Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi

Câu hỏi: Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi

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

Trả lời:

Đáp án đúng là C. Góc lệch D là góc tạo bởi tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính

Cùng Top lời giải tìm hiểu về khái niệm lăng kính cũng như cấu tạo, công thức và các dạng bài tập vận dụng nhé.

I. Cấu tạo lăng kính

Lăng kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa ...) thường có dạng lăng trụ tam giác.

Khi sử dụng lăng kính, chùm tia sáng hẹp được chiếu truyền qua lăng kính trong một mặt phẳng vuông góc với cạnh của khối lăng trụ. Do đó, lăng kính được biểu diễn bằng tam giác tiết diện phẳng.

Các phần tử của lăng kính gồm: cạnh, đáy, hai mặt bên.

Về phương diện quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi:

+ Góc chiết quang A;

+ Chiết suất n.

Ta khảo sát lăng kính đặt trong không khí.

II. Đường truyền của tia sáng lăng kính

a. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng

Ta đã biết, ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) gồm nhiều ánh sáng màu và lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng truyền qua nó thành nhiều chùm sáng màu khác nhau.

Đó là sự tán sắc ánh sáng bởi lăng kính do Niu - tơn khám phá ra năm 1669.

Dưới đây, ta chỉ xét sự truyền của một chùm tia sáng hẹp đơn sắc (có một màu nhất định) qua một lăng kính.

b) Đường truyền của tia sáng qua lăng kính

Khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về đáy lăng kính so với tia tới.

Góc tạo bởi tia ló và tia tới gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính.

III. Công thức lăng kính

∗ Công thức lăng kính đặt trong không khí:

sini₁ = nsinr₁

sini₂= nsinr₂

A = r₁ + r₂

D = i₁ + i₂ – A

∗ Trong trường hợp góc i₁ và góc chiết quang A nhỏ (<10^o) thì:

i₁ = nr₁

i₂ = nr₂

A = r₁ + r₂

D = (n - 1)A

IV. Công dụng của lăng kính

a) Máy quang phổ

- Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ.

- Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng.

b) Lăng kính phản xạ toàn phần

- Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân.

- Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để điều hỉnh đường đi của tia sáng hoặc tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh…)

V. Bài tập lăng kính

1. Lăng kính là gì? Mô tả cấu tạo nên các đặc trưng quang học của lăng kính.

Hướng dẫn

Lăng kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa…) thường có dạng lăng trụ tam giác.

Lăng kính có hai mặt bên mài nhẵn bóng để cho ánh sáng truyền qua, mặt đáy thường được làm nhám hoặc bôi đen (cũng có khi người ta cũng mài nhẵn mặt này). Giao tuyến của hai mặt bên gọi là cạnh của lãng kính, góc nhị diện của hai mặt bên gọi là góc chiết quang của lăng kính. Về phương diện quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi góc chiết quang A và chiết suất n của chất làm lăng kính (đối với môi trường ngoài). 

2. Trình bày tác dụng của lăng kính đối với sự truyền ánh sáng qua nó. Xét hai trường hợp:

a) Ánh sáng đơn sắc.

b) Ánh sáng trắng.

Hướng dẫn

a) Chiếu đến mặt bên của lăng kính một chùm tia sáng hẹp đơn sắc thì lăng kính có tác dụng làm lệch đường truyền của tia sáng. Khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về đáy lăng kính so với tia tới.

b) Khi ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) khi đi qua lăng kính thì không những chùm ánh sáng bị lệch mà còn bị phân tích thành nhiều màu khác nhau. Đó là sự tán sắc ánh sáng qua lăng kính.

3. Nêu các công dụng của lăng kính.

Hướng dẫn

Lăng kính, có nhiều công dụng:

– Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ. Máy này phân tích ánh sáng trắng hay ánh sáng hỗn hợp tạp thành các thành phần đơn sắc để xác định cấu tạo của nguồn sáng.

– Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng trong ống nhòm để tạo ra ảnh thuận chiều hoặc dùng để thay gương phảng trong một số trường hợp.

4. Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính như hình 28.3.

Ở trường hợp nào sau đây, lăng kính không làm lệch tia ló về phía đây?

A. Trường hợp (1).

B. Các trường hợp (2) và (3).

C. Ba trường hợp (1), (2) và (3).

D. Không trường hợp nào.

Hướng dẫn

Chọn câu D.

5. Cho tia sáng truyền tới lăng kính như hình 28.4. Tia ló truyền đi sát mặt BC. Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị nào sau đây:

A. 0°                                              B. 22,5°

C. 45°                                            D. 90°.

Hướng dẫn

Chọn câu C.

Vì tia tới vuông góc với mặt AB nên truyền thẳng đến mặt BC dưới góc tới 45°. Vì tia ló nằm dọc theo mặt BC nên góc lệch D = 45°.