Bài giảng bài lăng kính vật lý 11 (10)

TRƯỜNG THPT TRẦN HƯNG ĐẠO GIÁO VIÊN: CAO HẢI OANH VÀ TẬP THỂ LỚP 11B19 Bài 28: LĂNG KÍNH CHƢƠNG VII: MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC Bài 28: LĂNG KÍNH I.CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH: Định nghĩa: Lăng kính khối chất suốt, đồng chất ( thuỷ tinh, nhựa…), thường có dạng lăng trụ tam giác Các phần tử lăng kính: Cạnh, đáy, mặt bên, tiết diện thẳng lăngkính.Lăng kính đặc trưng bởi: Góc chiết quang A Chiết suất n Ta xét lăng kính đặt không khí II ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH: Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng: Ánh sáng trắng ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều ánh sáng màu lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng trắng truyền qua thành nhiều chùm sáng màu khác Đó tán sắc ánh sáng Tán sắc ánh sáng Ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính Đường truyền tia sáng qua lăng kính: Chiếu đến mặt bên lăng kính chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI nằm tiết diện thẳng lăng kính ta có đường tia sáng hình đây: A K D I i1 r1 S n >1 B J r2 i2 R H C - Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến tức lệch gần phía đáy lăng kính C1: Tại ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, có khúc xạ tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến so với tia tới ? Trả lời: Vì ánh sáng từ môi trường chiết quang sang nên i > r ( phản xạ toàn phần ) Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức lệch phía đáy lăng kính so với tia tới ( ánh sáng từ môi trường chiết quang sang kém, xảy phản xạ toàn phần ) Vậy: có tia ló khỏi lăng kính tia ló lệch phía đáy lăng kính so với tia tới Góc tạo hướng tia tới hướng tia ló gọi góc lệch D tia sáng truyền qua lăng kính III CÁC CÔNG THỨC CỦA LĂNG KÍNH: Trường hợp góc lớn: Trường hợp (< sini1  nsinr1 sini2  nsinr2 i1và A nhỏ 100 ): i1  nr1 i2  nr2 A  r1  r2 A  r1  r2 D  i1  i2  A D  (n  1)A C2: Thiết lập công thức lăng kính Định luật khúc xạ I J cho: sini1  n sinr1 sini2  n sinr2 Ta có: JHx  A (cạnh t ứngvuông góc) JHx  r1  r2 (góc tam giác)  A  r1  r2 Tam giác KIJ cho: D  KIJ  KJI  (i1  r1)  (i2  r2 )  (i1  i2 )  (r1  r2 )  i1  i2  A Khi góc nhỏ sini = i, sinr = r nên: i1  nr1 i2  nr2 A  r1  r2 D  nr1  nr2  A  n(r1  r2 )  A  nA  A  (n  1)A BÀI TẬP VÍ DỤ: Tóm tắt: Lăng kính, tdt tam giác ABC n  1, 41  i1  45 Xác định đường truyền tia sáng Giải: Tại I có tia khúc xạ nên ta có: sini1  n sinr1 sin 45  sinr1   n  r1  300 Từ: A  r1  r2  r2  A  r1  r2  600  300  300  2  45  r2 sinigh   igh Tại J có tia khúc xạ Do tính thuận nghịch chiều truyền tia sáng nên góc khúc xạ i2  300 Hình vẽ bên IV CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH: Lăng kính có nhiều công dụng khoa học kỷ thuật Tiêu biểu là: Máy quang phổ lăng kính: Trong lăng kính phận Máy nầy phân tích ánh sáng từ nguồn phát thành thành phần đơn sắc, nhờ xác định đƣợc nhiệt độ, cấu tạo nguồn sáng Máy quang phổ gồm hai lăng kính 2 Lăng kính phản xạ toàn phần: Lăng kính phản xạ toàn phần lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng tam giác vuông cân Lăng kính phản xạ toàn phần sử dụng để tạo ảnh thuận chiều ống nhòm, máy ảnh… C3: Hãy giải thích phản xạ toàn phần hai mặt bên lăng kính hình sau: Giải thích: Lăng kính phản xạ toàn phần làm thuỷ tinh có chiết suất 1,5 nên góc giới hạn phản xạ toàn phần đƣợc tính nhƣ sau: sinigh    igh  420 1,5 H.1: Chùm tia sáng // vào lăng kính vuông góc với mặt bên AB nên thẳng gặp mặt đáy BC với góc tới tia sáng bị phản i  450  igh xạ toàn phần lần BC vuông góc với mặt bên AC H.2: Chùm tia tới song song vào lăng kính vuông góc mặt đáy BC nên thẳng tới gặp mặt bên AB với góc tới i  45  igh  tia sáng bị phản xạ toàn phần lần tới gặp mặt bên AC với góc tới i  450  igh  tia sáng bị phản xạ toàn phần lần vuông góc với mặt đáy BC [...]... 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 nầy phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định đƣợc nhiệt độ, cấu tạo của nguồn sáng Máy quang phổ có thể gồm một hoặc hai lăng kính 2 Lăng kính phản xạ toàn phần: Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thuỷ... tam giác vuông cân Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều trong ống nhòm, máy ảnh… C3: Hãy giải thích sự phản xạ toàn phần ở hai mặt bên của lăng kính như hình sau: 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 đƣợc tính nhƣ sau: sinigh 1 2    igh  420 1,5 3 H.1: Chùm tia sáng // đi vào lăng kính vuông góc với...Khi các góc nhỏ thì sini = i, sinr = r nên: i1  nr1 i2  nr2 A  r1  r2 D  nr1  nr2  A  n(r1  r2 )  A  nA  A  (n  1)A BÀI TẬP VÍ DỤ: Tóm tắt: Lăng kính, tdt là tam giác đều ABC n  1, 41  2 i1  45 0 Xác định đường truyền của tia sáng Giải: Tại I luôn có tia khúc xạ nên ta có: sini1  n sinr1 sin 45 0 1  sinr1   n 2  r1  300... vuông góc với mặt bên AB nên đi thẳng gặp mặt đáy BC với góc tới tia sáng bị phản i  450  igh xạ toàn phần một lần tại BC rồi đi vuông góc với mặt bên AC ra ngoài 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 i  45 0  igh  tia sáng bị phản xạ toàn phần lần 1 rồi tới gặp mặt bên AC với góc tới i  450  igh  tia sáng bị phản xạ toàn ... DỤNG CỤ QUANG HỌC Bài 28: LĂNG KÍNH I.CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH: Định nghĩa: Lăng kính khối chất suốt, đồng chất ( thuỷ tinh, nhựa…), thường có dạng lăng trụ tam giác Các phần tử lăng kính: Cạnh, đáy,... nguồn sáng Máy quang phổ gồm hai lăng kính 2 Lăng kính phản xạ toàn phần: Lăng kính phản xạ toàn phần lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng tam giác vuông cân Lăng kính phản xạ toàn phần sử dụng... xạ i2  300 Hình vẽ bên IV CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH: Lăng kính có nhiều công dụng khoa học kỷ thuật Tiêu biểu là: Máy quang phổ lăng kính: Trong lăng kính phận Máy nầy phân tích ánh sáng từ nguồn