Bài 28. Lăng kính

Điều gì đã biến một dải sáng trắng thành các dải sáng nhiều màu?
NỘI DUNG BÀI HỌC
I.CẤU TẠO LĂNG KÍNH
II.ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III.CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
IV.BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI
V.LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
VI.CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH.
I- CẤU TẠO LĂNG KÍNH
Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa), thường có dạng lăng trụ tam giác.
I- CẤU TẠO LĂNG KÍNH
B
A
C
Cạnh
ABC là tiết diện chính của lăng kính
Góc chiết quang
Mặt bên
Mặt bên
Đáy
*Các phần tử của lăng kính
+Hai mặt phẳng giới hạn trên được gọi là mặt bên cuả lăng kính.
+Cạnh của lăng kính : Giao tuyến của hai mặt bên
+Đáy của lăng kính: mặt phẳng đối diện với cạnh.
+Mặt phẳng tiết diện chính: mặt phẳng bất kì vuông góc với cạnh (thông thường lăng kính là một khối lăng trụ có tiết diện chính là một tam giác)
+Â : góc chiết quang hay góc ở đỉnh của lăng kính( góc hợp bởi hai mặt lăng kính)
A
B
C
I
J
S
R
1.Thí nghiệm:
 Tiến hành:xét một lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí. Chiếu một chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI đến mặt bên của lăng kính
SI: tia tới; JR: tia ló
i1: góc tới; i2: góc ló
II- ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
A
B
C
I
J
S
R
Góc lệch D hợp bởi giữa tia tới SI và tia ló JR được gọi là góc lệch của tia sáng khi đi qua lăng kính
Thế nào là góc lệch D ?

Nhận xét thí nghiệm?
Nhận xét:Tia sáng bị khúc xạ tại I và J khi đi qua các mặt bên, và ló ra theo tia JR bị lệch về phía đáy .Đường đi của tia sáng SIJR nằm trong mặt phẳng tiết diện chính BAC.
 Làm lệch về phía đáy một chùm tia sáng đơn sắc
B
C
n2
n1
A
Chỉ xét sự truyền của một chùm tia sáng hẹp đơn sắc.
Chỉ xét những tia sáng khi đi qua lăng kính nằm trong cùng một tiết diện thẳng.
Khảo sát lăng kính đặt trong môi trường không khí.

III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
A
B
C
I
J
S
i1
D
r1
r2
M
R
Ta gọi:
i1 : Góc tới của tia sáng đi tới lăng kính.
i2 : Góc ló của tia sáng đi qua lăng kính.
r1 : Góc khúc xạ tại I của tia sáng đi trong lăng kính.
r2 : Góc tới tại J của tia sáng đi trong lăng kính.
n : Chiết suất tỉ đối của lăng kính đối với môi trường.
1.Công thức
A
B
C
I1
J
S
i1
D
r1
r2
M
R
2.Chứng minh công thức
B
C
I
J
S
i1
D
r1
r2
M
A
R
2.Chứng minh công thức
x
Trường hợp góc lớn
IV.Biến thiên của góc lệch theo góc tới
1.Thí nghiệm:
Tiến hành:cho một chùm tia sáng hẹp song song đi qua đỉnh của lăng kính như trên hình vẽ.Quay lăng kính theo chiều mũi tên để góc tới tăng dần từ giá trị nhỏ nhất là io.
Hình vẽ
D
Dm
E
K0
K
A
Hãy cho biết nhận xét của bạn?
Nhận xét:
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.
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu, đường đi tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc ở đỉnh A.
2.Công thức lăng kính khi tia sáng có góc lệch cực tiểu:
Gọi im : góc tới ứng với độ lệch cực tiểu
Dm : góc lệch cực tiểu.
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu thì i’ = i = im
Và r’ = r = 1/2 A (góc có cạ nh tương ứng vuông góc)
Vậy D = 2.i – A hay

*Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân.
V.Lăng kính phản xạ toàn phần
1.Định nghĩa
C
B
A
E
E
2.Thí nghiệm
Hiệntượng:xuất hiện vệt sáng trên màn E đối diện với AC,còn trên màn đối diện với BC không có.
Kết luận:tia sáng không ló ra trên mặt BC mà bị phản xạ toàn phần tại mặt này rồi ló ra ở mặt AC
Tiến hành:Chiếu một chùm tia sáng song song, đơn sắc tới vuông góc với mặt bên AB của một lăng kính phản xạ toàn phần bằng thuỷ tinh được đặt trong không khí , có chiết suất n = 1.5 , đặt màn E đối diện với BC và AC.
Tạ i mặt AB, góc tới i =0o nên tia sáng đi thẳng vào lăng kính, tới mặt huyền tai J với góc tới là j = 45o. Góc tới giới hạ n trong trường hợp này là igh= 42o  j > igh
Do đó tia sáng bị phản xạ toàn phần tạ i J. Tia phản xạ vuông góc với mặt góc vuông AC nên ló thẳng ra ngoài không khí.

C
B
A
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH
Máy quang phổ
1. Máy quang phổ
Máy quang phổ là thiết bị phân tích chùm sáng thành các thành phần đơn sắc.
Lăng kính có nhiều công dụng trong khoa học và kỹ thuật. Tiêu biểu là:
2)Cấu tạo :






Gồm 3 bộ phận chính:
- Ống chuẩn trục : khe hẹp s + T.K.H.T L1 (khe S tại tiêu diện L1)
=> tạo chùm tia sáng //
- Lăng kính P : -> tán sắc ánh sáng
- Buồng ảnh :T.K.H.T L2+kính ảnh F (tại tiêu diện L2)
=> thu ảnh quang phổ ánh sáng.
 Hoạt động dựa trên tác dụng tán sắc ánh sáng trắng của lăng kính
Tán sắc ánh sáng
Ánh sáng trắng như ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều ánh sáng màu và lăng kính có khả năng 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
*Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một gương phẳng
→ Làm ống nhòm, kính tiềm vọng…
Kính tiềm vọng
2.Ứng dụng của lăng kính phản xạ toàn phần
*Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều trong ống nhòm, máy ảnh…
Bài tập 1:Chọn câu sai.Góc lệch của tia sáng qua lăng kính
Phụ thuộc góc ở đỉnh của lăng kính.
B. Phụ thuộc chiết suất của lăng kính.
C.Không phụ thuộc chiết suất của lăng kính.
D. Phụ thuộc góc tới của chùm sáng tới
Bài tập 2: Một tia sáng chiếu tới một mặt bên của một lăng kính có góc ở đỉnh là 60 ở vị trí có độ lệch cực tiểu.tính góc khúc xạ r là:
A. r=20o
B. r=30o
C. r<30o
D. Phải biết góc tới i mới có thể xác định được góc khúc xạ r.
Bài tập 3:Một lăng kính bằng thủy tinh có n=√3.Chiếu 1 tia sáng đơn sắc vào lăng kính được góc tới i thì góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang. Tìm góc chiết quang của lăng kính.
A.60o
B.900
C.300
D.20o
Hướng dẫn về nhà:
Làm bài tập trong SGK_tr233+234.
Học lí thuyết và đọc trước bài thấu kính mỏng
CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THAM DỰ GIỜ HỌC CỦA
CHÚNG EM
oOo BÀI HỌC KẾT THÚC oOo
*Tìm tư liệu:
Văn Lập,Thùy Linh,
TrườngChinh,HoàngDiệu,
Phương Loan,Thanh Huyền,
NgọcMai, Việt Đức, Đình Nam
*soạn thảo+tìm tư liệu:
Phương Huyền