Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ, một dụng cụ dùng để phân tích ánh sáng.
Vậy thì lăng kính có cấu tạo như thế nào, tính chất và công dụng có những điểm gì đặc biệt, chúng ta sẽ được biết đến sau khi nghiên cứu nội dung bài học ngày hôm nay. Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của bài 28: Lăng kính
Lăng kính là một khối chất trong suốt có dạng hình lăng trụ đứng. Lăng kính tam giác có tiết diện thẳng là một hình tam giác.
Hai mặt phẳng giới hạn ở trên gọi là các mặt bên của lăng kính.
Giao tuyến của hai mặt bên gọi là cạnh của lăng kính.
Mặt đối diện với cạnh là đáy của lăng kính.
Góc hợp bởi hai mặt lăng kính gọi là góc chiết quang hay góc ở đỉnh của lăng kính.
Về phương diện quang học một lăng kính được đặc trưng bởi
Góc chiết quang A
Chiết suất n
Đường đi của tia sáng qua lăng kính đặt trong không khí
Trong đó:
Góc \(i_1\) gọi là góc tới. Góc \(i_2\) gọi là góc ló.
Góc D hợp bởi tia tới SI và tia ló JR được gọi là góc lệch của tia sáng khi đi qua lăng kính.
Sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng và chứng minh trong hình học phẳng ta sẽ có:
Công thức lăng kính đặt trong không khí
Sin\(i_1\) = n sin\(r_1\)
sin\(i_2\) = nsin\(r_2\)
\(r_1\) + \(r_2\) = A
D = \(i_1\) + \(i_2\) - A
Trong đó:
A: là góc chiết quang
n: chiết suất
D: góc lệch
Trong trường hợp góc nhỏ thì: sini ≈ i; sinr ≈ r.
Do đó:
\(i_1\) = n\(r_1\)
\(i_2\) = n\(r_2\)
D =\(i_1\) + \(i_2\) – A = n\(r_1\) + n\(r_2\) – A D = nA – A = (n – 1)A
Lăng kính có nhiều ứng dụng trong khoa học và kỉ thuật.
Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ.
Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng.
Máy phân tích quang phổ lăng kính
Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân.
Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để điều chỉnh đường đi của tia sáng hoặc tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh, …)
Đường đi của tia sáng trong lăng kính phản xạ toàn phần
Một lăng kính thủy tinh có chiết suất \(n=1,41\approx \sqrt{2}\) . Tiết diện thẳng của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, tới AB với góc tới \(i_1=45^o\). Xác định đường truyền của tia sáng.
Tại I luôn có tia khúc xạ ta có:
Sin\(i_1\) = n sin\(r_1\)
=> \(sinr_1=\frac{sin45^0}{n}=\frac{1}{2}\Rightarrow r_1=30^o\)
Tại J ta có: \(r_2=60^o-30^o=30^o\)
=> Áp dụng tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng, ta suy ra ở J có tia khúc xạ với góc khúc xạ là: \(i_2=45^o\)
Qua bài giảng Lăng kính này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được cấu tạo của lăng kính.
Trình bày được hai tác dụng của lăng kính:
Viết được các công thức về lăng kính và vận dụng được.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 28 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một lăng kính thủy tinh có chiết suất \(n=1,41\approx \sqrt{2}\) . Tiết diện thẳng của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, tới AB với góc tới \(i_1=45^o\). Xác định đường truyền của tia sáng.
Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A. Một tia sáng đơn sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB. Sau hai lần phản xạ toàn phần trên hai mặt AC và AB, tia sáng ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC. Tính góc chiết quang A.
Lăng kính có chiết suất n = 1,6 và góc chiết quang A = 6o. Một chùm sáng đơn sắc hẹp được chiếu vào mặt bên AB của lăng kính với góc tới nhỏ. Tính góc lệch của tia ló và tia tới.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 28để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 179 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 233 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 233 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 233 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 233 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 5 trang 233 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 6 trang 234 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 7 trang 234 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 28.1 trang 77 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.2 trang 77 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.3 trang 77 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.4 trang 78 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.5 trang 78 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.6 trang 78 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.7 trang 78 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.8 trang 79 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.9 trang 79 SBT Vật lý 11
Bài tập 28.10 trang 79 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Một lăng kính thủy tinh có chiết suất \(n=1,41\approx \sqrt{2}\) . Tiết diện thẳng của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, tới AB với góc tới \(i_1=45^o\). Xác định đường truyền của tia sáng.
Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A. Một tia sáng đơn sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB. Sau hai lần phản xạ toàn phần trên hai mặt AC và AB, tia sáng ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC. Tính góc chiết quang A.
Lăng kính có chiết suất n = 1,6 và góc chiết quang A = 6o. Một chùm sáng đơn sắc hẹp được chiếu vào mặt bên AB của lăng kính với góc tới nhỏ. Tính góc lệch của tia ló và tia tới.
Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1,6. Chiếu một tia sáng đơn sắc theo phương vuông góc với mặt bên của lăng kính. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt bên của lăng kính. Tính giá trị nhỏ nhất của góc A.
Điều nào sau đây là đúng khi nói về lăng kính và đường đi của một tia sáng qua lăng kính?
Để chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần đặt trong không khí thì phải chọn thuỷ tinh để chiết suất là
Lăng kính được cấu tạo bằng khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng hình lăng trụ. Tiết diện thẳng của lăng kính là hình ?
Khi chiếu một chùm tia sáng vào mặt bên của một lăng kính đặt trong không khí, phát biểu nào sau đây là sai?
Trong một số dụng cụ quang, khi cần làm cho chùm sáng lệch một góc vuông, người ta thường dùng lăng kính phản xạ toàn phần thay cho gương phẳng vì
Một tia sáng Mặt Trời truyền qua một lăng kính sẽ ló ra như thế nào ?
Lăng kính là gì? Nêu cấu tạo và các đặc trưng quang học của lăng kính.
Trình bày tác dụng của lăng kính đối với sự truyền ánh sáng qua nó. Xét hai trường hợp:
- Ánh sáng đơn sắc;
- Ánh sáng trắng.
Nêu các công dụng của lăng kính.
Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính như Hình 28.8
Ở (các) trường hợp nào sau đây, lăng kính không làm lệch tia ló về phía đáy?
A. Trường hợp 1.
B. Trường hợp 2 và 3.
C. Ba trường hợp 1, 2 và 3.
D. Không trường hợp nào.
Cho tia sáng truyền tới lăng kính như Hình 28.9
Tia ló truyền đi sát mặt BC. Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị nào sau đây?
A. 00.
B. 22,50.
C. 450.
D. 900.
Chiết suất n của lăng kính có giá trị nào sau đây? (Tính tròn tới một chữ số thập phân)
A. 1,4.
B. 1,5.
C. 1,7.
D. Khác A, B, c.
Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A. Một tia sáng đơn sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB. Sau hai lần phản xạ toàn phần trên hai mặt AC và AB, tia sáng ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC.
a) Vẽ đường truyền của tia sáng và tính góc chiết quang A.
b) Tìm điều kiện mà chiết suất n của lăng kính phải thỏa mãn.
Chọn phương án đúng.
Một tia sáng tới vuông góc với mặt AB của một lăng kính có chiết suất \(n = \sqrt 2 \) và góc ở đỉnh A = 30°, B là góc vuông. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là:
A. 5° B. 13°
C. 15° D. 22°
Chọn phương án đúng.
Chiếu một chùm sáng song song tới lăng kính. Cho góc tới i tăng dần từ giá trị nhỏ nhất thỉ:
A. góc lệch D tăng theo i
B. góc lệch D giảm dần.
C. góc lệch D tăng tới một giá trị xác định rồi giảm dần.
D. góc lệch D giảm tới một giá trị xác định rồi tăng dần.
Phát biểu nào dưới đây không chính xác.
Chiếu một chùm tia sáng vào một mặt bên của một lăng kính ở trong không khí
A. Góc khúc xạ r bé hơn góc tới i
B. Góc tới r’ tại mặt bên thứ hai bé hơn góc ló i’
C. Luôn luôn có chùm tia sáng ló ra ở mặt bên thứ hai
D. Chùm tia sáng bị lệch đi khi qua lăng kính
Khảo sát và vẽ đường đi tia sáng trong trường hợp tia tới là là trên mặt lăng kính
Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5; tiết diện chính là một tam giác đều, được đặt trong không khí.
a) Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính khi góc tới là 30°.
b) Vẽ đường đi tia sáng và tính góc mà tia ló hợp với tia tới trong trường hợp tia tới vuông góc với mặt bên của lăng kính.
Khảo sát đường đi của tia sáng qua lăng kính trong hai trường hợp sau:
a) Lăng kính có góc ở đinh là A = 50°, chiết suất \(n = \sqrt 2 \) đặt trong nước có chiết suất \(n' = \frac{4}{3}\) , góc tới là \(i = {45^o}{\rm{ }}.\)
b) Lăng kính thuỷ tinh đặt trong không khí có góc ở đính A = 75°, góc C = 60°, chiết suất n =1,5, góc tới của tia sáng là i = 30°. Tia tới đến mặt AB của lăng kính.
Lăng kính có góc ở đỉnh là 60°. Chùm sáng song song qua lăng kính có độ lệch cực tiểu là Dm = 42°. Hãy tìm góc tới và chiết suất của lăng kính.
Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều và có chiết suất n =1,5. Chiết một tia tới nằm trong một tiết diện thẳng ABC và vuông góc với mặt bên AB của lăng kính
Tia sáng sẽ
A. ló ra ở mặt bên AC
B. ló ra ở mặt đáy BC
C. trở lại, ló ra ở mặt AB
D. truyền quanh quẩn bên trong lăng kính và không ló ra ngoài được
Một lăng kính trong suốt có tiết diện thẳng là tam giác vuông như Hình 28.1. Góc chiết quang A của lăng kính có giá trị nào ?
A. 30o B. 60o
C. 90o D. A, B, C đều đúng tùy đường truyền tia sáng.
Một tia sáng truyền qua lăng kính (xem Hình 28.2). Góc lệch D của tia sáng có giá trị phụ thuộc các biến số độc lập nào (các kí hiệu có ý nghía như trong bài học) ?
A. Góc A và chiết suất n.
B. Góc tới i1 và góc A.
C. Góc A, góc tới i1 và chiết suất n.
D. Góc A, góc tới i1 và góc tới i2.
Có một tia sáng truyền tới lăng kính, với góc tới i1 ta có đường truyền như Hình 28.2. Đặt sinγ = 1/n. Tìm phát biểu sai sau đây khi thay đổi góc i1.
A. Luôn luôn có i1 ≤ 90°.
B. Luôn luôn có r1 ≤ γ.
C . Luôn luôn có r1 ≤ γ.
D. Góc lệch D có biểu thức là i1 + i2-A
Có tia sáng truyền qua lăng kính như Hình 28.3. Đặt sinγ = 1/n. Chỉ ra kết quả sai.
A. R1 = r2 = γ
B. A = 2γ
C. D = π - A
D. Các kết quả A, B, C đều sai.
Một tia sáng Mặt Trời truyền qua một lăng kính sẽ ló ra như thế nào ?
A. Bị tách ra thành nhiều tia sáng có màu khác nhau.
B. Vẫn là một tia sáng trắng.
C. Bị tách ra thành nhiều tia sáng trắng.
D. Là một tia sáng trắng có viền màu.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Góc chiết quang A của lăng kính có thể có giá trị là \(30^0; 60^0; 90^0\) tùy thuộc vào đường truyền của tia sáng đến các mặt.
Câu trả lời của bạn
Khi chiếu một tia tới nằm trong một tiết diện thẳng ABC và vuông góc với mặt bên AB của lăng kính thì tia ló ra ở mặt đáy BC
Câu trả lời của bạn
Một tia sáng Mặt Trời truyền qua một lăng kính sẽ bị tách ra thành nhiều tia sáng có màu khác nhau.
A. Luôn luôn có i1 ≤ 90°.
B. Luôn luôn có r1 ≤ γ.
C . Luôn luôn có r2 ≤ γ.
D. Góc lệch D có biểu thức là i1 + i2-A
Câu trả lời của bạn
A. Đúng vì luôn có góc tới \(i_1 ≤ 90^0.\)
B. Đúng vì có : \(sinr_1=\dfrac{sini_1}{n} ≤ \dfrac{1}{n}=sin\gamma\)
D. Đúng vì : \( D= i_1+i_2-A\)
Chọn đáp án: C
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(A=r_1 + r_2\)
Mà \(i_1 = nr_1\)
=> \( i_2= n(A - r_1)\)
=> Nếu biết \(A, i_1, n\) thì ta sẽ xác định được D. ( \(D=i_1+i_2-A\))
a) Tính góc ló và góc lệch của chùm tia sáng.
b) Giữ chùm tia tới cố định, thay lăng kính trên bằng một lăng kính có cùng kích thước nhưng có chiết suất n’ \( \ne \) n. Chùm tia ló sát mật sau của lăng kính. Tính n’.
Câu trả lời của bạn
a) Ở I:\( i = 0 => r = 0.\)
Tia sáng truyền thẳng vào lăng kính (Hình 28.1G). Ở J : iJ = 30° (góc có cạnh tương ứng vuông góc) :
\({\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = n\sin {i_J} = \dfrac{3}{2}.\dfrac{1}{2} = 0,75 \Rightarrow r \approx {48^0}35'\)
Suy ra góc lệch :
\( D= R -i_j =48^035'- 30 = 18^035'\)
b) Ta có ở J trong trường hợp này (Hình 28.2G) :
\(n'sin i_j =sin 90^0 \)
\(=> n'=\dfrac{1}{sin30^0} = 2\)
Câu trả lời của bạn
Ta có ở I
nsinr1 = sin900 --> \(sinr_1 = \dfrac{1}{n}\)
Mặt khác: \(r_1+r_2 = A => r_2 = A -r_1\)
Ở J:
\(\begin{array}{l}
n\sin {r_2} = \sin i'\\
\Rightarrow n\sin (A - {r_1}) = \sin i'\\
\Rightarrow \sin A\cos {r_1} - {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in}}{{\rm{r}}_1}{\rm{cosA = }}\dfrac{{\sin i'}}{n}\\
\Rightarrow \sin A\sqrt {1 - {{\sin }^2}_{{r_1}}} - {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in}}{{\rm{r}}_1}{\rm{cosA = }}\dfrac{{\sin i'}}{n}\\
\Rightarrow \sin A\dfrac{{\sqrt {{n^2} - 1} }}{n} - \dfrac{{{\rm{cosA}}}}{n} = \dfrac{{\sin i'}}{n}
\end{array}\)
Do đó: \(\dfrac{{{\rm{cosA + sini'}}}}{{\sin A}} = \sqrt {{n^2} - 1} \)
Câu trả lời của bạn
Theo đề bài: i = 300; \(sinr_1 = \dfrac{1}{2n}\)
i2 = 900 (HÌnh 28.4G); r2 = igh --> \(sinr_2 = \dfrac{1}{n}\)
Nhưng r1 = A – r2 – 600 - igh
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow \dfrac{1}{{2n}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}.\dfrac{{\sqrt {{n^2} - 1} }}{n} - \dfrac{1}{n}.\dfrac{1}{2}\\
\Rightarrow n = \sqrt {1 + \dfrac{4}{3}} = \sqrt {\frac{7}{3}} \approx 1,53
\end{array}\)
a) Tính góc lệch khi ánh sáng khúc xạ vào chất lỏng.
b) Tia tới cố định. Nghiêng đáy chậu một góc α. Tính α để có góc lệch giữa tia tới và tia ló có giá trị như ở câu a (coi bề dày trong suốt của đáy chậu không đáng kể).
Câu trả lời của bạn
\({\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \dfrac{{\sin {{45}^0}}}{n} = \dfrac{1}{{1,5\sqrt 2 }} \Rightarrow r \approx {28^0}\)
--> \(D = I – r = 17^0\)
b) Để có góc lệch D như ở câu a thì tia khúc xạ vào chất lỏng phải truyền thẳng ra không khí (Hình 28.6G). Tính chất của góc có cạnh tương ứng vuông góc và góc so le trong cho thẩy α = r = 280.
Câu trả lời của bạn
A. bị đổi màu. B. bị thay đổi tần số.
C. không bị tán sắc. D. không bị lệch phương truyền.
Câu trả lời của bạn
hi đi qua lăng kính, chùm sáng này không bị tán sắc.
A. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
B. Ánh sáng trắng là ánh sáng đơn sắc vì nó có màu trắng.
C. Tốc độ truyền của một ánh sáng đơn sắc trong nước và trong không khí là như nhau.
D. Trong thủy tinh, các ánh sáng đơn sắc khác nhau truyền với tốc độ như nhau.
Câu trả lời của bạn
Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
A. phản xạ toàn phần. B. phản xạ ánh sáng.
C. tán sắc ánh sáng. D. giao thoa ánh sáng.
Câu trả lời của bạn
Hiện tượng chùm ánh sáng trắng đi qua lăng kính, bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
A tia ló và pháp tuyến
B hai mặt bên của lăng kính
C tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính
D tia tới và pháp tuyến
Câu trả lời của bạn
Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính
A cân B vuông cân
C đều D vuông
Câu trả lời của bạn
Lăng kính phản xạ toàn phần có tiết diện là tam giác vuông cân
A giới hạn bởi hai mặt cầu
B hình lục lăng
C có dạng lăng trụ tam giác
D có dạng hình trụ tròn
Câu trả lời của bạn
Lăng kính là một khối chất trong suốt có dạng lăng trụ tam giác
Câu trả lời của bạn
A luôn bằng góc tới
B luôn nhỏ hơn góc tới
C luôn lớn hơn góc tới
D có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn góc tới
Câu trả lời của bạn
Nếu chiết suất của môi trường chứa tia tới nhỏ hơn chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ thì góc khúc xạ luôn nhỏ hơn góc tới
Câu trả lời của bạn
Câu trả lời của bạn
Từ hình 28.4,
Theo định luật khúc xạ trên mặt bên AB và mặt bên AC ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {sin{i_1} = n\sin {r_1}}\\ {\sin {i_2} = n\sin {r_2}} \end{array}\)
Mặt khác:
A = góc N1 ( góc có cạnh tương ứng vuông góc)
góc N1 = r1 + r2 ( góc ngoài của tam giác IJN1)
= > A = r1 + r1
Tương tự:
D = góc ngoài của tam giác MIJ
D = (i1 - r1 ) + (i2 - r2 ) = i1 + i2 - (r1 + r2)
D = i1 + i2 - A
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *