bài 26; lăng kính

CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNHLăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất thuỷ tinh, nhựa…, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song... Cấu tạo của lăng kính Lăng kính được giới hạn

BÀI 47:

I CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH

Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất ( thuỷ tinh, nhựa…), được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song

1 Định nghĩa:

B

A

Cạnh

C

A

B

Cạnh

Tiết diện thẳng

Đáy

2 Cấu tạo của lăng kính

Lăng kính được giới hạn bởi hai

mặt phẳng không song song và hai

mặt được gọi là hai mặt bên của

lăng kính

Giao tuyến của hai mặt bên là cạnh

và mặt đối diên cạnh là đáy

n

Lăng kính là khối lăng trụ có tiết

diện chính là một tam giác.

+ Lăng kính đặc trưng bởi : Góc chiết quang A và chiết suất n

1 Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng:

Ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính được phân tích thành nhiều chùm

sáng màu khác nhau Đó là sự tán sắc ánh sáng.

Ánh sáng trắng

Sự tán sắc ánh sáng bởi lăng kính được Niu-Tơn khám phá ra vào năm 1669

Lăng kính

II ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Xét một chùm tia sáng đơn sắc chiếu qua lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí

R

i 2

J

r 2

r 1

D

A

i 1 I

n=1

n>1

Tia sáng bị khúc xạ tại I, J khi đi qua các mặt bên và tia ló JR lệch

về phía đáy lăng kính

Góc hợp bởi tia SI và tia ló JR gọi là góc lệch tia sáng của tia sáng khi qua lăng kính

2 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính:

⇒ sin i2 = nsin r2

Và: sin r2

sin i2 = 1

n

⇒ sin i1 = nsin r1

Áp dụng định luật khúc xạ, ta có:

Thiết lập các công thức lăng kính:

III CÁC CÔNG THỨC CỦA LĂNG KÍNH

i 2

J

r 2

D

r 1 S

H

A

I

R

= n

(1)

(2)

i 1

J I

r 2

D

r 1

R

i 2

S

A

H

M

Xét tam giác IHJ, ta có:

A = r1 + r2 (3) Xét tam giác IMJ, ta có:

D =( i1 – r1) + (i2 – r2) = (i1 + i2) – ( r1 + r2) = i1 + i2 - A

Suy ra: D = i1 + i2 –A (4)

Trường hợp i1 nhỏ và góc A <100 ,ta có công thức gần đúng:

i1 = nr1 i2 = nr2

A = r1 + r2 D = i1 + i2 – A = A(n – 1)

Vậy các công thức của lăng kính là: A = r1 + r2

D = i1 + i2 –A sin i2 = nsin r2

sin i1 = nsin r1

i 1

IV BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 1.Thí nghiệm:

E

K 0

A

K

I 1 I 2

R S

Dmin

i1

r2 i2

r1

Khi góc tới thay đổi thì góc lệch cũng thay đổi và qua một giá trị cực tiểu( gọi là góc lệch cực tiểu) Kí hiệu là Dm.

Nhận xét:

R

2 Tính chất:

Khi có góc lệch cực tiểu, đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân

I 1 I 2

R S

Dmin

i1

r2 i2

r1

Từ công thức của lăng kính, ta có:

2

m i

m

+

=

1 2

2

A

r = = r

Khi thì i2 = i1 = im

2

sin sin

2 2

m

n

+ =

Suy ra:

m

D = D

và

1 Thí nghiệm:

S J

45o

R

B

Chiếu chùm sáng song song tới vuông góc AB của lăng kính thủy tinh đặt trong không khí, tiết diện chính là tam giác vuông cân

E

Đặt màn E đối diện cạnh AC, ta thấy vệt sáng xuất hiện trên màn

Kết luận:

Tia sáng phản xạ toàn phần trên mặt BC

và ló ra từ mặt AC

a.Thí nghiệm 1:

V LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

C

A

b Thí nghiệm 2:

Chiếu chùm sáng song song tới vuông góc BC của lăng kính thủy tinh đặt trong không khí

E

S

Đặt màn ảnh E đối diện mặt BC

ta thấy được vệt sáng trên màn

Kết luận: Tia sáng phản xạ toàn phần trên AB sau đó đến AC

tiếp tục phản xạ toàn phần và ló ra từ mặt BC

2 Giải thích:

J

45o

R

B

S

Thí nghiệm 1:

Tại AB: góc tới nên tia sáng đi thẳng vào lăng kính

2 1

1

1.5

gh

n i

n

Tại J: góc tới là

Khi đó góc giới hạn là:

Suy ra: igh ≈ 420

0

45

j =

gh

j > i

nên tia sáng phản xạ toàn phần tại J tia phản xạ vuông góc AC nên đi thẳng ra ngoài không khí

0 0

i =

2 Giải thích:

B

C

A

E

S

Thí nghiệm 2:

Chùm tia tới song song với BC sẽ đi thẳng, đến AB thì góc tới

lớn hơn góc giới hạn nên phản xạ toàn phần

0 45

j =

0 42

gh

i ≈

Chùm tia phản xạ đến AC tiếp tục phản xạ toàn phần và tia sáng tới vuông góc BC đi thẳng ra ngoài không khí, ta thấy được vệt sáng trên màn

3 Ứng dụng:

Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một gương phẳng Người ta dùng lăng kính phản xạ toàn phần trong các kính tiềm vọng ở các tàu ngầm để làm đổi phương của tia sáng và có thể quan sát các hoạt động xảy ra trên biển

Lăng kính toàn phần dùng đổi

chiều của ảnh trong ống nhòm

1.BÀI TẬP 1:

Tóm tắt

Lăng kính thiết diện là

tam giác đều ABC

0 1

=

Xác định đường truyền

của tia sáng

Giải:

Tại I luôn có tia khúc xạ nên ta có:

0 1

0 1

sinr

=

⇒ =

2

Theo công thức lăng kính,ta có:

Tại J có tia khúc xạ Do tính thuận nghịch về chiều truyền tia sáng nên góc khúc xạ

gh

0

sini

2

2

0 2

V BÀI TẬP CỦNG CỐ

THE END

Thành viên nhóm:

1 Đỗ Viết Ơn

2 Nguyễn Thành Nhân

3 Ngô Văn Hiếu

4 Trần Văn Diệu

5 Lê Ngọc Hậu