Đang tải... (xem toàn văn)
Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính.. Đặt một màn E[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Áp dụng các công thức của lăng kính:
sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2;
A = r1 + r2; D = i2 + i2 - A
Khi i1 = i2 (r1 = r2) D = Dmin với
min
sin sin
2
D A A
n
+ =
- Trường hợp góc chiết quang A góc tới i1 nhỏ (≤ 100), ta có các cơng thức gần đúng:
i1 = nr1; i2 = nr2; A = r1 + r2; D = (n – 1)A; Dmin = A(n – 1)
- Trong số trường hợp khác, ta cần giải số toán liên quan đến định luật phản xạ: i = i’, định luật khúc xạ: n1sini1 = n2sini2
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Bước sóng của ánh sáng đỏ không khí 0,64 μm Tính bước sóng của ánh sáng nước biết chiết suất của nước ánh sáng đỏ 4/3
Giải
Ta có:
' v c 0, 48 m
f nf n
= = = =
Ví dụ 2: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân khơng λ = 0,60 μm Xác định chu kì, tần số của ánh sáng Tính tốc độ bước sóng của ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5
Giải
(2)8 2.10 ; 2.10 / ; ' 0,
T s
f c
v m s
n v
m f n
= =
= =
= = =
Ví dụ 3: Một lăng kính có góc chiết quang 60ο Biết chiết suất của lăng kính ánh sáng
đỏ 1,5 Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên của lăng kính với góc tới 60ο Tính góc lệch của
tia ló so với tia tới
Giải
Ta có:
2
s inr
s inr 0, 58 sin 35, 3o
n
= = =
⇒ r1 = 35,3ο⇒ r2 = A – r1 = 24,7ο; sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,0ο
⇒ i2 = 38,8ο⇒ D = i2 + i2 – A = 38,8ο
Ví dụ 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 4ο, đặt khơng khí Chiết suất của
lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vng góc với mặt Tính góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên của lăng kính
Giải
Với A i1 nhỏ (≤ 100) ta có:
D = (n – 1)A
Do đó: Dd = (nd = 1)A; Dt = (nt – 1)A
Góc tạo tia ló đỏ tia ló tím là: ΔD = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,168ο ≈ 10’
Ví dụ 5: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi góc nhỏ) đặt khơng khí
Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, gần cạnh của lăng kính Đặt E sau lăng kính, vng góc với phương của chùm tia tới cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m Chiết suất của lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,642 ánh
sáng tím nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát
(3)Sử dụng cơng thức gần góc ló của lăng kính: D = (n - 1).A Ta có: Dt = (1,685 - 1).6, Dd = (1,642 - 1).6
Độ rộng bề quang phổ:
I = d.(tanDt - tanDd) = 5,429 mm
Ví dụ 6: Chiếu từ nước khơng khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, tia ló ngồi không khí các tia đơn sắc màu?
Giải
- Góc giới hạn phản xạ tồn phần của các tia sáng không khí: sini = 1/n
Vì tia ló màu lục là mặt nước( bắt đầu xảy tượng phản xạ toàn phần) nên:
1
sin sin
gh gh
i i i i
n
= = =
- Theo điều kiện phản xạ toàn phần i ≥ igh do: iđỏ, ivàng< ilục < itím, ilam nên i > ilam, itím nên tia lam
và tia tím bị phản xạ toàn phần còn tia đỏ tia vàng khúc xạ ngồi khơng khí
2 TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Chiếu tia sáng trắng tới mặt nước góc tới 600, chiều cao của nước bể
1m, chiết suất của nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,33 1,34 Tính bề rộng của dãy quang phổ đáy bể:
A 0,18cm B 1,1cm C 1,8cm D 2,2cm
Câu 2: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 80 Chiết suất của thuỷ tinh làm lăng kính
đối với ánh sáng màu đỏ ánh sáng màu tím nđ = 1,6444 nt = 1,6852 Chiếu
một chùm ánh sáng trắng hẹp, coi tia sáng, vào mặt bên của lănh kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia ló màu đỏ màu tím
(4)của tia sáng
A 4,00 B 5,20 C 6,30 D 7,80
Câu 4: Bước sóng của ánh sáng đỏ không khí 0,64mm Tính bước sóng của ánh sáng
đó nước biết chiết suất của nước ánh sáng đỏ 4/3
A 0,48 mm B 0,38 mm C 0,58 mm D 0,68 mm
Câu 5: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân khơng l = 0,60 mm Tính
bước sóng của ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5
A 0,3 mm B 0,4 mm C 0,38 mm D 0,48 mm
Câu 6: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của khơng khí 0,6 mm chất
lỏng suốt 0,4 mm Tính chiết suất của chất lỏng ánh sáng
A 1,2 B 1,25 C 1,15 D 1,5
Câu 7: Lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất của lăng
kính ás đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên của lăng kính
A 0,1680 B 0,1540 C 0,1730 D 0,1340
Câu 8: Chiếu chùm sáng trắng song song vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = 80,
góc tới i nhỏ Màn cách lăng kính đoạn d = 1m Biết nđ = 1,61 nt = 1,68 Bề rộng quang
phổ
(5)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh
tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng
xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học
Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường
Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức
Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS
THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp
dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh
Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia