Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
1/ Hiện tượng phản xạ ánh sáng:

Chiếu một tia sáng đến bề mặt một vật có thể phản xạ ánh sáng, bạn sẽ quan sát thấy tại điểm phản xạ tia sáng bị gãy khúc quay trở lại môi trường ban đầu với một góc hoàn toàn đối xứng với tia sáng tới.
Vẽ lại thí nghiệm trên dưới dạng hình học phẳng bạn sẽ có hình minh họa dưới

Trong đó:

• Tia SI: được gọi là tia tới
• Tia IR: được gọi là tia phản xạ
• I: là một điểm nằm trên mặt phẳng phản xạ
• IN: pháp tuyến của mặt phẳng phản xạ
• i: góc tới
• i': góc phản xạ

Bạn có thể phát biểu nhanh định luật phản xạ ánh sáng như sau

Định luật phản xạ ánh sáng:

• Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới phía bên kia pháp tuyến so với tia tới
• Góc phản xạ bằng góc tới i = i'

Cách vẽ ảnh của một vật được tạo ra bởi hiện tượng phản xạ ánh sáng:
Coi vật là một nguồn sáng, từ vật ta vẽ các tia sáng tới mặt phản xạ với các góc tới khác nhau, tất cả các chùm tia phản xạ sẽ hội tụ tại một điểm (đặt mắt tại đó sẽ quan sát thấy ảnh được tạo ra bởi hiện tượng phản xạ ánh sáng.

Ảnh của vật thu được trong hiện tượng phản xạ ánh sáng là ảnh ảo.
Một bức ảnh nghệ thuật ghi lại rõ nét hiện tượng phản xạ ánh sáng.​

2/ Hiện tượng phản xạ toàn phần:
Thí nghiệm về hiện tượng phản xạ toàn phần

Mô tả lại thí nghiệm vật lí phản xạ toàn phần: Một nguồn sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau đặt trong một bể. Thời điểm ban đầu khi chưa đổ nước vào trong bể các tia sáng truyền thẳng.
Khi đổ nước vào bể, các tia sáng tới mặt phân cách bị khúc xạ, thay đổi góc tới, bạn sẽ quan sát thấy một số tia sáng bị phản xạ lại môi trường nước, hiện tượng tia sáng đi từ môi trường nước có chiết suất n₁ sang môi trường không khí có chiết suất n₂ bị phản xạ lại toàn bộ được gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.
Hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra trong trường hợp ánh sáng đi từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ hơn.

Kết luận: Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ lại toàn bộ tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn.

3/ Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng ta có:

\[\sin i=\dfrac{n_{2}}{n_{1}}\sin r\]​

vì n₁ > n₂ => r > i => khi góc i tăng thì góc r cũng tăng, Do đó khi góc r đặt giá trị cực đại (r = 90$^{o }$=> sin r = 1) thì i đạt giá trị giới hạn i$_{gh}$

\[\sin i_{gh}=\dfrac{n_{2}}{n_{1}}\]​

Nếu i > igh thì hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra.​

Điều kiện để có phản xạ toàn phần

• Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang (n₁ > n₂)
• Góc tới i ≥ i$_{gh }$với \[\sin i_{gh}=\dfrac{n_{2}}{n_{1}}\]

Khác biệt giữa phản xạ toàn phần và hiện tượng phản xạ ánh sáng là hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra giữa hai môi trường trong suốt, hiện tượng phản xạ ánh sáng xảy ra tại mặt bề mặt cả vật liệu có khả năng phản xạ ánh sáng.
Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần:
Dùng để truyền dẫn, điều khiển đường đi của tia sáng phục vụ các mục đích khác nhau của con người (cáp quang, lăng kính phản xạ toàn phần ....)

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 11 chương khúc xạ ánh sáng

nguồn vật lí trực tuyến