1. Kiến thức trọng tâm
Phản xạ toàn phần là hiện tượng toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ trở lại môi trường cũ, không có tia khúc xạ đi sang môi trường thứ hai. Hiện tượng này chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém hơn, ví dụ từ nước ra không khí, từ thuỷ tinh ra không khí, và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn.
Khi góc tới nhỏ, tia sáng vừa phản xạ một phần vừa khúc xạ một phần. Khi góc tới tăng dần đến góc tới giới hạn, tia khúc xạ đi sát mặt phân cách. Khi góc tới lớn hơn góc tới giới hạn, toàn bộ ánh sáng bị phản xạ trở lại, đó là phản xạ toàn phần. Góc tới giới hạn phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường.
Ứng dụng quan trọng nhất của phản xạ toàn phần là sợi quang. Sợi quang là sợi thuỷ tinh rất mảnh, ánh sáng truyền trong sợi bị phản xạ toàn phần nhiều lần nên không thoát ra ngoài. Sợi quang được dùng trong cáp quang truyền internet, nội soi y tế và trang trí.
2. Ví dụ minh họa
Một tia sáng trong khối thuỷ tinh chiếu ra không khí. Khi góc tới bằng , một phần ánh sáng khúc xạ ra ngoài, một phần phản xạ lại. Khi góc tới tăng lên (lớn hơn góc tới giới hạn của thuỷ tinh khoảng ), toàn bộ tia sáng bị phản xạ trở lại trong khối thuỷ tinh, không còn tia khúc xạ.
Cáp quang internet dùng hiện tượng này: tín hiệu ánh sáng đi trong sợi quang bị phản xạ toàn phần liên tục nên truyền đi xa với tốc độ rất nhanh mà ít bị suy hao. Trong y học, bác sĩ dùng ống nội soi có sợi quang để quan sát bên trong cơ thể mà không cần phẫu thuật lớn.
3. Ghi nhớ
- Phản xạ toàn phần: toàn bộ tia sáng tới bị phản xạ lại, không có tia khúc xạ.
- Điều kiện: ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc tới giới hạn.
- Ứng dụng: sợi quang, cáp quang, ống nội soi.