Lăng kính là gì? Các Công thức lăng kính, Ứng dụng của lăng kính và Bài tập – Vật lý 11 bài 28

một vật thể lăng kính là gì? nó được cấu tạo như thế nào? Mối quan hệ giữa đường truyền của tia sáng (tia tới và tia tới) qua lăng kính là gì? Làm thế nào để bạn viết các công thức lăng trụ? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

i. cấu trúc lăng kính

– lăng kính là một khối trong suốt và đồng nhất (thủy tinh, chất dẻo, …), thường có dạng hình lăng trụ tam giác.

– Về mặt quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi: góc khúc xạ a và chiết suất n.

ii. đường đi của tia sáng qua lăng kính

1. hiệu ứng tán xạ ánh sáng trắng

– ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) gồm ánh sáng có nhiều màu và lăng kính có tác dụng bẻ gãy chùm ánh sáng trắng truyền qua nó thành nhiều chùm ánh sáng có màu sắc khác nhau gọi là sự tán xạ ánh sáng của lăng kính.

2. đường đi của tia sáng qua lăng kính

• chiếu tới mặt bên của lăng kính một chùm ánh sáng đơn sắc hẹp như hình dưới đây:

– at i: tia khúc xạ lệch gần tới pháp tuyến, tức là nó quay trở lại mặt đáy của lăng kính

– tia j: tia khúc xạ lệch khỏi pháp tuyến, tức là cũng hướng tới đáy của lăng kính

• Như vậy, khi tia ló ra khỏi lăng kính, tia ló luôn bị lệch về phía đáy của lăng kính so với tia tới.

• Góc giữa tia ló và tia tới được gọi là góc lệch d của tia sáng khi đi qua lăng kính

iii. công thức lăng kính

– áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng và một số định lý hình học về góc, ta có thể lập các công thức lăng kính sau:

sini1 = n.sinr1; a = r1 + r2

sini2 = n.sinr2; d = i1 + i2 – a

* lưu ý: nếu các góc i1 và a nhỏ (& lt; 100), thì các công thức sau có thể được viết:

• i1 = n.r1; i2 = n.r2
• a = r1 + r2
• d = (n – 1) .a

Xem thêm: Công thức tính lực ma sát trượt – Hoàng Vina

iv. sử dụng lăng kính

1. quang phổ kế

– 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, do đó xác định thành phần của nguồn sáng.

2. lăng kính phản xạ toàn phần

– lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thủy tinh có tiết diện bên phải là tam giác vuông cân

– lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để điều chỉnh đường đi của tia sáng hoặc tạo hình ảnh chính diện (ống nhòm, máy ảnh, …)

Xem Thêm : Cách Tính GDP Danh Nghĩa Và GDP Thực Tế Chính Xác Nhất

v. bài tập về lăng kính

* bài 1 trang 179 SGK Vật Lý 11: lăng trụ là gì? Nêu cấu tạo và đặc điểm quang học của lăng kính.

° lời giải bài 1 trang 179 SGK Vật lý 11: l

– lăng kính là một khối chất lỏng trong suốt (thủy tinh, nhựa, …) thường có hình dạng của một lăng trụ tam giác.

– các phần tử của lăng kính bao gồm: cạnh đáy, các cạnh bên.

– về mặt hình học xung quanh lăng kính, nó được đặc trưng bởi: góc khúc xạ a và chiết suất n.

* bài 2 trang 179 SGK Vật Lý 11: giới thiệu tác dụng của lăng kính trong việc truyền ánh sáng qua nó. hãy xem xét hai trường hợp:

– ánh sáng đơn sắc.

– ánh sáng trắng.

° giải bài 2 trang 179 SGK vật lý 11: l

• Ánh sáng đơn sắc: Ánh sáng đơn sắc đi qua lăng kính sẽ bị khúc xạ.

• trường hợp ánh sáng trắng: ánh sáng trắng gồm nhiều đèn màu và một lăng kính có tác dụng bẻ gãy chùm sáng truyền qua nó thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau ⇒ hiện tượng tán sắc ánh sáng.

* bài 3 trang 179 SGK Vật Lý 11: xác lập công dụng của lăng kính.

° giải bài 3 trang 179 SGK vật lý 11: l

Xem thêm: Công Thức Tính Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian chính xác nhất

• lăng kính có nhiều ứng dụng trong khoa học và công nghệ, chẳng hạn như:

– quang phổ kế: được sử dụng để xác định các thành phần cấu trúc của chùm sáng phức tạp do nguồn sáng phát ra.

– lăng kính phản xạ toàn phần: dùng để tạo ảnh định hướng trong các dụng cụ như ống nhòm, máy ảnh, …

* Bài 4 Trang 179 SGK Vật Lý 11: Có ba trường hợp tia sáng truyền qua lăng kính như hình 28.8. Trường hợp nào sau đây lăng kính không làm lệch chùm tia đối với nền?

A. Trường hợp (1)

b. trường hợp (1) và (2)

c. ba trường hợp (1), (2) và (3).

d. không có trường hợp nào.

° lời giải bài 4 bài 179 SGK vật lý 11: l

• chọn câu trả lời: d. không có trường hợp nào.

– Tuy nhiên, trong các trường hợp trên, lăng kính cũng làm cho chùm tia bị bẻ cong về phía nền.

* bài 5 trang 179 SGK Vật Lý 11: cho một tia sáng truyền tới lăng kính như hình 28.9: một tia sáng truyền đến gần mặt bc. Giá trị của góc lệch do lăng kính tạo thành là bao nhiêu?

a. 0b 22,5o c. Thứ 45 sau Công nguyên 90o

Xem Thêm : Cấu trúc Apologize. Cách dùng Apologize cần nhớ

° giải bài 5 trang 179 SGK Vật lý 11:

• chọn câu trả lời: c. Thứ 45

– Từ hình trên, ta có, ΔABC vuông cân ⇒ ∠B = ∠C = 45o

– nếu ⊥ ac ⇒ nếu tia đi thẳng vào môi trường trong suốt abc mà không bị khúc xạ ⇒ góc tới trên mặt ab bằng i1 = 0, góc khúc xạ r1 = 0

– và góc đối mặt với bc là: r2 = b – r1 = 45o

– đèn flash lan truyền gần mặt góc flash bc i2 = 90o

⇒ góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị: d = i1 + i2 – ∠b = 90o – 45o = 45o.

Xem thêm: Định luật vạn vật hấp dẫn là gì? công thức lực hấp dẫn – Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng

* bài 6 trang 179 SGK Vật Lý 11: làm tiếp bài tập 5. chiết suất n của lăng kính nhận giá trị nào? (có một số thập phân).

a. 1.4b. 1,5 c. 1,7 lại. ngoài a, b, c

° Lời giải bài 6 trang 179 SGK Vật Lý 11:

• chọn câu trả lời: a. 1,4

– ta thấy rằng tia truyền gần bề mặt bc ⇒ góc của bề mặt bc bằng góc tới hạn: r2 = igh và sinigh = 1 / n.

* bài 7 trang 179 SGK Vật Lý 11: lăng kính thủy tinh có tiết diện vuông là tam giác cân abc đỉnh a. Chiếu một tia đơn sắc vuông góc với mặt bên ab. sau khi nhân đôi tích phân trên mặt ac và ab, tia rời khỏi cơ sở bc theo phương vuông góc với bc.

a) vạch đường đi của tia sáng và tính góc khúc xạ a.

b) Tìm điều kiện để chiết suất n của lăng kính được thỏa mãn.

° giải bài 7 trang 179 SGK Vật lý 11:

• Vẽ hình như sau:

– ta có: if ⊥ ab ⇒ i1 = 0; r1 = 0

– mặt khác của hình: nếu nó song song với bình thường trong j

(góc nội thất bậc thang)

– theo quy luật phản ánh, chúng ta có:

– vì jk bc nên suy ra

– theo tính chất của góc trong của tam giác cân abc, ta có:

và

b) điều kiện chiết suất n phải được đáp ứng:

– chúng tôi có:

– cái gì

+ kết luận: a) a = 360; b) n≥1,7.