Xác định góc anpha để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống

1 Đánh giá

Câu 9: Trang 173 sgk vật lí 11

Một sợi quang hình trụ, lõi có chiết suất n₁ = 1,5. Phần vỏ bọc có chiết suất n = 1,41 $\approx \sqrt{2}$ . Chùm tia tới hội tụ ở mặt trước của sợi với góc 2 $α$ như Hình 27.12. Xác định $α$ để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống.

Xác định góc anpha để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống

Bài làm:

Các tia sáng truyền đi được trong ống khi trong ống xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Xác định góc anpha để các tia sáng của chùm truyền đi được trong ống

Đường truyền của tia sáng được trình bày trong hình vẽ.

Áp dụng định luật khúc xạ ta có: sin i₁ = n₁.sin r = n₁.cos(90⁰ – r) = n₁.cos i₂

Trong đó i₁ = $\alpha$ , i₂ = 90⁰ – r

$\Rightarrow$ cos i₂ = $\frac{sin i_{1}}{n_{1}}$ (1)

Để cáp quang có thể truyền thông tin thì tại mặt phân cách giữa lõi và vỏ phải xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, hay

$i \geq i_{gh}$

Ta có: sin i_gh = $\frac{n_{2}}{n_{1}}$

Góc tới i₁ lớn nhất để còn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi i₂ = i_gh

Vậy: sin i₂ = $\frac{n_{2}}{n_{1}}$ (2).

Từ (1) và (2), ta có 1 = $(\frac{sin i_{1 max}}{n_{1}})^{2} + (\frac{n_{2}}{n_{1}})^{2} = \frac{sin ^{2}i_{1 max} + n_{2}^{2}}{n_{1}^{2}}$

Hay sin i_{1 max} = $\sqrt{n_{1}^{2} - n_{2}^{1}} = \sqrt{1,5^{2} - \sqrt{2}^{2}} = \frac{1}{2}$

$\Rightarrow$ i_{1 max} = 30⁰

Vậy, $\alpha \leq i_{1 max}$

16 lượt xem

Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác

Xem thêm Giải Vật Lý 11

Nhiều người quan tâm