1. Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất
( thuỷ tinh, nhựa ), thường có dạng lăng trụ tam giác.
2. Các phần tử của lăng kính: Cạnh, đáy, 2
mặt bên, tiết diện thẳng của lăng kính.Lăng
kính được đặc trưng bởi:
.Góc chiết quang A
.Chiết suất n
Ta xét lăng kính đặt trong không khí.
24 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2518 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài 28: Lăng kính, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Giáo án điện tử Vật Lý lớp 11
Giáo viên: Nguyễn Văn Tài
Tổ
VẬT LÝ
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG THPT TRẦN HỮU TRANG
KIỂM TRA BÀI CŨ:
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:
{ 2 1n n<
ghi i≥
2
gh
1
nsini
n
=
Câu 2: Có 3 môi trường trong suốt. Với cùng góc tới:
-Nếu tia sáng truyền từ ( 1 ) vào ( 2 ) thì góc khúc xạ là
-Nếu tia sáng truyền từ ( 1 ) vào ( 3 ) thì góc khúc xạ là
Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách ( 2 ) và ( 3 )
là:
A. B.
C. D. Không tính được.
030
045
045
030 042
Giải:
Ta có:
0 2
1 2
0 3
1 3
3 3
2 2
3
g h
2
0
gh
nn s in i n s in 3 0
2
n 2n s in i n s in 4 5
2
n 2 n 22. 1 1
2 n n
n 2 2s in i
n 2 2
i 4 5
= =
= =
⇒ = ⇔ =
⇔ = ⇔ =
⇔ =
BÀI MỚI:
Để tìm hiểu về một bộ phận chính của máy quang
phổ, một dụng cụ dùng để phân tích ánh sáng ta xét
Bài 28: 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.
2. Các phần tử của lăng kính: Cạnh, đáy, 2
mặt bên, tiết diện thẳng của lăngkính.Lăng
kính được đặc trưng bởi:
.Góc chiết quang A
.Chiết suất n
Ta xét lăng kính đặt trong không khí.
II. ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG
QUA LĂNG KÍNH:
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng:
Ánh sáng trắng như ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều ánh sáng màu
và 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.
Tán sắc ánh sáng
Ánh sáng trắng bị tán sắc khi qua lăng kính
i1
R
i2
J
r2r1
D
A
B C
S
I
n >1 H
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:
K
- 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 )
Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức cũng lệch
về phía đáy lăng kính so với tia tới ( ánh sáng đi từ
môi trường chiết quang hơn sang kém, có thể xảy ra
phản xạ toàn phần ).
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 hướng của tia tới và hướng của tia ló
gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền
qua lăng kính
III. CÁC CÔNG THỨC CỦA LĂNG KÍNH:
1 1
2 2
1 2
1 2
sini nsinr
sini nsinr
A r r
D i i A
=
=
= +
= + −
1 1
2 2
1 2
i n r
i n r
A r r
D (n 1)A
=
=
= +
= −
Trường hợp và A nhỏ
( < ):
1i
010
Trường hợp góc lớn:
C2: Thiết lập các công thức lăng kính.
1 2
JHx A
JHx r r
=
= +
1 2A r r⇒ = +
1 1
2 2
sin i n sinr
sini n sinr
=
=
1 1 2 2D KIJ KJI (i r ) (i r )= + = − + −
1 2 1 2(i i ) (r r )= + − +
1 2i i A= + −
Định luật khúc xạ tại I và J cho:
Ta có:
(cạnh t. ứngvuông góc)
(góc ngoài tam giác)
Tam giác KIJ cho:
Khi các góc nhỏ thì sini = i, sinr = r nên:
1 1
2 2
1 2
1 2 1 2
i nr
i nr
A r r
D nr nr A n(r r ) A
=
=
= +
= + − = + −
nA A (n 1)A= − = −
BÀI TẬP VÍ DỤ:
Tóm tắt:
Lăng kính, tdt là tam
giác đều ABC.
0
1
n 1, 4 1 2
i 4 5
= ≈
=
Xác định đường truyền
của tia sáng
Giải:
Tại I luôn có tia khúc xạ nên ta có:
1 1
0
1
0
1
s in i n s in r
s in 4 5 1s in r
n 2
r 3 0
=
⇒ = =
⇒ =
1 2 2 1
0 0 0
2
A r r r A r
r 60 30 30
= + ⇒ = −
⇒ = − =
Từ:
Tại J có tia khúc xạ. Do tính thuận
nghịch về chiều truyền tia sáng
nên góc khúc xạ .Hình vẽ
như bên.
g h
0
g h 2
1 2s in i
22
i 4 5 r
= =
⇒ = >
0
2i 30=
IV. CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH:
Lăng kính có nhiều công dụng trong khoa học và kỷ thuật.
Tiêu biểu là:
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 được nhiệt độ, cấu
tạo của nguồn sáng.
Máy quang phổ có thể
gồm một hoặc hai lăng
kính.
1. Máy quang phổ 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…
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 được tính như sau:
0
gh gh
1 2sin i i 42
1,5 3
= = ⇔ ≈
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.
0
ghi 45 i= > ⇒
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.
0
ghi 45 i= > ⇒
0
g hi 4 5 i= > ⇒
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?
A. 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.
00
022,5
045
090
DẶN DÒ:
1. Về nhà chép vào tập phần tóm tắt trang 179 SGK ( Gọi vài HS
đọc tại lớp).
2. Học toàn bài (Chú trọng II và III).
3. Làm các BT 2, 6, 7 trang 179 SGK.
4. Xem trước bài 29 “Thấu kính mỏng”).
Bài học của chúng ta
đến đây là kết
thúc.Chúc các em
học tốt.