Phản xạ toàn phần, cáp quang

Dụng cụ

• Mặt phân cách hai môi trường với tia tới, tia phản xạ và tia khúc xạ
• Thanh trượt “Góc tới”
• Thanh trượt “Chiết suất n₁” và “Chiết suất n₂”
• Nút “Đặt lại tham số”

Các bước tiến hành

1. Tăng góc tới

   Với n₁>n₂, kéo chậm thanh trượt góc tới lên. Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến và chạy dọc mặt phân cách tại góc giới hạn; qua $\theta_c$ không còn tia khúc xạ và mọi ánh sáng phản xạ. Đọc $\theta_c$ tại chỗ tia khúc xạ biến mất.

2. Kiểm chứng định luật Snell

   Tính $\theta_c=\arcsin(n_2/n_1)$ từ chỉ số chiết suất trên thanh trượt và so với số đọc — với thủy tinh ra không khí ($n_1=1.5$, $n_2=1.0$) kỳ vọng $\theta_c\approx41.8°$. Sau đó đặt góc dưới giới hạn và kiểm tra $n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$ so với tia khúc xạ vẽ ra.

3. Dựng ống dẫn sáng

   Giảm n₂ hoặc tăng n₁ để $\theta_c$ nhỏ lại, rồi chọn góc tới lớn hơn hẳn — như tia trong lõi sợi quang ở góc xiên. Giải thích vì sao tia phản xạ dọc sợi gần như không mất năng lượng, và điều kiện bị phá vỡ thế nào nếu ánh sáng đi từ không khí vào thủy tinh.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện