung quanh khác có chiết suất n. Để tia sáng tới chạm chán mặt chia cách hai môi trường xung quanh dưới góc i ≥ 500 sẽ xẩy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì phân tách suất n phải vừa lòng điều kiện:
A. N ≥ 1,1
B. N ≤ 1,1
C. N ≥ 1,8
D. N ≤ 1,8
Chọn đáp án B
Bài 6: Một tấm thủy tinh mỏng, vào suốt, phân tách suất n1 = 1,5 có tiết diện là hình chữ nhật ABCD (AB rất lớn so cùng với AD) dưới mặt đáy AB xúc tiếp với một chất lỏng tất cả chiết suất n2 = 1,2. Chiếu tia sáng SI bên trong mặt phẳng ABCD tới khía cạnh AD làm thế nào cho tia cho tới nằm phía trên pháp tuyến đường ở điểm tới cùng tia khúc xạ vào thủy tinh chạm chán đáy AB sinh sống điểm K. Tính giá trị lớn nhất của góc tới i để có phản xạ toàn phần trên K? (chọn lời giải gần đúng nhất).
A. 500
B. 550
C. 640
D. 420
Chọn đáp án C
Bài 7: Một tia sáng đi từ môi trường xung quanh chất lỏng 1 cho mặt bí quyết với môi trường chất lỏng 2. Biết chiết suất của môi trường một là là 1,4, tách suất của môi trường thiên nhiên 2 là 1,2. Góc giới hạn của tia sáng phản xạ toàn phần khi đó là bao nhiêu? (chọn lời giải gần đúng nhất).
A. 500
B. 550
C. 600
D. 450
Chọn lời giải C
Bài 8: Chọn câu trả lời đúng trong những đáp án bên dưới đây?
Chiếu một chùm tia sáng sủa tới mặt phân làn giữa hai môi trường trong suốt. Khi xảy ra hiện tượng sự phản xạ toàn phần thì
A. Cường độ ánh sáng của chùm tia phản xạ gần bởi cường ánh sáng của chùm tới.
B. Cường độ ánh nắng của chùm khúc xạ gần bởi cường khả năng chiếu sáng của chùm tới
C. Cường khả năng chiếu sáng của chùm tia bội phản xạ lớn hơn cường ánh sáng của chùm tia tới.
D. Cường ánh sáng của chùm tia tới, chùm tia sự phản xạ và chùm tia khúc xạ bằng nhau.
Chọn lời giải A
Bài 9: Một bể cất nước có độ sâu là 70cm. Ở khía cạnh nước, đặt một tấm gỗ có nửa đường kính r. Một nguồn sáng S đặt dưới khu đất bể và trê tuyến phố thẳng đi qua tâm của tấm gỗ. Biết chiết suất của nước là
A. 60cm
B. 70cm
C. 80cm
D. 90cm
Chọn giải đáp C
Bài 10: Điều kiện đề nghị để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần như thế nào sau đây là đúng?
A. Tia sáng sủa tới đề xuất đi vuông góc với mặt chia cách giữa hai môi trường trong suốt
B. Tia sáng sủa tới đi từ môi trường thiên nhiên có chiết suất nhỏ tuổi sang môi trường xung quanh có chiết suất to hơn.
C. Tia sáng tới buộc phải đi song song với mặt chia cách giữa hai môi trường trong suốt.
Xem thêm: Tóm Tắt Kiến Thức Toán Lớp 3 Trọng Tâm, Đầy Đủ, Dễ Hiểu, Tổng Hợp Kiến Thức Môn Toán Lớp 3
D. Tia sáng tới đi từ môi trường xung quanh có phân tách suất lớn hơn đến mặt ngăn cách với môi trường có chiết suất nhỏ dại hơn.