Giải bài 9 trang 173 - Bài 27 - SGK môn Vật lý lớp 11

Tia sáng SI chiếu tới mặt phân cách dưới góc tới $i=\alpha$ cho tia khúc xạ IK. 

Áp dụng định luật khúc xạ:

$\dfrac{\sin i}{\sin r}=\dfrac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}=1,5$

$\Rightarrow\sin\alpha=\sin i=1,5\sin r$

Giả sử IK gặp mặt phân cách giữa lõi và phần vỏ của sợi quang dưới góc $i_1$

Góc giới hạn thỏa mãn: $\sin {{i}_{gh}}=\dfrac{{{n}_{2}}}{{{n}_{1}}}=\dfrac{\sqrt{2}}{1,5}=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}$

Điều kiện để có phản xạ toàn phần là: 

${{i}_{1}}\ge {{i}_{gh}}\Rightarrow \sin {{i}_{1}}\ge \sin {{i}_{gh}}=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}$

Mà $i_1+r=90^o$ nên $\sin {{i}_{1}}=\text{cos}r\Rightarrow \text{cos}r\ge \dfrac{2\sqrt{2}}{3}\Rightarrow c\text{o}{{\text{s}}^{2}}r\ge \dfrac{8}{9}$

$\Rightarrow 1-{{\sin }^{2}}r\ge \dfrac{8}{9}\Rightarrow \sin r\le \dfrac{1}{3}\Rightarrow \sin \alpha \le \dfrac{1}{2}\Rightarrow \alpha \le {{30}^{o}}$

Vậy với $\alpha<$$30^o$ thì  các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống

GHI NHỚ: 

- 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.

- Điều kiện để có phản xạ toàn phần: $n_2 < n_1$ và $i\ge i_{gh}$

- Cáp quang là dây dẫn sáng ứng dụng phản xạ toàn phần để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong y học.