Bài 28. Lăng kính

Câu 1: Thế nào là phản xạ toàn phần? Nêu điều kiện để có phản xạ toàn phần.
Trả lời: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
IV. CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH
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.
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
1. Định nghĩa
2. Cấu tạo
Lăng kính gồm: Cạnh, đáy và 2 mặt bên.
Về phương diện quang học lăng kính được đặc trưng bởi: .Góc chiết quang A .Chiết suất n
Ta xét lăng kính đặt trong không khí.
Góc chiết quang A
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
Ánh sáng trắng là gì ? (học ở lớp 9)
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.
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
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:
B
C
n >1
K
A
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
- 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 )
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
- Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến tức lệch gần về phía đáy lăng kính.
Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức cũng lệch về phía đáy lăng kính so với tia tới
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
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 tia tới và tia ló gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
Trường hợp góc lớn:
Trường hợp i1 và A nhỏ
Thiết lập công thức
Thiết lập công thức
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
BÀI TẬP VÍ DỤ:
Tóm tắt:
Lăng kính, tdt là tam giác đều ABC.
Xác định đường truyền của tia sáng
Tại I luôn có tia khúc xạ nên ta có:
Từ:
Tại J có tia khúc xạ. Do tính thuận nghịch về chiều truyền tia sáng nên góc khúc xạ .Hình vẽ như bên.
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
IV. CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH
Lăng kính có nhiều công dụng trong khoa học và kỷ thuật. Tiêu biểu là:
1. Máy quang phổ lăng kính:
Trong đó lăng kính là bộ phận chính. Máy này phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được nhiệt độ, cấu tạo của nguồn sáng. Máy quang phổ có thể gồm một hoặc hai lăng kính.
VỀ TRANG ĐẦU
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
IV. CÔNG DỤNG CỦA 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…
VỀ TRANG ĐẦU
C3: Hãy giải thích sự phản xạ toàn phần ở hai mặt bên của lăng kính như hình sau:
VỀ TRANG ĐẦU
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 được tính như sau:
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.
VỀ TRANG ĐẦU
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.
VỀ TRANG ĐẦU
BÀI TẬP ÁP DỤNG (CŨNG CỐ):
Bài 1: Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính như hình sau:
Trường hợp nào, lăng kính KHÔNG làm lệch tia ló về phía đáy?
Trường hợp 1.
B. Trường hợp 2 và 3.
C. Trường hợp 1, 2 và 3.
D. Không có trường hợp nào.
Bài 2: Cho tia sáng truyền tới lăng kính như hình sau:
Tia ló truyền đi sát mặt BC. Góc lệch của tia sáng tạo bởi lăng kính là:
A.
B.
C.
D.
BÀI TẬP ÁP DỤNG (CŨNG CỐ):
VỀ TRANG ĐẦU
C2: Thiết lập các công thức lăng kính.
Định luật khúc xạ tại I và J cho:
Ta có:
(cạnh t. ứngvuông góc)
(góc ngoài tam giác)
Tam giác KIJ cho:
Trở lại
Khi các góc nhỏ thì sini = i, sinr = r nên:
Trở lại