Vài ứng dụng của lăng kính : * Ảnh cho bởi lăng kính : Hình 21 - Nếu vật ở vô cực, chùm tia tới đơn sắc song song với lăng kính, chùm tia ló ra cũng song song, ta được một ảnh rõ ở vô c
Trang 1∆ ≈∆ = =
2sin cos
n dn cosr cosi cos cosiA
2
m
m i
ni n
D
1
1 cos
sin 2
−
≈
∆
∆
Vậy:
Do tính chất này nên lăng kính được dùng để phân tích một chùm ánh sáng tạp thành các chùm tia sáng đơn sắc trong các máy quang phổ
d Vài ứng dụng của lăng kính :
* Ảnh cho bởi lăng kính :
Hình 21
- Nếu vật ở vô cực, chùm tia tới (đơn sắc) song song với lăng kính, chùm tia ló ra cũng song song, ta được một ảnh rõ ở vô cực (trong các máy quang phổ)
- Khi vật cách lăng kính một đoạn hữu hạn, trong trường hợp tổng quát, ảnh của vật không rõ Ảnh của một điểm không phải là một điểm Tuy nhiên, ngườii ta chứng minh đượ:
ảnh S’ của một điểm S có thể coi là một điểm khi chùm tia sáng phát suất từ S đến lăng kính
ở gần cạnh của lăng kính và thỏa mãn gần đúng điều kiện có độ lệch cực tiểu Khi đó:
0 1 1
2 1
=
−
= didi di
* Lăng kính phản xạ toàn phần :
HÌNH 22
Dùng một lăng kính với tiết diện chính là một tam giác vuông cân ABC Chiếu một chùm tia sáng song song tới thẳng góc với mặt AB, tới BC
(với n ≈ 1,5) Vậy tại I, ánh sáng phản xạ toàn phần, đi ra khỏi lăng kính theo phương
IR
S'
S
di 2
di 1
B
I
0
S
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 2SS4 MẶT CẦU KHÚC XẠ
HÌNH 23
Ta gọi mặt cầu khúc xạ là hệ quang học gồm hai môi trường trong suốt có chiết suất khác
căn cứ vào các yếu tố sau đây: C là tâm của mặt cầu, O là đỉnh – đường thẳng qua CO gọi là quang trục chính Các đường thẳng khác đi qua tâm C được gọi là các quang trục phụ Đoạn OC≈ R là bán kính của mặt cầu khúc xạ Mọi mặt phẳng chứa quang trục chính được gọi là tiết diện chính của hệ, ví dụ như mặt phẳng hình vẽ Góc θ (hình 23) được gọi là góc mở của mặt cầu
Nếu chiều của ánh sáng truyền tới được qui ước là chiều dương ghi trên hình vẽ thì môi trường phía sau mặt Σ là môi trường ảnh thực, còn môi trường phía trước là môi trường vật thực
1 Công thức mặt cầu khúc xạ
HÌNH 24
Từ hình vẽ ta có các hệ thức sau :
O
Σ (+)
I
c
i 2
i 1
ϕ α2 α1
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 3Như vậy, theo định luật khúc xạ (1.5) ta cĩ :
đỉnh mặt cầu Ta đặtĠ vàĠ Thay vào biểu thức trên ta được cơng thức mặt cầu khúc xạ :
1 2
Đại lượng bên vế phải ф =
R
n
đại số, nĩ cho biết xu thế đi về gần quang trục hay đi ra xa của các chùm tia khúc xạ đơn vị
đo tụ số là “điốp” nếu chiều dài tính ra mét Chú ý : đối với mặt cầu khúc xạ, ta chỉ cĩ ảnh rõ khi các tia tới đi gần trục chính
2 Các tiêu điểm, mặt phẳng liên hợp và mặt phẳng tiêu
a- Các tiêu điểm:
HÌNH 25
Cho chùm tia sáng song song với quang trục tới quang hệ sau khi khúc xạ chùm tia hội
tiêu cự ảnh và tiêu cự vật Các tiêu cự cũng mang dấu theo qui ước chung
Dễ dàng dùng cơng thức (4.2) để xác định các tiêu cự Kết quả là
φ
−
=
−
−
1 2
1 1
n n
nn R
2 2 1
Tỉ số giữa hai tiêu cự :
F 2
O
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 4= −
1 1
n
Biểu thức (4.4) cho thấy độ dài tuyệt đối của các tiêu cự tỉ lệ với chiết suất của môi trường tương ứng và 2 tiêu điểm luôn luôn nằm về hai phía của mặt cầu khúc xạ
b- Mặt phẳng liên hợp :
HÌNH 26
Chú ý vào H 26, chúng ta tiếp tục phân tích như sau : Điểm A2 là ảnh của điểm A1 nằm trên quang trục A1C Hai điểm A1 và A2 được gọi là hai điểm liên hợp Xét quang trục khác, ví dụ CO’ Nếu vật đặt tại B1 sao cho CB1 = CA1 thì ảnh sẽ ở tại B2 (H 26), với CB2 = CA2 Cặp điểm B1, B2 cũng là cặp điểm liên hợp
Suy rộng ra, các mặt cầu có vết là các cung A1B1 và A2B2 là các mặt liên hợp
Trong trường hợp gần đúng với gócĠ nhỏ có thể xem hai mặt phẳng P1 và P2 (H.26) thẳng góc với quang trục qua A1 và A2 là hai mặt liên hợp
c- Các mặt phẳng tiêu :
HÌNH 27
Hai mặt phẳng vuông góc với quang trục đi qua F1 và F2 được gọi là mặt phẳng tiêu vật
và mặt phẳng tiêu ảnh Các mặt phẳng tiêu liên hợp với các mặt phẳng ở vô cực Nếu có chùm tia xuất phát từ điểm A1 trên mặt phẳng tiêu vật, ta thấy A1 nằm trên quang trục A1C tương đương với F1 nằm trên quang trục chính F1C Vì vậy, có thể suy ra rằng, chùm tia khúc xạ là chùm song song với trục A1C (H.27) Bây giờ, nếu có chùm tia tới song song với phương A2 quang trục CA2, thì chùm tia khúc xạ sẽ hội tụ tại điểm A2 trên mặt phẳng tiêu ảnh Các điểm A1, A2 trên các mặt phẳng tiêu được gọi là các tiêu điểm phụ Các tiêu điểm phụ thường được sử dụng để dựng hình
P 2
P 1
A 1 A 2
B 2
B 1
A 2
O O' (n 2 ) (n 1 )
α
A 1
A2 O
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
Trang 53 Vẽ tia khúc xạ
• Các tia đặc biệt :
- Tia tới song song với trục chính, tia khúc xạ đi qua tiêu điểm ảnh
- Tia tới qua tiêu điểm vật, tia khúc xạ song song với trục chính
- Tia tới qua tâm C sẽ truyền thẳng
• Tia tới bất kỳ:
Hình 27bis
tới SI và mặt phẳng tiêu vật)
tới SI với mặt phẳng tiêu ảnh) 4- Cách dựng ảnh Độ phóng đại
HÌNH 28
Độ phóng đại được định nghĩa là :
1 1
2 2 B A
B A
= β
1 1 1 1
1
xf A F
OF =−
−
=
F 1
F 1
S
I
(∆) (n2)
R
' 2 F
R
(n 1 ) (n 2 )
S
I
B1
F 1
O
F 2
A 1
Click to buy NOW!
w
w
w
.d ocu -tra c k. co
w d ocu -tra c k. co
m
