Bài giảng bài lăng kính vật lý 11 (15)

SỞ GD- ĐT PHU THO

TRƯỜNG THPT ĐOAN HÙNG

GV: NGUYỄN ĐỨC THÁI


KIỂM TRA KIẾN THỨC ĐÃ HỌC

Câu hỏi:
1. Viết biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng?
Quan sát các hình vẽ sau:

2. Hãy chọn hình vẽ đúng theo định luật khúc xạ ánh sáng?

n1sini = n2sinr
Trường hợp 1: n1 > n2

a)

b)

Trường hợp 2: n1 < n2

a)

b)


Các em hãy quan sát các ảnh dưới đây và cho biết nó có

liên quan tới dụng cụ quang học có tên gọi là gì?


I. Cấu tạo của lăng kính.
Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất được
giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song.

Cạnh của lăng kính.

A

A

B

C

B

n
Mặt đáy

Tam giác ABC là tiết diện thẳng của lăng kính.

A là góc chiết quang
n là chiết suất của chất làm lăng kính

C

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)

A

S

B
Kết quả: Tia sáng bị lệch về phía đáy lăng kính

C

R


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

A

i1
S

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

I

r1 r2 J

i2

D

R


III. Các công thức lăng kính.

sini1 = nsinr1
sini2 = nsinr2
A = r1 + r2
D = i1 +i2 - A

A

(1)
(2)

i1

(3)
S

(4)

K

I

nkk=1

r1 r2
H

J

i2

D

n

R

nkk=1

+ Trường hợp góc A và i nhỏ ta có công thức gần đúng

D = (n-1)A

(5)

Các em về nhà tự chứng minh các công thức trên như bài
tập về nhà


IV. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
1) Thí nghiệm
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.

A Dm

K0
E

D
K


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
A
Dm

I
ii

S
B

r

r’ J

i’
R
C


IV. BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI.
3) Công thức lăng kính khi tia sáng có góc lệch cực tiểu
Gọi im : Góc tới ứng với độ lệch cực tiểu .
Dm : Góc lệch cực tiểu
Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu thì i’ = i = im
Và r’ = r = ½ A (góc có cạnh tương
A
ứng vuông góc)
Dm+A
Vậy Dm = 2 i –A Hay
i=

Dm
2
I
i’
i
r
r’
Dm+A
A
J
Sin
= n sin
(6)
S
2
2
B
C

R


III.Công dụng của lăng kính.
1. Máy quang phổ (lăng kính).


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
a) Bố trí thí nghiệm

B

S

J
45o

17:01

C

R

A

13


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) 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
B

S

J

45o
C
17:01

R

A
14


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) 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
B

S

J

45o
C
17:01

R

A
15

2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) 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 igh = 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.
B

S

J
45o
17:01

C

A

16


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích
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

B

A

17:01

C

17


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích
 Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này

B

S

J

A

45o

C

17:01

B

R

A

C
18


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.1) Thí nghiệm
d) Giải thích
 Lưu ý đến tác dụng đảo ngược hình trong trường hợp này

B

B
R

J

A

45o
C
17:01

S

A

C
19


2. LĂNG KÍNH PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
2.2) Ứng dụng của lăng kính
Lăng kính phản xạ toàn phần
có tác dụng như một gương
phẳng
 Làm ống nhòm , kính tiềm
vọng …


17:01

20


Bài 47:

2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.
Lăng kính

Sơ đồ cấu tạo máy chụp ảnh

Lăng kính

Máy chụp ảnh

Lăng kính


:

2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.

Ống nhòm


2. Ứng dụng của lăng kính.
a. Lăng kính phản xạ toàn phần.

Kính tiềm vọng

H


Giải bài tập sau:
Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n=1,41 2 . Tiết diện thẳng
của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt
phẳng tiết diện, tới AB với góc tới i1 = 45o. Xác định góc ló i2.
Tóm tắt
A

n

2

A  60
I

i1
S

r1 r2

i1  45o

i2

J

n

o

i2  ?
R

Giải
+Taïi I,ta coù: sini 1 = nsinr1
sin45o 1
Þ sinr1 =
=

2
2
Þ r1 = 30o
Ta coù:A = r1 + r2
Þ r2 = A - r1 = 60o - 30o = 30o
+Taïi J,ta coù: sini 2 = nsinr2
Þ sini 2 = 2 .sin30o =
Þ i 2 = 45o

2
2


CẦU VÒNG