Công thức lăng kính và các ứng dụng của lăng kính – Sách tài liệu
Công thức lăng kính và các ứng dụng của lăng kính
Mục lục bài viết
Định nghĩa lăng kính
Lăng kính là một khối đồng nhất, trong suốt, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song, có các đặc trưng sau:
- Chiết suất n
- Góc chiết quang A
Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính sẽ bị phân tích thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác nhau do chiết suất của chất làm lăng kính đối với mỗi ánh sáng khác nhau là khác nhau
Đó là sự tán sắc ánh sáng (Trong phần này chúng ta chỉ xét ánh sáng đơn sắc)
Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
Gọi n là chiết suất tỉ đối của lăng kính với môi trường chứa nó:
n=nlăng kính / nmôi trường
– Chiều lệch của tia sáng:
- n < 1: Lệch về phía đỉnh lăng kính (Trường hợp này ít gặp)
- n > 1: Lệch về phía đáy lăng kính
* Xét trường hợp thường gặp là n > 1:
– Tia sáng ló JR
JRqua lăng kính bị lệch về phía đáy của lăng kính so với phương của tia sáng tới.
– Vẽ đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính:
- Nếu r2 < igh
- Khi tia sáng vuông góc với mặt lăng kính sẽ đi thẳng
r2<igh: tia sáng khúc xạ ra ngoài, với góc ló i2
i2 (sini2=nsinr2 )
+ Nếu r2=igh=>i2=900 : tia ló đi sát mặt bên thứ 2 của lăng kính
+ Nếu r2>igh : tia sáng sẽ phản xạ toàn phần tại mặt bên này ( Giả sử tại J có góc i′ , i′ là góc khúc xạ và tính sini′>1 phản xạ toàn phần tại J)
Công thức lăng kính
– Công thức lăng kính
Trong đó:
- D: Góc lệch
- A: Góc chiết quang
– Nếu góc chiết quang A < 100 và góc tới nhỏ, ta có:
- i1=nr1;i2=nr2r1+r2=AD=A(n−1)
- i1=nr1;i2=nr2r1+r2=AD=A(n−1)
– Công thức tính góc lệch cực tiểu:
Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu thì đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc chiết quang của lăng kính.
Ta có:
– Điều kiện để có tia ló ra cạnh bên:
- Đối với góc tới i: i ≥ i0 với sini0 = nsin (A−igh)
- Đối với góc chiết quang A: A ≤ 2igh
Ứng dụng
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, được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh,…)
*Chú ý:
- Hầu hết các lăng kính đều có n>1
- Nếu đề bài không nói lăng kính đặt trong môi trường nào thì ta hiểu lăng kính đặt trong không khí
- Do chiết suất của chất làm lăng kính là khác nhau với các ánh sáng khác nhau nên phần này chúng ta chỉ xét các tia đơn sắc tức là có một màu xác định
- n là chiết suất tỉ đối của lăng kính với môi trường chứa nó: n=nlăngkính/nmôitrường
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
- Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ
Cám ơn các bạn đã theo dõi bài viết công thức lăng kính của chúng tôi, thấy bài viết hữu ích thì hãy chia sẽ cho mọi người cùng biết nhé.
