Trường hợp sử dụng phản xạ toàn phần. Ứng dụng của phản xạ toàn phần

Đầu tiên chúng ta hãy tưởng tượng một chút. Hãy tưởng tượng vào một ngày hè nóng nực trước Công nguyên, một người nguyên thủy dùng giáo để săn cá. Anh ta nhận thấy vị trí của nó, nhắm và tấn công vì lý do nào đó ở một nơi hoàn toàn không nhìn thấy được con cá. Bỏ lỡ? Không, ngư dân đã có con mồi trong tay! Vấn đề là tổ tiên của chúng ta đã hiểu bằng trực giác chủ đề mà chúng ta sẽ nghiên cứu bây giờ. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thấy chiếc thìa nhúng vào cốc nước có vẻ cong vẹo; khi nhìn qua lọ thủy tinh, các đồ vật trông có vẻ cong queo. Chúng ta sẽ xem xét tất cả những câu hỏi này trong bài học, chủ đề là: “Sự khúc xạ ánh sáng. Định luật khúc xạ ánh sáng. Hoàn thành phản ánh nội bộ."

Trong các bài học trước, chúng ta đã nói về số phận của chùm tia trong hai trường hợp: điều gì xảy ra nếu một chùm ánh sáng truyền trong một môi trường đồng nhất trong suốt? Câu trả lời đúng là nó sẽ lan theo đường thẳng. Điều gì xảy ra khi một chùm ánh sáng chiếu vào mặt phân cách giữa hai môi trường? Trong bài học trước chúng ta đã nói về chùm tia phản xạ, hôm nay chúng ta sẽ xem xét phần chùm sáng bị môi trường hấp thụ.

Số phận của tia truyền từ môi trường trong suốt quang học thứ nhất sang môi trường trong suốt quang học thứ hai sẽ như thế nào?

Cơm. 1. Khúc xạ ánh sáng

Nếu một chùm tia rơi vào bề mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì một phần năng lượng ánh sáng sẽ quay trở lại môi trường thứ nhất, tạo ra chùm tia phản xạ và phần còn lại truyền vào trong môi trường thứ hai và theo quy luật, thay đổi hướng của nó.

Sự thay đổi hướng truyền của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là khúc xạ ánh sáng(Hình 1).

Cơm. 2. Góc tới, khúc xạ và phản xạ

Trong Hình 2, chúng ta thấy một chùm tia tới; góc tới sẽ được ký hiệu là α. Tia sáng làm lệch hướng của chùm tia khúc xạ gọi là tia khúc xạ. Góc giữa đường vuông góc với mặt phân cách tạo bởi điểm tới và tia khúc xạ được gọi là góc khúc xạ; trong hình nó là góc γ. Để hoàn thiện bức tranh, chúng ta cũng sẽ đưa ra hình ảnh của chùm tia phản xạ và theo đó là góc phản xạ β. Có thể dự đoán được mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ khi biết góc tới và môi trường mà chùm tia truyền vào, góc khúc xạ sẽ như thế nào? Hóa ra là có thể!

Chúng ta thu được một định luật mô tả một cách định lượng mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ. Hãy sử dụng nguyên lý Huygens, nguyên lý điều chỉnh sự truyền sóng trong môi trường. Luật bao gồm hai phần.

Tia tới, tia khúc xạ và đường vuông góc quay về điểm tới nằm trong cùng một mặt phẳng.

Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một giá trị không đổi đối với hai môi trường cho trước và bằng tỉ số tốc độ ánh sáng trong các môi trường đó.

Định luật này được gọi là định luật Snell, để vinh danh nhà khoa học người Hà Lan là người đầu tiên xây dựng nên nó. Nguyên nhân khúc xạ là do sự khác biệt về tốc độ ánh sáng trong các môi trường khác nhau. Bạn có thể xác minh tính đúng đắn của định luật khúc xạ bằng cách thực nghiệm hướng một chùm ánh sáng theo các góc khác nhau tới mặt phân cách giữa hai môi trường và đo góc tới và góc khúc xạ. Nếu chúng ta thay đổi các góc này, đo các sin và tìm tỉ số giữa các sin của các góc này, chúng ta sẽ tin rằng định luật khúc xạ thực sự có giá trị.

Chứng minh định luật khúc xạ sử dụng nguyên lý Huygens là một sự xác nhận khác về bản chất sóng của ánh sáng.

Chiết suất tương đối n 21 cho biết tốc độ ánh sáng V 1 trong môi trường thứ nhất khác tốc độ ánh sáng V 2 trong môi trường thứ hai bao nhiêu lần.

Chiết suất tương đối là một minh chứng rõ ràng cho thấy nguyên nhân khiến ánh sáng đổi hướng khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác là do tốc độ ánh sáng trong hai môi trường khác nhau. Khái niệm “mật độ quang của môi trường” thường được sử dụng để mô tả đặc tính quang học của môi trường (Hình 3).

Cơm. 3. Mật độ quang của môi trường (α > γ)

Nếu một tia truyền từ môi trường có tốc độ ánh sáng cao hơn sang môi trường có tốc độ ánh sáng thấp hơn thì như có thể thấy từ Hình 3 và định luật khúc xạ ánh sáng, nó sẽ bị ép vào đường vuông góc, tức là , góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Trong trường hợp này, chùm tia được cho là đã truyền từ môi trường quang học kém chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém hơn. Ví dụ: từ không khí sang nước; từ nước đến thủy tinh.

Tình huống ngược lại cũng có thể xảy ra: tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ nhất nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ hai (Hình 4).

Cơm. 4. Mật độ quang của môi trường (α< γ)

Khi đó góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới, và sự chuyển đổi như vậy sẽ được cho là được thực hiện từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém hơn (từ thủy tinh sang nước).

Mật độ quang của hai phương tiện có thể khác nhau khá đáng kể, do đó có thể xảy ra tình huống hiển thị trong ảnh (Hình 5):

Cơm. 5. Sự khác biệt về mật độ quang của môi trường

Lưu ý cách đầu bị dịch chuyển so với cơ thể trong chất lỏng, trong môi trường có mật độ quang học cao hơn.

Tuy nhiên, chiết suất tương đối không phải lúc nào cũng là một đặc tính thuận tiện để làm việc, bởi vì nó phụ thuộc vào tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ nhất và thứ hai, nhưng có thể có rất nhiều sự kết hợp và kết hợp như vậy của hai môi trường (nước - không khí, thủy tinh - kim cương, glycerin - rượu, thủy tinh - nước, v.v.). Các bảng sẽ rất cồng kềnh, sẽ bất tiện khi làm việc, và sau đó họ đưa ra một phương tiện tuyệt đối để so sánh với tốc độ ánh sáng trong các môi trường khác. Chân không được chọn là tuyệt đối và tốc độ ánh sáng được so sánh với tốc độ ánh sáng trong chân không.

Chiết suất tuyệt đối của môi trường n- đây là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang học của môi trường và bằng tỷ lệ tốc độ ánh sáng VỚI trong chân không với tốc độ ánh sáng trong một môi trường nhất định.

Chiết suất tuyệt đối thuận tiện hơn cho công việc, vì chúng ta luôn biết tốc độ ánh sáng trong chân không; nó bằng 3·10 8 m/s và là một hằng số vật lý phổ quát.

Chiết suất tuyệt đối phụ thuộc vào các thông số bên ngoài: nhiệt độ, mật độ, cũng như bước sóng ánh sáng, do đó các bảng thường chỉ ra chiết suất trung bình trong một phạm vi bước sóng nhất định. Nếu so sánh chiết suất của không khí, nước và thủy tinh (Hình 6), ta thấy không khí có chiết suất gần bằng 1 nên ta sẽ coi nó là đơn vị khi giải các bài toán.

Cơm. 6. Bảng chiết suất tuyệt đối của các môi trường khác nhau

Không khó để thu được mối liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và tương đối của môi trường.

Chiết suất tương đối, nghĩa là đối với tia truyền từ môi trường một sang môi trường hai, bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối trong môi trường thứ hai và chiết suất tuyệt đối trong môi trường thứ nhất.

Ví dụ: = ≈ 1,16

Nếu chiết suất tuyệt đối của hai môi trường gần như bằng nhau, điều này có nghĩa là chiết suất tương đối khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác sẽ bằng 1, nghĩa là tia sáng thực sự không bị khúc xạ. Ví dụ, khi truyền từ dầu hồi sang đá quý beryl, ánh sáng thực tế sẽ không bị bẻ cong, nghĩa là nó sẽ hoạt động giống như khi truyền qua dầu hồi, vì chiết suất của chúng lần lượt là 1,56 và 1,57, do đó đá quý có thể như thể được giấu trong chất lỏng, nó sẽ không thể nhìn thấy được.

Nếu chúng ta đổ nước vào một tấm kính trong suốt và nhìn qua thành kính vào ánh sáng, chúng ta sẽ thấy ánh sáng bạc trên bề mặt do hiện tượng phản xạ toàn phần, điều này sẽ được thảo luận bây giờ. Khi một chùm ánh sáng truyền từ môi trường quang học đậm đặc hơn sang môi trường quang học kém đậm đặc hơn, người ta có thể quan sát thấy một hiệu ứng thú vị. Để chắc chắn, chúng ta giả sử rằng ánh sáng truyền từ nước vào không khí. Giả sử ở độ sâu của hồ chứa có một nguồn sáng điểm S phát ra các tia theo mọi hướng. Ví dụ, một thợ lặn chiếu đèn pin.

Chùm tia SO 1 rơi xuống mặt nước với góc nhỏ nhất, chùm tia này bị khúc xạ một phần - chùm tia O 1 A 1 và một phần phản xạ trở lại mặt nước - chùm tia O 1 B 1. Như vậy, một phần năng lượng của chùm tia tới được truyền sang chùm tia khúc xạ, phần năng lượng còn lại được truyền sang chùm tia phản xạ.

Cơm. 7. Phản xạ toàn phần

Chùm SO 2 có góc tới lớn hơn cũng được chia thành hai chùm: khúc xạ và phản xạ, nhưng năng lượng của chùm tia ban đầu phân bố giữa chúng khác nhau: chùm khúc xạ O 2 A 2 sẽ mờ hơn O 1 Chùm tia 1, nghĩa là nó sẽ nhận được phần năng lượng nhỏ hơn và chùm tia phản xạ O 2 B 2, theo đó, sẽ sáng hơn chùm tia O 1 B 1, tức là nó sẽ nhận được phần năng lượng lớn hơn. Khi góc tới tăng lên, người ta quan sát thấy mô hình tương tự - phần năng lượng của chùm tia tới ngày càng lớn hơn dành cho chùm tia phản xạ và phần năng lượng ngày càng nhỏ hơn dành cho chùm tia khúc xạ. Chùm tia khúc xạ ngày càng mờ đi và đến một lúc nào đó biến mất hoàn toàn; sự biến mất này xảy ra khi nó đạt tới góc tới, tương ứng với góc khúc xạ 90 0. Trong tình huống này, chùm tia khúc xạ OA lẽ ra phải song song với mặt nước, nhưng chẳng còn gì để đi - toàn bộ năng lượng của chùm tia tới SO đã chuyển hoàn toàn sang chùm tia phản xạ OB. Đương nhiên, khi góc tới càng tăng thì chùm tia khúc xạ sẽ biến mất. Hiện tượng được mô tả là phản xạ nội toàn phần, nghĩa là môi trường quang học dày đặc hơn ở các góc được xem xét không phát ra tia từ chính nó, tất cả chúng đều bị phản xạ bên trong nó. Góc xảy ra hiện tượng này gọi là góc giới hạn của phản xạ toàn phần.

Giá trị của góc giới hạn có thể dễ dàng tìm được từ định luật khúc xạ:

= => = arcsin, cho nước ≈ 49 0

Ứng dụng thú vị và phổ biến nhất của hiện tượng phản xạ toàn phần là cái gọi là ống dẫn sóng hay cáp quang. Đây chính xác là phương thức gửi tín hiệu được các công ty viễn thông hiện đại trên Internet sử dụng.

Chúng tôi đã thu được định luật khúc xạ ánh sáng, đưa ra một khái niệm mới - chiết suất tương đối và tuyệt đối, đồng thời hiểu được hiện tượng phản xạ toàn phần và các ứng dụng của nó, chẳng hạn như sợi quang. Bạn có thể củng cố kiến ​​thức của mình bằng cách phân tích các bài kiểm tra và mô phỏng có liên quan trong phần bài học.

Chúng ta hãy chứng minh định luật khúc xạ ánh sáng bằng nguyên lý Huygens. Điều quan trọng là phải hiểu rằng nguyên nhân gây ra khúc xạ là do sự khác biệt về tốc độ ánh sáng trong hai môi trường khác nhau. Chúng ta hãy biểu thị tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ nhất là V 1 và trong môi trường thứ hai là V 2 (Hình 8).

Cơm. 8. Chứng minh định luật khúc xạ ánh sáng

Cho một sóng ánh sáng phẳng rơi trên mặt phân cách phẳng giữa hai môi trường, ví dụ từ không khí vào nước. Bề mặt sóng AS vuông góc với các tia và , giao diện giữa môi trường MN được tia tới trước tiên và tia tới cùng bề mặt đó sau một khoảng thời gian ∆t, sẽ bằng đường SW chia cho tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ nhất.

Do đó, tại thời điểm sóng thứ cấp tại điểm B vừa bắt đầu bị kích thích thì sóng từ điểm A đã có dạng bán cầu bán kính AD, bằng tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ hai tại ∆ t: AD = ·∆t, tức là nguyên lý Huygens trong hoạt động thị giác . Bề mặt sóng của sóng khúc xạ có thể thu được bằng cách vẽ một bề mặt tiếp tuyến với tất cả các sóng thứ cấp trong môi trường thứ hai, tâm của chúng nằm trên mặt phân cách giữa hai môi trường, trong trường hợp này là mặt phẳng BD, nó là đường bao của các sóng thứ cấp. Góc tới α của chùm tia bằng góc CAB trong tam giác ABC, cạnh của một trong các góc này vuông góc với cạnh của góc kia. Do đó, SV sẽ bằng tốc độ ánh sáng trong môi trường thứ nhất khoảng ∆t

CB = ∆t = AB sin α

Ngược lại, góc khúc xạ sẽ bằng góc ABD trong tam giác ABD, do đó:

АD = ∆t = АВ sin γ

Chia các biểu thức cho từng số hạng, ta được:

n là giá trị không đổi không phụ thuộc vào góc tới.

Ta đã thu được định luật khúc xạ ánh sáng, sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một giá trị không đổi đối với hai môi trường đã cho và bằng tỉ số tốc độ ánh sáng trong hai môi trường đã cho.

Một bình hình khối có thành mờ được đặt sao cho mắt người quan sát không nhìn thấy đáy của nó mà chỉ nhìn thấy hoàn toàn thành của bình CD. Phải đổ bao nhiêu nước vào bình để người quan sát nhìn thấy vật F cách góc D một khoảng b = 10 cm? Cạnh tàu α = 40 cm (Hình 9).

Điều gì là rất quan trọng khi giải quyết vấn đề này? Đoán rằng vì mắt không nhìn thấy đáy bình mà nhìn thấy điểm cực trị của thành bên và bình là hình lập phương nên góc tới của chùm tia trên mặt nước khi chúng ta đổ nó sẽ là bằng 45 0.

Cơm. 9. Nhiệm vụ thi quốc gia thống nhất

Chùm tia rơi vào điểm F, điều này có nghĩa là chúng ta nhìn rõ vật và đường chấm màu đen biểu thị đường đi của chùm tia nếu không có nước, tức là đến điểm D. Từ tam giác NFK, tiếp tuyến của góc β, tiếp tuyến của góc khúc xạ, là tỷ số của cạnh đối diện với cạnh kề hoặc, dựa trên hình vẽ, h trừ b chia cho h.

tg β = = , h là chiều cao của chất lỏng ta đổ;

Hiện tượng phản xạ toàn phần mạnh nhất được sử dụng trong các hệ thống sợi quang.

Cơm. 10. Sợi quang

Nếu một chùm ánh sáng chiếu vào một đầu ống thủy tinh đặc thì sau nhiều lần phản xạ nội toàn phần, chùm tia sẽ đi ra từ phía đối diện của ống. Hóa ra ống thủy tinh là vật dẫn sóng ánh sáng hoặc ống dẫn sóng. Điều này sẽ xảy ra bất kể ống thẳng hay cong (Hình 10). Ống dẫn ánh sáng đầu tiên, đây là tên thứ hai của ống dẫn sóng, được dùng để chiếu sáng những nơi khó tiếp cận (trong quá trình nghiên cứu y học, khi ánh sáng được cung cấp cho một đầu của ống dẫn ánh sáng, còn đầu kia chiếu sáng nơi mong muốn). Ứng dụng chính là y học, phát hiện khuyết tật của động cơ, nhưng các ống dẫn sóng như vậy được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống truyền thông tin. Tần số sóng mang khi truyền tín hiệu bằng sóng ánh sáng cao hơn tần số của tín hiệu vô tuyến một triệu lần, nghĩa là lượng thông tin mà chúng ta có thể truyền đi bằng sóng ánh sáng lớn hơn hàng triệu lần lượng thông tin được truyền đi bằng sóng vô tuyến. Đây là cơ hội tuyệt vời để truyền tải nhiều thông tin một cách đơn giản và không tốn kém. Thông thường, thông tin được truyền qua cáp quang bằng bức xạ laser. Sợi quang là không thể thiếu để truyền tín hiệu máy tính nhanh và chất lượng cao chứa một lượng lớn thông tin được truyền đi. Và cơ sở của tất cả những điều này là một hiện tượng đơn giản và bình thường như khúc xạ ánh sáng.

Tài liệu tham khảo

  1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Vật lý (trình độ cơ bản) - M.: Mnemosyne, 2012.
  2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Vật lý lớp 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
  3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Vật lý - 9, Mátxcơva, Giáo dục, 1990.
  1. Edu.glavsprav.ru ().
  2. Nvtc.ee().
  3. Raal100.narod.ru ().
  4. Optika.ucoz.ru ().

bài tập về nhà

  1. Định nghĩa khúc xạ ánh sáng.
  2. Nêu nguyên nhân gây ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
  3. Kể tên những ứng dụng phổ biến nhất của phản xạ toàn phần.

Lớp học: 11

Trình bày cho bài học
























































Trở lại Tiến lên

Chú ý! Bản xem trước trang chiếu chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và có thể không thể hiện tất cả các tính năng của bản trình bày. Nếu bạn quan tâm đến tác phẩm này, vui lòng tải xuống phiên bản đầy đủ.

Mục tiêu bài học:

giáo dục:

  • Học sinh phải nhắc lại, khái quát các kiến ​​thức đã học khi học chủ đề “Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng”: hiện tượng truyền thẳng của ánh sáng trong môi trường đồng nhất, định luật phản xạ, định luật khúc xạ, định luật phản xạ toàn phần.
  • Xét việc áp dụng các định luật trong khoa học, công nghệ, dụng cụ quang học, y học, giao thông, xây dựng, đời sống hằng ngày, thế giới xung quanh ta,
  • Có khả năng áp dụng kiến ​​thức thu được khi giải các bài toán định tính, tính toán và thực nghiệm;

giáo dục:

  1. mở rộng tầm nhìn của học sinh, phát triển tư duy logic và trí thông minh;
  2. có khả năng so sánh và đưa ra đầu vào;
  3. phát triển khả năng nói độc thoại, có thể nói trước đám đông.
  4. dạy cách lấy thông tin từ tài liệu bổ sung và Internet và phân tích nó.

giáo dục:

  • khơi dậy niềm yêu thích với môn vật lý;
  • dạy tính độc lập, trách nhiệm, tự tin;
  • tạo tình huống thành công và hỗ trợ thân thiện trong giờ học.

Thiết bị và đồ dùng trực quan:

  • Thiết bị quang học hình học, gương, lăng kính, gương phản xạ, ống nhòm, sợi quang, dụng cụ thí nghiệm.
  • Máy tính, máy chiếu, màn chiếu, thuyết trình “Ứng dụng thực tế các định luật phản xạ, khúc xạ ánh sáng”

Kế hoạch bài học.

I. Chủ đề và mục đích bài học (2 phút)

II. Lặp lại (khảo sát trực tiếp) – 4 phút

III. Ứng dụng tính thẳng của sự truyền ánh sáng. Vấn đề (tại bảng). - 5 phút

IV. Ứng dụng định luật phản xạ ánh sáng. - 4 phút

V. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

1) Trải nghiệm - 4 phút

2) Nhiệm vụ - 5 phút

VI Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần của ánh sáng:

a) Dụng cụ quang học – 4 phút.

c) Cáp quang – 4 phút.

Ảo ảnh VII - 4 phút

VIII.Công việc độc lập – 7 phút.

IX Tóm tắt bài học. Bài tập về nhà - 2 phút.

Tổng cộng: 45 phút

Tiến độ bài học

I. Chủ đề, mục tiêu, mục tiêu, nội dung bài học . (Trang trình bày 1-2)

Chữ viết. (Trang trình bày 3)

Một món quà tuyệt vời của thiên nhiên vĩnh cửu,
Một món quà vô giá và thiêng liêng,
Nó có một nguồn vô tận
Tận hưởng cái đẹp:
Bầu trời, mặt trời, ánh sáng của các vì sao,
Biển trong xanh rực rỡ -
Toàn cảnh bức tranh vũ trụ
Chúng ta chỉ biết trong ánh sáng.
I.A.Bunin

II. Sự lặp lại

Giáo viên:

a) Quang học hình học. (Slide 4-7)

Ánh sáng truyền theo đường thẳng trong môi trường đồng nhất. Hay trong một môi trường đồng nhất, tia sáng là đường thẳng

Đường mà năng lượng ánh sáng truyền đi được gọi là tia. Độ thẳng của sự truyền ánh sáng ở tốc độ 300.000 km/s được sử dụng trong quang học hình học.

Ví dụ: Nó được sử dụng khi kiểm tra độ thẳng của tấm ván phẳng bằng dầm.

Khả năng nhìn thấy các vật thể không phát sáng là do mọi vật đều phản xạ một phần và hấp thụ một phần ánh sáng chiếu vào nó. (Mặt trăng). Môi trường có tốc độ truyền ánh sáng chậm hơn là môi trường chiết quang hơn. Khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi hướng của tia sáng khi đi qua ranh giới giữa các môi trường. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng được giải thích là do sự chênh lệch tốc độ truyền ánh sáng khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác.

b) Minh họa hiện tượng phản xạ, khúc xạ trên thiết bị “Đĩa quang”

c) Câu hỏi lặp lại. (Trang trình bày 8)

III. Ứng dụng tính thẳng của sự truyền ánh sáng. Vấn đề (tại bảng).

a) Sự hình thành bóng tối và vùng nửa tối. (Trang 9).

Sự truyền thẳng của ánh sáng giải thích sự hình thành bóng tối và vùng nửa tối. Nếu kích thước của nguồn nhỏ hoặc nếu nguồn nằm ở một khoảng cách so với kích thước của nguồn có thể bỏ qua thì chỉ thu được một bóng. Khi nguồn sáng lớn hoặc nếu nguồn gần đối tượng, các bóng không rõ nét (vùng tối và vùng nửa tối) sẽ được tạo ra.

b) Sự chiếu sáng của Mặt trăng. (Trang 10).

Mặt trăng, trên đường quay quanh Trái đất, được Mặt trời chiếu sáng; bản thân nó không phát sáng.

1. trăng non, 3. quý I, 5. trăng tròn, 7. quý cuối năm.

c) Ứng dụng tính thẳng của ánh sáng truyền trong xây dựng, trong xây dựng cầu đường. (Slide 11-14)

d) Bài toán số 1352 (D) (học sinh lên bảng). Chiều dài của bóng từ tháp truyền hình Ostankino, được chiếu sáng bởi mặt trời, tại một thời điểm nào đó hóa ra bằng 600 m; Chiều dài của bóng từ một người cao 1,75 m tại cùng một thời điểm bằng 2 m. (Trang trình bày 15-16)

Kết luận: Áp dụng nguyên tắc này, bạn có thể xác định chiều cao của một vật thể không thể tiếp cận: chiều cao của ngôi nhà; chiều cao của vách đá; chiều cao của một cái cây cao.

e) Câu hỏi lặp lại. (Trang trình bày 17)

IV. Ứng dụng định luật phản xạ ánh sáng. (Slide 18-21).

a) Gương (Lời nhắn của học sinh).

Ánh sáng gặp bất kỳ vật thể nào trên đường đi sẽ bị phản xạ khỏi bề mặt của nó. Nếu nó không nhẵn thì sự phản xạ xảy ra theo nhiều hướng và ánh sáng bị tán xạ. Khi bề mặt nhẵn thì tất cả các tia phát ra từ nó song song với nhau và thu được phản xạ gương. Đây là cách ánh sáng thường bị phản xạ. bề mặt tự do của chất lỏng đứng yên và của gương. Gương có thể có hình dạng khác nhau. Chúng có dạng phẳng, hình cầu, hình cầu, hình parabol, v.v. Ánh sáng phát ra từ một vật lan truyền dưới dạng tia, khi chiếu tới gương sẽ bị phản xạ. Nếu sau đó họ tập hợp lại vào một thời điểm nào đó, họ nói rằng hành động của hình ảnh của đối tượng đã phát sinh tại thời điểm đó. Nếu các tia vẫn tách biệt, nhưng đến một điểm nào đó phần mở rộng của chúng hội tụ, thì đối với chúng ta, có vẻ như các tia phát ra từ chúng và đó là nơi đặt vật thể. Đây được gọi là hình ảnh ảo, được tạo ra trong trí tưởng tượng của sự quan sát. Với sự trợ giúp của gương lõm, bạn có thể chiếu hình ảnh lên một bề mặt nào đó hoặc thu thập ánh sáng yếu phát ra từ một vật thể ở xa tại một điểm, giống như xảy ra khi quan sát các ngôi sao bằng kính thiên văn phản xạ. Trong cả hai trường hợp, ảnh là ảnh thật, các gương khác được sử dụng để nhìn vật thể ở kích thước thật (gương phẳng thông thường), phóng to (gương như vậy được mang trong túi xách) hoặc thu nhỏ (gương chiếu hậu trong ô tô). Các hình ảnh thu được là tưởng tượng (ảo). Và với sự trợ giúp của những chiếc gương cong, không hình cầu, bạn có thể làm cho hình ảnh bị biến dạng.

V. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng. (Slide 22-23).

a) Đường đi của tia sáng trong tấm thủy tinh .

b) Đường đi của tia sáng trong lăng trụ tam giác . Xây dựng và giải thích. (Học ​​sinh lên bảng)

c) Kinh nghiệm: Vận dụng định luật khúc xạ. (Lời nhắn của học sinh.) (Slide 24)

Những người tắm thiếu kinh nghiệm thường gặp nguy hiểm lớn chỉ vì họ quên mất một hệ quả kỳ lạ của định luật khúc xạ ánh sáng. Họ không biết rằng sự khúc xạ dường như nâng mọi vật ngâm trong nước lên trên vị trí thực sự của chúng. Đáy ao, sông hoặc hồ chứa dường như được nâng lên gần một phần ba độ sâu của nó. Điều đặc biệt quan trọng là phải biết điều này đối với trẻ em và những người thấp nói chung, những người mà sai sót trong việc xác định độ sâu có thể gây tử vong. Nguyên nhân là do tia sáng bị khúc xạ.

Kinh nghiệm: Đặt một đồng xu dưới đáy cốc trước mặt học sinh như thế này. để học sinh không nhìn thấy. Yêu cầu anh ta không quay đầu lại đổ nước vào cốc thì đồng xu sẽ “nổi lên”. Nếu bạn loại bỏ nước khỏi cốc bằng ống tiêm, đáy có đồng xu sẽ lại "hạ xuống". Giải thích kinh nghiệm. Tiến hành thí nghiệm cho mọi người ở nhà.

G) Nhiệm vụ.Độ sâu thực sự của khu vực hồ chứa là 2 mét. Độ sâu biểu kiến ​​đối với một người nhìn xuống đáy ở góc 60° so với mặt nước. Chiết suất của nước là 1,33.

(Slide 25-26). . e) Câu hỏi ôn tập

(Trang trình bày 27-28).

VI. Phản xạ nội toàn phần. Dụng cụ quang học . a) Phản xạ toàn phần. Dụng cụ quang học

(Lời nhắn của học sinh)

(Slide 29-35)

Phản xạ toàn phần xảy ra khi ánh sáng chiếu vào ranh giới giữa môi trường chiết quang hơn và môi trường kém chiết quang hơn. Phản xạ toàn phần được sử dụng trong nhiều thiết bị quang học. Góc giới hạn của kính là 35°-40° tùy thuộc vào chiết suất của từng loại kính nhất định. Do đó, trong lăng kính 45°, ánh sáng sẽ bị phản xạ toàn phần.

Câu hỏi. Tại sao sử dụng lăng kính quay và lăng kính quay tốt hơn gương?

a) Chúng phản chiếu gần 100 ánh sáng, vì những tấm gương tốt nhất phản chiếu ít hơn 100. Hình ảnh sáng hơn.

c) Tính chất của chúng không thay đổi vì gương kim loại bị phai màu theo thời gian do quá trình oxy hóa kim loại. Ứng dụng.

Lăng kính quay được sử dụng trong kính tiềm vọng. Lăng kính đảo ngược được sử dụng trong ống nhòm. Trong vận chuyển, người ta sử dụng một tấm phản quang ở góc - một tấm phản xạ; nó được cố định ở phía sau - màu đỏ, ở phía trước - màu trắng, trên nan hoa của bánh xe đạp - màu cam. Vật phản xạ ngược hoặc thiết bị quang học phản xạ ánh sáng trở lại nguồn chiếu sáng nó, bất kể góc tới của ánh sáng trên bề mặt. Tất cả các phương tiện và đoạn đường nguy hiểm đều được trang bị chúng. Được làm từ thủy tinh hoặc nhựa.

b) Câu hỏi lặp lại. (Trang trình bày 36). . c) Sợi quang

(Lời nhắn của học sinh). (Slide 37-42).

Hướng dẫn ánh sáng được sử dụng để truyền tín hiệu trong điện thoại và các loại thông tin liên lạc khác. Tín hiệu là chùm ánh sáng được điều chế và được truyền với mức tổn thất ít hơn so với khi truyền tín hiệu điện qua dây đồng.

Hướng dẫn ánh sáng được sử dụng trong y học để truyền hình ảnh rõ ràng. Bằng cách đưa một “nội soi” qua thực quản, bác sĩ có thể kiểm tra thành dạ dày. Một số sợi gửi ánh sáng để chiếu sáng dạ dày, trong khi những sợi khác mang ánh sáng phản xạ. Càng nhiều sợi và càng mỏng thì hình ảnh càng đẹp. Máy nội soi rất hữu ích khi kiểm tra dạ dày và các khu vực khó tiếp cận khác, khi chuẩn bị cho bệnh nhân phẫu thuật hoặc khi tìm kiếm các vết thương và tổn thương mà không cần phẫu thuật.

Trong ống dẫn sáng, ánh sáng được phản xạ hoàn toàn từ bề mặt bên trong của sợi thủy tinh hoặc sợi nhựa trong suốt. Có các thấu kính ở mỗi đầu của thanh dẫn sáng. Cuối cùng phải đối mặt với đối tượng. thấu kính biến các tia sáng phát ra từ nó thành chùm tia song song. Ở phía cuối đối diện với người quan sát có một kính thiên văn cho phép bạn xem hình ảnh.

VII. Ảo ảnh. (Học ​​sinh kể, giáo viên kể) (Slide 43-46).

Quân đội Pháp của Napoléon gặp phải ảo ảnh ở Ai Cập vào thế kỷ 18. Những người lính nhìn thấy một “hồ có cây” phía trước. Ảo ảnh là một từ tiếng Pháp có nghĩa là “phản chiếu như trong gương”. Những tia nắng xuyên qua tấm gương không khí, tạo nên những “điều kỳ diệu”. Nếu trái đất được làm nóng tốt thì lớp không khí phía dưới sẽ ấm hơn nhiều so với các lớp nằm ở trên.

Ảo ảnh là một hiện tượng quang học trong bầu không khí trong lành, yên tĩnh với nhiệt độ khác nhau của từng lớp riêng lẻ, bao gồm thực tế là các vật thể vô hình nằm ngoài đường chân trời được phản xạ dưới dạng khúc xạ trong không khí.

Vì vậy, các tia nắng khi xuyên qua lớp không khí không bao giờ truyền thẳng mà bị cong. Hiện tượng này được gọi là khúc xạ.

Ảo ảnh có nhiều khuôn mặt. Nó có thể đơn giản, phức tạp, trên, dưới, bên.

Khi các lớp không khí phía dưới được làm nóng tốt, người ta sẽ quan sát thấy một ảo ảnh kém hơn - một hình ảnh đảo ngược tưởng tượng của các vật thể. Điều này xảy ra thường xuyên nhất ở thảo nguyên và sa mạc. Loại ảo ảnh này có thể được nhìn thấy ở Trung Á, Kazakhstan và vùng Volga.

Nếu các lớp không khí ở mặt đất lạnh hơn nhiều so với các lớp không khí phía trên thì ảo ảnh phía trên sẽ xảy ra - hình ảnh rời khỏi mặt đất và lơ lửng trong không khí. Các vật thể xuất hiện gần hơn và cao hơn so với thực tế. Loại ảo ảnh này được quan sát thấy vào sáng sớm, khi tia nắng mặt trời chưa có thời gian sưởi ấm Trái đất.

Trên mặt biển vào những ngày nắng nóng, các thủy thủ nhìn thấy những con tàu lơ lửng trên không, thậm chí cả những vật thể ở xa phía chân trời.

VIII. Làm việc độc lập. Bài kiểm tra – 5 phút. (Slide 47-53).

1. Góc giữa chùm tia tới và mặt phẳng gương là 30°. Góc phản xạ là gì?

2. Tại sao màu đỏ là tín hiệu nguy hiểm khi tham gia giao thông?

a) gắn liền với màu máu;

b) bắt mắt hơn;

c) có chiết suất thấp nhất;

d) có độ phân tán ít nhất trong không khí

3. Tại sao công nhân xây dựng lại đội mũ bảo hiểm màu cam?

a) màu cam có thể nhìn thấy rõ từ xa;

b) ít thay đổi khi thời tiết xấu;

c) có độ tán xạ ánh sáng ít nhất;

d) Theo yêu cầu an toàn lao động.

4. Chúng ta có thể giải thích thế nào về hoạt động của ánh sáng trong đá quý?

a) các cạnh của chúng được đánh bóng cẩn thận;

b) chiết suất cao;

c) viên đá có dạng khối đa diện đều;

d) vị trí chính xác của viên đá quý so với các tia sáng.

5. Góc giữa tia tới trên gương phẳng và tia phản xạ sẽ thay đổi như thế nào nếu góc tới tăng thêm 15°?

a) sẽ tăng thêm 30°;

b) sẽ giảm đi 30°;

c) sẽ tăng thêm 15°;

d) sẽ tăng thêm 15°;

6. Tốc độ ánh sáng trong kim cương là bao nhiêu nếu chiết suất là 2,4?

a) khoảng 2.000.000 km/s;

b) khoảng 125.000 km/s;

c) tốc độ ánh sáng không phụ thuộc vào môi trường, tức là 300000 km/giây;

d) 720000 km/s.

IX. Tóm tắt bài học. Bài tập về nhà. (Slide 54-56).

Phân tích, đánh giá hoạt động của học sinh trong bài. Học sinh thảo luận về hiệu quả của bài học với giáo viên và đánh giá kết quả học tập của mình.

1. Bạn nhận được bao nhiêu câu trả lời đúng?

3. Bạn có học được điều gì mới không?

4. Diễn giả tốt nhất.

2) Làm thí nghiệm với đồng xu ở nhà.

Văn học

  1. Gorodetsky D.N. Công tác kiểm tra vật lý “THPT” 1987
  2. Demkovich V.P. Tuyển tập các bài toán vật lý “Khai sáng” 2004
  3. Giancole D. Vật lý. Nhà xuất bản “Mir” 1990
  4. Perelman A.I. Vật lý giải trí Nhà xuất bản “Khoa học” 1965
  5. Lansberg G.D. Sách giáo khoa vật lý tiểu học Nhà xuất bản Nauka 1972
  6. Tài nguyên Internet

(Sợi quang học) Ứng dụng thực tế của hiện tượng phản xạ toàn phần!

Ứng dụng phản xạ toàn phần của ánh sáng 1. Khi cầu vồng được hình thành 2. Hướng ánh sáng dọc theo một đường cong a) Đường truyền thông sợi quang (FOCL) b) Đèn sợi quang c) Để nghiên cứu các cơ quan nội tạng của con người (nội soi)

Sơ đồ hình thành cầu vồng 1) giọt hình cầu, 2) phản xạ nội, 3) cầu vồng sơ cấp, 4) khúc xạ, 5) cầu vồng thứ cấp, 6) tia sáng tới, 7) đường đi của tia trong quá trình hình thành cầu vồng sơ cấp, 8) đường đi của tia trong quá trình hình thành cầu vồng thứ cấp, 9) người quan sát, 10-12) khu vực hình thành cầu vồng.

Để hướng ánh sáng dọc theo một đường cong, người ta sử dụng các sợi quang mỏng (từ vài micromet đến milimet) được uốn cong tùy ý làm bằng vật liệu trong suốt về mặt quang học (thủy tinh, thạch anh). Ánh sáng tới ở cuối ống dẫn sáng có thể truyền dọc theo nó trên một khoảng cách dài do sự phản xạ toàn phần từ các bề mặt bên. Sợi quang được sử dụng để làm cáp truyền thông sợi quang. Sợi quang được sử dụng để liên lạc qua điện thoại và Internet tốc độ cao.

Cáp quang

Cáp quang

Ưu điểm của đường dây cáp quang Đường dây cáp quang có một số ưu điểm so với hệ thống liên lạc có dây (đồng) và rơle vô tuyến: Độ suy giảm tín hiệu thấp cho phép bạn truyền thông tin trên một khoảng cách lớn hơn nhiều mà không cần sử dụng bộ khuếch đại. Băng thông cao của cáp quang cho phép bạn truyền thông tin ở tốc độ cao mà các hệ thống truyền thông khác không thể đạt được. Độ tin cậy cao của môi trường quang học: sợi quang không bị oxy hóa, không bị ướt và không chịu ảnh hưởng điện từ yếu. Bảo mật thông tin - thông tin được truyền qua cáp quang “từ điểm này sang điểm khác”. Không thể kết nối với sợi quang và đọc thông tin được truyền đi mà không làm hỏng nó. Bảo vệ cao khỏi ảnh hưởng của interfiber. Bức xạ trong một sợi quang hoàn toàn không ảnh hưởng đến tín hiệu trong sợi kế cận. An toàn cháy nổ khi đo các thông số vật lý, hóa học Kích thước và trọng lượng nhỏ Nhược điểm của đường cáp quang Tính dễ vỡ tương đối của sợi quang. Nếu cáp bị uốn cong mạnh, các sợi có thể bị đứt hoặc bị đục do xuất hiện các vết nứt nhỏ. Công nghệ phức tạp để sản xuất cả sợi quang và các thành phần của liên kết sợi quang. Khó khăn trong việc chuyển đổi tín hiệu Thiết bị đầu cuối quang học tương đối đắt tiền Sợi quang trở nên đục theo thời gian do lão hóa.

Chiếu sáng sợi quang

Nội soi (từ tiếng Hy Lạp ένδον - bên trong và tiếng Hy Lạp σκοπέω - kiểm tra) là một nhóm các thiết bị quang học dùng cho nhiều mục đích khác nhau. Có nội soi y tế và kỹ thuật. Máy nội soi kỹ thuật được dùng để kiểm tra các khoang máy móc, thiết bị khó tiếp cận trong quá trình bảo trì, đánh giá hiệu suất (cánh tuabin, xi lanh động cơ đốt trong, đánh giá tình trạng đường ống…), ngoài ra, máy nội soi kỹ thuật còn được sử dụng trong các hệ thống an ninh kiểm tra các khoang ẩn (bao gồm cả kiểm tra bình xăng tại hải quan. Máy nội soi y tế dùng trong y tế để khám và điều trị các bộ phận rỗng bên trong cơ thể người (thực quản, dạ dày, phế quản, niệu đạo, bàng quang, cơ quan sinh sản nữ, thận, cơ quan thính giác). ), cũng như các khoang bụng và các khoang cơ thể khác .

Cảm ơn bạn đã quan tâm!)

Hoạt động


kính tiềm vọng kỹ thuật số

Đây là một sự mới lạ về mặt kỹ thuật.

Kênh quang truyền thống của kính tiềm vọng hiện có được thay thế bằng máy quay video có độ phân giải cao và thông tin liên lạc bằng cáp quang. Thông tin từ camera giám sát bên ngoài được truyền theo thời gian thực tới màn hình khổ rộng trong phòng điều khiển trung tâm.

Các cuộc thử nghiệm đang diễn ra trên tàu ngầm SSN 767 Hampton lớp Los Angeles. Mô hình mới thay đổi hoàn toàn cách làm việc với kính tiềm vọng đã tồn tại hàng thập kỷ. Nhân viên giám sát hiện vận hành các camera gắn trên cần, điều chỉnh màn hình bằng cần điều khiển và bàn phím.

Ngoài việc hiển thị ở vị trí trung tâm, hình ảnh từ kính tiềm vọng có thể được hiển thị trên một số lượng lớn màn hình tùy ý ở bất kỳ phòng nào trên thuyền. Các camera cho phép quan sát đồng thời các khu vực khác nhau của đường chân trời, giúp tăng đáng kể tốc độ phản ứng của đồng hồ trước những thay đổi trong tình hình chiến thuật trên bề mặt.


Giải thích thế nào về “trò chơi đá”? Trong đồ trang sức, đường cắt của đá được chọn sao cho có sự phản chiếu hoàn toàn ánh sáng trên mỗi mặt.


Hiện tượng bên trong hoàn chỉnh giải thích hiện tượng ảo ảnh

Ảo ảnh là một hiện tượng quang học trong khí quyển: sự phản xạ ánh sáng bởi ranh giới giữa các lớp không khí có nhiệt độ chênh lệch rõ rệt. Đối với người quan sát, sự phản chiếu như vậy có nghĩa là cùng với một vật thể ở xa (hoặc một phần của bầu trời), ảnh ảo của nó có thể nhìn thấy được, lệch so với vật thể.

Ảo ảnh được chia thành những ảo ảnh thấp hơn, hiển thị dưới vật thể, ảo ảnh phía trên, phía trên vật thể và ảo ảnh bên cạnh. Ảo ảnh cấp trên được quan sát trên bề mặt trái đất lạnh, ảo ảnh cấp dưới được quan sát trên bề mặt phẳng quá nóng, thường là sa mạc hoặc đường nhựa. Ảnh ảo của bầu trời tạo ra ảo ảnh về nước trên bề mặt. Vì vậy, con đường trải dài vào ngày hè nóng bức dường như ướt át. Ảo ảnh phụ đôi khi được quan sát gần những bức tường hoặc đá rất nóng.


Ở một góc tới nhất định của ánh sáng $(\alpha )_(pad)=(\alpha )_(pred)$, được gọi là góc giới hạn, góc khúc xạ bằng $\frac(\pi )(2),\ $trong trường hợp này tia khúc xạ trượt dọc theo mặt phân cách giữa hai môi trường, do đó không có tia khúc xạ. Khi đó từ định luật khúc xạ ta có thể viết rằng:

Hình 1.

Trong trường hợp phản xạ toàn phần, phương trình là:

không có nghiệm nào trong vùng giá trị thực của góc khúc xạ ($(\alpha )_(pr)$). Trong trường hợp này, $cos((\alpha )_(pr))$ hoàn toàn là một đại lượng tưởng tượng. Nếu chúng ta chuyển sang Công thức Fresnel, sẽ thuận tiện hơn khi trình bày chúng dưới dạng:

trong đó góc tới được ký hiệu là $\alpha $ (để cho ngắn gọn), $n$ là chiết suất của môi trường nơi ánh sáng truyền đi.

Từ các công thức Fresnel, rõ ràng là các mô-đun $\left|E_(otr\bot )\right|=\left|E_(otr\bot )\right|$, $\left|E_(otr//)\right |=\ left|E_(otr//)\right|$, có nghĩa là sự phản chiếu là "đầy đủ".

Lưu ý 1

Cần lưu ý rằng sóng không đồng nhất không biến mất trong môi trường thứ hai. Vì vậy, nếu $\alpha =(\alpha )_0=(arcsin \left(n\right),\ then\ )$ $E_(pr\bot )=2E_(pr\bot ).$ Vi phạm định luật bảo toàn năng lượng trong một trường hợp nhất định không. Vì các công thức Fresnel đúng cho trường đơn sắc, nghĩa là cho quá trình ở trạng thái ổn định. Trong trường hợp này, định luật bảo toàn năng lượng đòi hỏi độ biến thiên năng lượng trung bình trong khoảng thời gian ở môi trường thứ hai phải bằng 0. Sóng và phần năng lượng tương ứng xuyên qua bề mặt phân cách vào môi trường thứ hai đến một độ sâu nhỏ cỡ bước sóng và di chuyển trong đó song song với bề mặt với vận tốc pha nhỏ hơn vận tốc pha của sóng trong môi trường đó. phương tiện thứ hai. Nó quay trở lại phương tiện đầu tiên tại một điểm lệch so với điểm vào.

Sự xâm nhập của sóng vào môi trường thứ hai có thể được quan sát bằng thực nghiệm. Cường độ sóng ánh sáng trong môi trường thứ hai chỉ thấy được ở những khoảng cách ngắn hơn bước sóng. Gần bề mặt nơi sóng ánh sáng rơi xuống và bị phản xạ toàn phần, có thể nhìn thấy ánh sáng rực rỡ của một lớp mỏng ở phía bên của môi trường thứ hai nếu có chất huỳnh quang trong môi trường thứ hai.

Phản xạ toàn phần gây ra ảo ảnh khi bề mặt trái đất nóng lên. Do đó, sự phản xạ hoàn toàn của ánh sáng phát ra từ các đám mây dẫn đến ấn tượng rằng có những vũng nước trên bề mặt nhựa đường nóng lên.

Dưới sự phản ánh thông thường, các mối quan hệ $\frac(E_(otr\bot ))(E_(pad\bot ))$ và $\frac(E_(otr//))(E_(pad//))$ luôn là thực . Ở sự phản ánh đầy đủ, chúng rất phức tạp. Điều này có nghĩa là trong trường hợp này, pha của sóng bị nhảy, trong khi nó khác 0 hoặc $\pi $. Nếu sóng phân cực vuông góc với mặt phẳng tới thì chúng ta có thể viết:

trong đó $(\delta )_(\bot )$ là bước nhảy pha mong muốn. So sánh phần thực và phần ảo, ta có:

Từ biểu thức (5) chúng ta thu được:

Theo đó, đối với sóng bị phân cực trong mặt phẳng tới, người ta có thể thu được:

Giai đoạn nhảy $(\delta )_(//)$ và $(\delta )_(\bot )$ không giống nhau. Sóng phản xạ sẽ bị phân cực elip.

Áp dụng phản xạ toàn phần

Giả sử hai môi trường giống hệt nhau được ngăn cách bởi một khe hở không khí mỏng. Một sóng ánh sáng rơi vào nó ở một góc lớn hơn góc giới hạn. Có thể xảy ra trường hợp nó xuyên qua khe hở không khí dưới dạng sóng không đồng nhất. Nếu độ dày của khe hở nhỏ thì sóng này sẽ chạm đến ranh giới thứ hai của chất và sẽ không yếu đi nhiều. Sau khi truyền từ khe hở không khí vào vật chất, sóng sẽ trở lại thành sóng đồng nhất. Một thí nghiệm như vậy đã được thực hiện bởi Newton. Nhà khoa học ấn một lăng kính khác, được mài hình cầu, vào mặt cạnh huyền của lăng kính chữ nhật. Trong trường hợp này, ánh sáng truyền vào lăng kính thứ hai không chỉ ở nơi chúng tiếp xúc mà còn đi vào một vòng nhỏ xung quanh điểm tiếp xúc, ở nơi có độ dày của khe hở tương đương với bước sóng. Nếu quan sát được thực hiện dưới ánh sáng trắng thì mép của chiếc nhẫn có màu đỏ. Điều này là đúng, vì độ sâu thâm nhập tỷ lệ thuận với bước sóng (đối với tia đỏ thì lớn hơn đối với tia xanh). Bằng cách thay đổi độ dày của khe hở, bạn có thể thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua. Hiện tượng này hình thành nên cơ sở của điện thoại ánh sáng, được Zeiss cấp bằng sáng chế. Trong thiết bị này, một trong những phương tiện truyền thông là một màng trong suốt, rung động dưới tác động của âm thanh rơi vào nó. Ánh sáng truyền qua khe hở không khí sẽ thay đổi cường độ theo thời gian khi cường độ âm thanh thay đổi. Khi chạm vào tế bào quang điện, nó sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều, dòng điện này thay đổi theo sự thay đổi của cường độ âm thanh. Dòng điện thu được sẽ được khuếch đại và sử dụng tiếp.

Hiện tượng sóng xuyên qua các khe hở mỏng không đặc trưng cho quang học. Điều này có thể xảy ra đối với một loại sóng có tính chất bất kỳ nếu vận tốc pha trong khe hở cao hơn vận tốc pha trong môi trường. Hiện tượng này có tầm quan trọng lớn trong vật lý hạt nhân và nguyên tử.

Hiện tượng phản xạ toàn phần được sử dụng để làm thay đổi hướng truyền ánh sáng. Lăng kính được sử dụng cho mục đích này.

Ví dụ 1

Bài tập: Cho ví dụ về hiện tượng phản xạ toàn phần thường xảy ra.

Giải pháp:

Chúng ta có thể đưa ra ví dụ sau. Nếu đường cao tốc rất nóng thì nhiệt độ không khí ở gần bề mặt nhựa sẽ đạt mức tối đa và giảm khi khoảng cách với đường ngày càng tăng. Điều này có nghĩa là chiết suất của không khí ở bề mặt là tối thiểu và tăng khi khoảng cách ngày càng tăng. Kết quả là, các tia có góc nhỏ so với bề mặt đường cao tốc sẽ bị phản xạ hoàn toàn. Nếu bạn tập trung sự chú ý của mình, khi đang lái xe ô tô, trên một đoạn đường thích hợp trên đường cao tốc, bạn có thể thấy một chiếc ô tô đang chạy lộn ngược khá xa về phía trước.

Ví dụ 2

Bài tập: Góc Brewster đối với chùm ánh sáng chiếu tới bề mặt tinh thể là bao nhiêu nếu góc phản xạ toàn phần giới hạn đối với chùm tia đã cho tại mặt phân cách giữa tinh thể không khí là 400?

Giải pháp:

\[(tg(\alpha )_b)=\frac(n)(n_v)=n\left(2.2\right).\]

Từ biểu thức (2.1) ta có:

Hãy thay vế phải của biểu thức (2.3) vào công thức (2.2) và biểu thị góc mong muốn:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left((\alpha )_(pred)\right)\ ))\right).\]

Hãy thực hiện các phép tính:

\[(\alpha )_b=arctg\left(\frac(1)((sin \left(40()^\circ \right)\ ))\right)\khoảng 57()^\circ .\]

Trả lời:$(\alpha )_b=57()^\circ .$