Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 28: Lăng kính - Nguyễn Đức Huỳnh

KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ 
Câu 1 : Phát biểu nào sau đây là sai về hiện tượng khúc xạ ? 
Là hiện tượng tia sáng bị đổi phương đột ngột khi truyền qua mặt phân cách của hai môi trường trong suốt . 
 Góc khúc xạ và góc tới tỉ lệ với nhau . 
 Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và bên kia pháp tuyến so với tia tới . 
 Tia khúc xạ và tia tới ở trong hai môi trường khác nhau . 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
Câu 2 : Chọn câu trả lời đúng 
Một tia sáng truyền từ môi trường A ( chiết suất n A ) đến môi trường B ( chiết suất n B ) thì : 
 i > r nếu n A > n B 
 i< r nếu n A < n B 
i > r nếu n A < n B 
 Cả ba đáp án đều sai . 
KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
Câu 3 : Chiếu một tia sáng từ môi trường trong suốt có chiết suất n 1 đến môi trường có chiết suất n 2 . Góc tới là i 1 , góc giới hạn phản xạ toàn phần i gh . Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần : 
 n 1 i gh 
 n 1 > n 2 và i 1 > i gh 
 n 1 > n 2 và i 1 < i gh 
 n 1 < n 2 và i 1 < i gh 
KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
LĂNG KÍNH 
Bài giảng : 
Giáo viên hướng dẫn:Cô Lê Thu Ngân 
Giáo Sinh : Nguyễn Đức Huỳnh 
Trường THPT Chu Văn An 
Thái Nguyên , ngày 31/03/2010 
CHƯƠNG VII: MẮT. 
CÁC DỤNG CỤ QUANG 
Chúng ta đang quan sát hiện tượng g ì ? 
 CẤU TẠO LĂNG KÍNH 
 ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
 CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
 CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
CH ƯƠNG VII: MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
A 
B 
C 
B 1 
C 1 
A 1 
A 2 
C 2 
B 2 
I- CẤU TẠO LĂNG KÍNH 
Định nghĩa : Lăng kính là một khối chất trong suốt , đồng chất ( thủy tinh , nhựa ), được giới hạn bởi 2 mặt phẳng không song song( thường có dạng lăng trụ tam giác .) 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
A 
Mặt bên 
Mặt bên 
Đáy 
n 
I- CẤU TẠO LĂNG KÍNH 
Về phương diện quang học , lăng kính được đặc trưng bởi : 
 Góc chiết quang A 
 Chiết suất n 
B 1 
C 
B 1 
C 1 
A 1 
C 1 
A 1 
A 
B 
C 
C 2 
A 2 
B 2 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
Cạnh 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
Chú ý 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính 
B 
C 
n 2 
n 1 
A 
 Chỉ xét sự truyền của một chùm tia sáng hẹp đơn sắc . 
Chỉ xét những tia sáng khi đi qua lăng kính nằm trong cùng một tiết diện thẳng . 
 Khảo sát lăng kính đặt trong môi trường không khí . 
Chiếu chùm tia tới mặt bên của lăng kính hướng từ đáy lên 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
A 
B 
C 
I 
J 
S 
i 
R 
Xét một lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí . Chiếu một chùm tia sáng hẹp đơn sắc SI đến mặt bên của lăng kính 
SI: tia tới ; JR: tia ló 
i: góc tới ; i’: góc ló 
Như vậy , khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về phía đáy hơn so với tia t ới 
n 
r’ 
r 
i’ 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng ( giả sử rằng tại AC xảy ra hiện tượng khúc xạ ) 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
A 
B 
C 
I 
I 2 
S 
i 
i’ 
D 
r 
r’ 
R 
Góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc hợp bởi giữa tia tới và tia ló . 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
A 
B 
C 
I 
J 
S 
i 
i’ 
D 
r 
r’ 
M 
R 
 Theo định luật khúc xạ ánh sáng : 
=> sin i = nsin r 
n 1 sin i = n 2 sin r 
( Với n 1 = 1; n 2 = n) 
Tương tự : 
=> sin i’ = nsin r’ 
n 1 sin r’ = n 2 sin i’ 
( Với n 1 = n; n 2 = 1) 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
 Có : A = M ( góc có cạnh tương ứng vuông góc ) 
Mà : M = r+ r’ ( góc ngoài tam giác IJM) 
 A = r + r’ 
Tương tự : 
D = (i – r) + (i’ – r’) 
D = (i + i’) + (r + r’) 
=> D = i + i’ - A 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
B 
C 
I 
J 
S 
i 
i’ 
D 
r 
r’ 
M 
A 
R 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
A 
B 
C 
I 1 
J 
S 
i 
i’ 
D 
r 
r’ 
M 
R 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
sin i 1 = nsin r 1 
sin i 2 = nsin r 2 
A = r 1 + r 2 
D = i 1 + i 2 - A 
I- CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
sin i = nsin r 
sin i’ = nsin r’ 
A = r + r’ 
D = i + i’ - A 
Ghi nhí 
i < 10 0 ; A <10 0 
i = nr 
i = nr’ 
A = r + r’ 
D = (n - 1)A 
Ghi nhí 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
Khi A, i nhỏ 
D 
Dm 
E 
K 0 
K 
A 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV – BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
IV:BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
1:Thí nghiệm : Cho 1 chùm sáng hẹp song song đi qua đỉnh của Lăng kính như trên hình vẽ phần chùm tia không đi qua lăng kính cho vệt sáng K o trên màn E.Phần chùm đi qua Lăng kính bị lệch đi một góc la D cho trên màn E 1 vệt sáng K 
IV:BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
Nhận xét:Khi góc tới thay đổi thì góc lệch D cũng thay đổi và qua 1 giá trị cực tiểu(gọi là góc lệch cực tiểu)kí hiệu là D m. 
Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu qua nhiều thí nghiệm người ta thấy rằngtia sáng sẽ đối xứng qua mặt phân giác góc A 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV – BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
B 
C 
A 
I 
i 
r 
J 
i’ 
r’ 
D m 
S 
R 
IV:BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
Khi D=D m thì i= i m =i’ 
Khi đó r=r’=A/2 
Suy ra D m =2i m -A 
Hay 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV– BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
B 
C 
A 
I 
i 
r 
J 
i’ 
r’ 
D m 
S 
R 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
Máy quang phổ 
1. Máy quang phổ 
Bộ phận chính của máy quang phổ là lăng kính . 
Máy quang phổ là thiết bị phân tích chùm sáng thành các thành phần đơn sắc . 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
VI – BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
VI – BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG TRUYỀN 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
2. Lăng kính phản xạ toàn phần 
n 
Cho n = 1,5. Hãy giải thích sự phản xạ toàn phần ở hai mặt bên của lăng kính ? 
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 . 
A 
B 
C 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
I-CẤU TẠO LĂNG 
 KÍNH 
II- ĐƯỜNG TRUYỀN 
CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH 
III - CÁC CÔNG THỨC LĂNG KÍNH 
IV - CÔNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
VI – BIẾN THIÊN CỦA GÓC LỆCH THEO GÓC TỚI 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
A 
B 
C 
I 
J 
45 0 
45 0 
30 0 
30 0 
n 
Tiết diện của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sang nằm trong tiết diện thẳng , tới AB với góc tới i 1 = 45 0 . Xác định đường truyền của tia sáng ? 
Bài tập 1: 
Một lăng kính thủy tinh chiết suất 
2 
n = 1,41 » 
n 
Bài tập 2 : Cho tia sáng đến cạnh bên AB của lăng kính phản xạ toàn phần . Tia ló truyền sát mặt BC. Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị nào sau đây ? 
 0 0 . 
 22,5 0 
45 0 
90 0 
B 
C 
A 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
1 
2 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Bài tập 3 : Cho các trường hợp tia sáng truyền qua lăng kính , 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 trường hợp nào . 
3 
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!!! 
LĂNG KÍNH 
Bài 28 : 
Lăng kính 
C 
J 
J 
L 
L 1 
L 2 
F 
S 
P 
CẤU TẠO MÁY QUANG PHỔ 
I 
J 
K 
S 
R 
B 
C 
A 
S 
I 
J 
K 
B 
C 
A 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính : 
Hãy nhận xét về đường đi của tia ló so với tia tới trong các trường hợp trên ?