Vì sao ánh sáng từ môi trường nước ra không khí có một số tia sáng không bị khúc xạ mà bị phản xạ toàn phần?

Question

Giải thích tại sao khi chiếu tia sáng từ môi trường nước ra ngoài không khí thì có một số tia sáng  không bị khúc xạ mà bị phản xạ toàn phần. Vẽ hình để giải thích điều đó?

Answer 1

Khi n1 < n2 thì i > r: tia khúc xạ lại gần pháp tuyến và môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).

Khi góc tới i tăng dần thì góc khúc xạ r cũng tăng dần nhưng luôn luôn nhỏ hơn i. Góc i có thể lấy các giá trị từ 00tới 900.

Đối với tia S1I vuông góc với mặt phân cách: một phần của tia sáng bị phản xạ trở lại, phần còn lại đi qua mặt phân cách không đổi phương.

Đối với tia S2I: một phần của tia sáng phản xạ trở lại theo đường IS2’, phần còn lại khúc xạ theo đường IR2.

Đối với tia S3I có góc tới đạt giá trị lớn nhất bằng 900: không còn có tia phản xạ, chỉ còn tia khúc xạ có góc khúc đạt một giá trị giá trị lớn nhất là rgh gọi là góc khúc xạ giới hạn được tính như sau:

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: n1sin900 = n2sinrgh

Suy ra: sinrgh = n1/n2

Như vậy, trong trường hợp ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trường có chiết suất lớn hơn thì luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai.