Phản xạ toàn phần: Định nghĩa, điều kiện xảy ra và ứng dụng

Chu Văn An

Phản xạ toàn phần được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống ngày nay. Để hiện tượng này xảy ra, nó phụ thuộc vào một số điều kiện nhất định. Nếu bạn vẫn chưa biết loại phản xạ này là gì thì hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu thông tin chi tiết trong bài viết dưới đây nhé.

1. Phản xạ toàn phần là gì?

Phản xạ toàn phần là hiện tượng tia sáng bị phản xạ sau khi đi vào mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Khi đó, ánh sáng này không lọt ra ngoài môi trường ban đầu. Đây là hiện tượng phổ biến trong lĩnh vực quang học và có tính ứng dụng cao trong đời sống con người.

Góc phản xạ toàn phần là một trong những nội dung liên quan đến hiện tượng phản xạ toàn phần. Góc tạo bởi mặt phân cách và tia sáng. Chỉ khi môi trường có chiết suất khác nhau thì hiện tượng này mới xảy ra.

Tìm hiểu về phản xạ toàn phần

Loại phản xạ này thường gặp trong thực tế. Thông thường, ánh sáng chiếu qua rào cản giữa nước và không khí, ví dụ: mặt biển, mặt sông,… Ngoài ra, sự phản xạ có thể xuất hiện trong môi trường không khí bằng nhựa hoặc thủy tinh…

Tùy theo tính chất của bề mặt tiếp xúc mà hiện tượng phản xạ toàn phần sẽ khác nhau. Dựa vào góc nghiêng của ánh sáng và bề mặt tiếp xúc ở hai môi trường khác nhau mà điều kiện phản xạ tương ứng sẽ tương ứng.

2. Điều kiện phản xạ toàn phần

Các điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần là một vấn đề rất đáng quan tâm. Để hiện tượng quang học này xảy ra, phải tuân thủ các điều kiện sau:

2.1. Điều kiện ánh sáng

Ánh sáng truyền từ môi trường ban đầu sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. Đặc biệt, môi trường ban đầu thường trong suốt như nước hay thủy tinh. Môi trường còn lại có thể là không khí.

2.2. Góc tới so với góc giới hạn có thể lớn hơn hoặc bằng

Điều kiện của góc tới bằng hoặc lớn hơn góc giới hạn để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Công thức tính góc giới hạn là = n2/n1.

Trong đó:

• n1: Chiết suất của môi trường ban đầu, cao hơn môi trường còn lại.
• n2: Chiết suất của môi trường có chiết suất nhỏ hơn.

Tìm điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

2.3. Hiện tượng ánh sáng truyền qua không khí

Khi ánh sáng chiếu vào không khí từ môi trường có chiết suất hoặc chiết suất thấp. Điều kiện để xảy ra hiện tượng toàn phần là góc tới bằng hoặc lớn hơn góc giới hạn. Công thức tính góc giới hạn là sinigh = 1/n. Trong đó n là chiết suất.

3. Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ bình thường

Cả phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường đều có cùng một ý tưởng: chúng tuân theo định luật ánh sáng. Đồng thời, ánh sáng bị phản xạ trở lại môi trường cũ.

Tuy nhiên, hai loại phản xạ này có sự khác biệt rõ ràng qua bảng so sánh dưới đây.

4. Ứng dụng phản xạ toàn phần

Phản xạ hoàn chỉnh sau khi đáp ứng được các điều kiện trên sẽ được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực quan trọng của đời sống. Bao gồm:

4.1. Ứng dụng chế tạo ống nhòm, kính thiên văn

Loại gương phản xạ này sẽ giúp tạo ra hình ảnh rõ nét bằng cách tập trung ánh sáng. Thiết kế của thấu kính trong ống nhòm và kính thiên văn có tác dụng phản xạ hoàn toàn ánh sáng nên hình ảnh thu được không bị méo mà vẫn đảm bảo độ sắc nét, rõ nét.

Phản xạ toàn phần được sử dụng trong ống nhòm và kính thiên văn

4.2. Ứng dụng gương trang điểm

Để hình ảnh chụp trong gương được rõ nét, đáy gương sẽ được phủ một lớp có chiết suất cao. Khi đó, ánh sáng từ môi trường không khí có chiết suất thấp sẽ tạo ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

4.3. Dùng trong sản xuất kính mắt

Một ứng dụng quan trọng của phản xạ toàn phần là sản xuất và chế tạo kính mắt. Đặc biệt kính chống chói, chống chói và tia UV giúp bảo vệ mắt bạn khỏi ánh nắng mặt trời. Đồng thời, lớp phủ trên bề mặt kính sẽ làm tăng độ rõ nét của hình ảnh phía trước.

Dùng trong sản xuất kính mắt

4.4. Hiện tượng cầu vồng

Hiện tượng cầu vồng là sự phản chiếu ánh sáng trong nước. Khi những giọt nước bị ánh sáng mặt trời xuyên qua sẽ hình thành sự phản chiếu và tạo ra cầu vồng tuyệt đẹp mà mọi người đều có thể nhìn thấy. Đặc biệt, mỗi màu sắc trên cầu vồng tương ứng với một góc phản xạ khác nhau và rất dễ nhận biết.

Phản xạ nội toàn phần xảy ra khi ánh sáng phản xạ trên một mặt phân cách có chiết suất khác nhau. Thông qua đặc tính này nó đã mang lại nhiều ứng dụng hữu ích cho đời sống con người. Hy vọng những chia sẻ của Trường Chu Văn An sẽ giúp các bạn có thêm những kiến ​​thức hữu ích để áp dụng khi cần thiết.