Bài giảng bài lăng kính vật lý 11 (10)

Các phần tử của lăng kính: Cạnh, đáy, 2 mặt bên, tiết diện thẳng của lăngkính.Lăng kính được đặc trưng bởi: .Góc chiết quang A .Chiết suất n Ta xét lăng kính đặt trong không khí... Tác

TRƯỜNG THPT TRẦN HƯNG ĐẠO

GIÁO VIÊN: CAO HẢI OANH

VÀ TẬP THỂ LỚP 11B19

Bài 28: LĂNG KÍNH

Bài 28: LĂNG KÍNH

CHƯƠNG VII: MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC

I.CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH:

1 Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất

( thuỷ tinh, nhựa…), thường có dạng lăng trụ tam giác

2 Các phần tử của lăng kính: Cạnh, đáy, 2 mặt bên, tiết diện thẳng của lăngkính.Lăng kính được đặc trưng bởi: .Góc chiết quang A

.Chiết suất n

Ta xét lăng kính đặt trong không khí

II ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG

QUA LĂNG KÍNH:

1 Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng:

Tán sắc ánh sáng

Ánh sáng trắng như ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều ánh sáng màu và lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng trắng truyền qua nó thành nhiều

chùm sáng màu khác nhau Đó là sự tán sắc ánh

sáng

Ánh sáng trắng bị tán sắc khi qua lăng kính

i1

R

i2

J

r2

r1

D

A

S

I

n >1 H

2 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính:

Chiếu đến mặt bên của lăng kính một chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI nằm trong tiết diện thẳng của lăng kính ta có đường đi của tia sáng như hình dưới đây:

K

- Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến tức lệch gần về phía đáy lăng kính

C1: Tại sao khi ánh sáng truyền

từ không khí vào lăng kính, luôn

có sự khúc xạ và tia khúc xạ

lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới ?

Trả lời: Vì ánh sáng đi từ môi trường chiết quang kém sang hơn

nên i > r ( không có phản xạ toàn phần )

Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức cũng lệch

về phía đáy lăng kính so với tia tới ( ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang kém, có thể xảy ra phản xạ toàn phần )

Vậy: khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về phía đáy lăng kính so với tia tới Góc tạo bởi hướng của tia tới và hướng của tia ló

gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền

qua lăng kính

III CÁC CÔNG THỨC CỦA LĂNG KÍNH:

sini n sinr

sini n sinr

A r r

D i i A





 

  

1 1

1 2





 

Trường hợp góc lớn: Trường hợp và A nhỏ

( < ):

1

i

0 10

C2: Thiết lập các công thức lăng kính

1 2

JHx A JHx r r



 

  

1 1

2 2

sini n sinr sini n sinr





D  KIJ KJI   (i  r ) (i   r )

(i i ) (r r )

   

  

Định luật khúc xạ tại I và J cho:

Ta có:

(cạnh t ứngvuông góc) (góc ngoài tam giác)

Tam giác KIJ cho:

Khi các góc nhỏ thì sini = i, sinr = r nên:

1 1

1 2

i nr

i nr

A r r

D nr nr A n(r r ) A





 

BÀI TẬP VÍ DỤ:

Tóm tắt:

Lăng kính, tdt 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

sini n sinr

sin 45 1 sinr

n 2

r 30



2

A r r r A r

r 60 30 30

Từ:

Tại J có tia khúc xạ Do tính thuận nghịch về chiều truyền tia sáng nên góc khúc xạ .Hình vẽ như bên

gh

0

sini

2 2

0 2

i  30

IV CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH:

Lăng kính có nhiều công dụng trong khoa học và kỷ thuật Tiêu

biểu là:

Trong đó lăng kính là bộ phận chính

Máy nầy phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định đƣợc nhiệt độ, cấu tạo của nguồn sáng Máy quang phổ có thể gồm một hoặc hai lăng kính

1 Máy quang phổ lăng kính:

2 Lăng kính phản xạ toàn phần:

Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân

Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều trong ống nhòm, máy ảnh…

C3: Hãy giải thích sự phản xạ toàn phần ở hai mặt bên của lăng kính như hình sau:

Giải thích:

Lăng kính phản xạ toàn phần làm bằng thuỷ tinh có chiết suất 1,5 nên góc giới hạn phản xạ toàn phần đƣợc tính nhƣ sau:

0

H.1: Chùm tia sáng // đi vào lăng kính vuông góc với mặt bên AB nên đi thẳng gặp mặt đáy BC với góc tới tia sáng bị phản

xạ toàn phần một lần tại BC rồi đi vuông góc với mặt bên AC ra ngoài

0

gh

i  45  i 

H.2: Chùm tia tới song song

đi vào lăng kính vuông góc mặt đáy BC nên đi thẳng tới gặp mặt bên AB với góc tới

tia sáng bị phản xạ toàn phần lần 1 rồi tới gặp mặt bên AC với góc tới

tia sáng bị phản xạ toàn phần lần 2 rồi đi vuông góc với mặt đáy BC ra ngoài

0

gh

i  45  i 

0

gh

i  45  i 