Bài 28. Lăng kính

Bài 5
I. CẤU TẠO LĂNG KÍNH
1) Cấu tạo Lăng Kính
? Lăng kính là một khối trong suốt, đồng nhất, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song.
I. CẤU TẠO LĂNG KÍNH
2) Các yếu tố của Lăng Kính
I. CẤU TẠO LĂNG KÍNH
2) Các yếu tố của Lăng Kính
Hai mặt phẳng giới hạn trên được gọi là mặt bên của 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 là một tam giác.
 : Góc chiết quang hay góc ở đỉnh của lăng kính (góc hợp bởi hai mặt lăng kính
II. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1) Thí Nghiệm
Chiếu một tia sáng đơn sắc SI tới mặt bên AB của lăng kính có chiết suất n > 1 đặt trong không khí Tia sáng này sẽ bị khúc xạ tại I và J khi đi qua các mặt bên , và ló ra theo tia JR. Đường đi của tia sáng SIJR nằm trong mặt phẳng tiết diện chính BAC.
B
C
A
II. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
2) Cách vẽ
B
C
A
II. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
2) Cách vẽ
Tại I : Vẽ tia tới SI hợp với pháp tuyến của mặt phân cách AB một góc i
Vì sin i = n sin r ? Tính được góc khúc xạ r ? Vẽ tia khúc xạ IJ lệch về phía đáy BC của lăng kính và gặp mặt phẳng AC tại J
Tại J : Dựng pháp tuyến thu được góc r? (có thể tính bằng công thức ).
Vì n sin r? = sin i? ? Tính được góc i? ? Vẽ tia ló IR lại lệch thêm về phía đáy BC của lăng kính

III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
B
C
A
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
Ta gọi :
i : Góc tới của tia sáng đi tới lăng kính..
i? : Góc ló của tia sáng đi qua lăng kính .
r : Góc khúc xạ tại I của tia sáng đi trong lăng kính .
r? : Góc tới tại J của tia sáng đi trong lăng kính .
n : chiết suất tỉ đối của lăng kính đối với môi trường
D : Góc lệnh của tia ló và tia tới (Làm bởi tia tới SI và tia ló và tia ló JR )
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
Định luật khúc xạ cho ta :
Xét tam giác IKJ, ta có góc lệch :
D = MI�J + MJ�I
= (i ? r) + (i? ? r??)
= i + i? ? (r + r ?)
Mà r + r?= A
(Xét tam giác IKJ)
? D = i + i? - A
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
Các công thức của lăng kính
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH
Các công thức của lăng kính
Nếu các góc là nhỏ :
Cho một chùm tia sáng hẹp song song đi qua đỉnh của lăng kính như trên hình vẽ Phần chùm tia không đi qua lăng kính cho một vệt sáng K0 trên màn E . Phần chùm tia đi qua lăng kính, bị lệch đi một góc là D, cho trên màn E một vệt sáng K.
D
Dm
E
K0
K
A
III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
1) Thí Nghiệm
III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
2) Nhận xét
Khi góc tới thay đổi thì góc lệnh 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
III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
2) Nhận xét
B
C
A
III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
3) Công thức lăng kính khi tia sáng có góc lệch cực tiểu
III. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
Các công thức của lăng kính
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
a) Bố trí thí nghiệm
C
B
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
b) Thí nghiệm
Chiếu một chùm sáng song song đơn sắc tới vuông góc với mặt bên AB của một lăng kính bằng thủy tinh được đặt trong không khí., có chiết suất n =1,5, tiết diện chính là một tam giác vuông cân
C
B
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
c) Nhận xét
Tia sáng không ló ra ở mặt BC mà bị phản xạ toàn phần tại mặt này rồi ló ra ở mặt AC
C
B
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
d) Giải thích
Tại mặt AB, góc tới i = 00 nên tia sáng đi thẳng vào lăng kính, tới mặt huyền tại J với góc tới là j = 450. Góc tới giới hạn trong trường hợp này là ? = 420 ? j > ?.
Do đó tia sáng bị phản xạ toàn phần tại J. Tia phản xạ vuông góc với mặt góc vuông AC nên ló thẳng ra ngoài không khí.
C
B
A
Giải thích tương tự khi chiếu chùm tia tới vuông góc với mặt huyền BC và song song với nhau
? Xuất hiện chùm tia phản xạ toàn phần tại hai mặt BA và CA của góc vuông và ló ra khỏi mặt huyền BC
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
d) Giải thích
B
C
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
d) Giải thích
? Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này
C
B
A
B
C
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1) Thí Nghiệm
d) Giải thích
? Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này
C
B
A
B
C
A
V. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2) Ứng dụng
? Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như một gương phẳng
? Làm ống nhòm , kính tiềm vọng ?