Bài giảng Vật lí Khối 11 - Bài 28: Lăng kính (Bản chuẩn kĩ năng)

MẮT 
CÁC DỤNG CỤ QUANG 
CHƯƠNG VII 
VẬT LÍ 11 CB 
LĂNG KÍNH 
BÀI 28 
VẬT LÍ 11 CB 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
Lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
- Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thuỷ tinh, nhựa), thường có dạng lăng trụ tam giác. 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
A (Góc chiết quang) 
Mặt bên 
Mặt bên 
n 
Đáy 
Cạnh 
A 
B 
C 
Đáy 
- Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thuỷ tinh, nhựa), thường có dạng lăng trụ tam giác. 
- Các phần tử của lăng kính: cạnh, đáy, 2 mặt bên. 
A 2 
A 1 
C 1 
C 2 
B 2 
B 1 
ABC là tiết diện thẳng của lăng kính . 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
Hãy mô tả hiện tượng xảy ra khi chiếu chùm sáng trắng qua lăng kính. 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
Lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng trắng truyền qua nó thành nhiều chùm sáng màu khác nhau. 
Flash 
A 
B 
C 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
 Đường truyền của chùm tia sáng đơn sắc qua lăng kính 
i 1 
r 1 
S 
I 
J 
H 
R 
i 2 
r 2 
D 
K 
CR 
Khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló luôn luôn lệch về đáy lăng kính so với tia tới. 
n 
Flash 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
CR 
III 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
Sin i 1 = n Sin r 1 (1) 
Sin i 2 = n Sin r 2 (2) 
A = r 1 + r 2 (3) 
D = i 1 + i 2 - A (4) 
CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
i 1 
R 
i 2 
J 
r 2 
r 1 
D 
A 
B 
C 
S 
I 
n >1 
H 
K 
Hãy chứng minh các công thức lăng kính 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
Sin i 1 = n Sin r 1 (1) 
Sin i 2 = n Sin r 2 (2) 
A = r 1 + r 2 (3) 
D = i 1 + i 2 - A (4) 
* Trường hợp i và A nhỏ (< 10 0 ) thì: 
i 1 = n r 1, 
 i 2 = n r 2 
A = r 1 + r 2 
D = (n-1)A 
CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
Máy quang phổ 
 Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ lăng kính. 
Máy QP 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân. 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng trong máy ảnh. 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
 Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng trong ống nhòm. 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
 Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng trong kính tiềm vọng 
Cấu tạo 
Tác dụng của lăng kính 
Công thức lăng kính 
Công dụng của lăng kính 
Tán sắc chùm sáng trắng 
Làm lệch về phía đáy 1 chùm tia sơn sắc 
- LK là khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác. 
- Đặc trưng bởi A và n. 
Máy quang phổ 
Lăng kính PXTP 
LĂNG KÍNH 
A. hai mặt bên của lăng kính. 
B. tia tới và pháp tuyến. 
C. tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính. 
D. tia ló và pháp tuyến. 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
BÀI TẬP 
Câu 1. Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 6 
Câu 4 
Câu 5 
A. Góc khúc xạ r 1 bé hơn góc tới 1. 
B. Góc tới r 2 tại mặt bên thứ hai bé hơn góc ló i 2 . 
C. Chùm tia sáng bị lệch khi đi qua lăng kính. 
D. Luôn luôn có chùm tia sáng ló ra ở mặt bên thứ hai. 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
Câu 2. Phát biểu nào dưới đây không chính xác? 
BÀI TẬP 
Chiếu một chùm tia sáng vào một mặt bên của một lăng kính đặt trong không khí: 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 6 
Câu 4 
Câu 5 
A. Trường hợp 1. 
B. Trường hợp 2 và 3. 
C. Trường hợp 1, 2 và 3. 
D. Không có trường hợp nào. 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
Câu 3. Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính (hình vẽ), trường hợp nào, lăng kính KHÔNG làm lệch tia ló về phía đáy? 
BÀI TẬP 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 6 
Câu 4 
Câu 5 
A. 15 0 . 
B. 30 0 . 
C. 45 0 . 
D. 60 0 . 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
Câu 4. Cho một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,41 . Tiết diện lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong tiết diện thẳng, tới AB với góc tới i 1 = 45 0 . Góc khúc xạ i 2 có giá trị là 
BÀI TẬP 
Hình 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 6 
Câu 4 
Câu 5 
A. 15 0 . 
B. 30 0 . 
C. 45 0 . 
D. 60 0 . 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
Câu 5. Cho một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,41 . Tiết diện lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong tiết diện thẳng, tới AB với góc tới i 1 = 45 0 . Góc lệch D có giá trị là 
BÀI TẬP 
Hình 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 6 
Câu 4 
Câu 5 
A. 5 0 . 
B. 13 0 . 
C. 23 0 . 
D. 15 0. 
Đúng! 
Sai ! 
Sai ! 
Sai ! 
Câu 6. Chọn phương án đúng. 
Một tia sáng tới vuông góc với mặt AB của một lăng kính có chiết suất n = và góc ở đỉnh A = 30 0 , B là góc vuông, được đặt trong không khí. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là: 
BÀI TẬP 
A 
B 
C 
S 
D 
Câu 1 
Câu 2 
Câu 3 
Câu 4 
Câu 5 
Câu 6 
Chứng minh các công thức lăng kính trong trường hợp i 1 và A nhỏ. 
 Làm bài tập trang 179 – SGK Vật lí 11. 
 Giải thích sự phản xạ toàn phần ở hình 28.7, trang 178 (SGK). 
 Ôn lại kiến thức về thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì đã học ở lớp 9. 
Chiếu ánh sáng đơn sắc đến lăng kính 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH 
II.ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III. CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV. CÁC CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
1. Máy quang phổ 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
Em có biết?