Giải Câu hỏi trang 34 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Cấu tạo sợi quang

Sợi quang là một sợi trong suốt rất mảnh, gồm hai phần:
- Lõi (phần ở giữa) làm bằng thuỷ tinh hoặc chất dẻo trong suốt, có chiết suất lớn ($n_1$ lớn).
- Lớp vỏ (bao quanh lõi) cũng trong suốt nhưng có chiết suất nhỏ hơn ($n_2 < n_1$).

Vì ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn (lõi) sang môi trường chiết quang kém hơn (vỏ), nên có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ.

Giải thích sự truyền ánh sáng

- Khi chiếu ánh sáng vào một đầu sợi quang với góc thích hợp, tia sáng đi vào trong lõi và tới mặt phân cách giữa lõi và vỏ.
- Tại đó, do $n_1 > n_2$ và góc tới của tia sáng lớn hơn góc tới hạn, nên ánh sáng bị phản xạ toàn phần trở lại vào trong lõi (không có tia sáng nào khúc xạ ra ngoài lớp vỏ).
- Tia sáng tiếp tục gặp mặt phân cách ở phía đối diện và lại phản xạ toàn phần một lần nữa.
- Quá trình phản xạ toàn phần lặp đi lặp lại liên tiếp như vậy khiến ánh sáng bị "nhốt" trong lõi và truyền đi theo chiều dài của sợi quang (dù sợi bị uốn cong) cho tới khi ló ra ở đầu kia.

Kết luận: Nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra liên tiếp ở mặt phân cách giữa lõi (chiết suất lớn) và lớp vỏ (chiết suất nhỏ), ánh sáng được truyền đi dọc theo sợi quang mà hầu như không bị mất mát (hao hụt) năng lượng và không thoát ra ngoài.

Đáp số