Bài tập về lăng kính là một phần quan trọng trong chương trình vật lý lớp 11, giúp học sinh hiểu rõ hơn về hiện tượng khúc xạ ánh sáng và ứng dụng của lăng kính trong thực tế. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về lăng kính, các dạng bài tập thường gặp và lời giải chi tiết, giúp bạn tự tin chinh phục chủ đề này.
Lăng kính là gì?
Lăng Kính Là Gì?
Lăng kính là một khối chất trong suốt (thường là thủy tinh hoặc nhựa) có dạng hình học xác định. Loại lăng kính thường gặp nhất là lăng kính tam giác, được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song (gọi là hai mặt bên) và một mặt đáy. Góc chiết quang (ký hiệu là A) là góc tạo bởi hai mặt bên của lăng kính.
Hiện Tượng Khúc Xạ Ánh Sáng Qua Lăng Kính
Khi chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính, tia sáng sẽ bị khúc xạ hai lần:
- Khúc xạ lần thứ nhất: Khi tia sáng đi từ không khí vào lăng kính.
- Khúc xạ lần thứ hai: Khi tia sáng đi từ lăng kính ra không khí.
Kết quả là tia sáng ló ra khỏi lăng kính bị lệch về phía đáy của lăng kính. Góc lệch (ký hiệu là D) là góc tạo bởi tia tới và tia ló.
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua lăng kính
Các Dạng Bài Tập Về Lăng Kính Thường Gặp
Dưới đây là một số dạng bài tập về lăng kính thường gặp trong chương trình vật lý lớp 11:
Dạng 1: Xác định góc lệch cực tiểu
Góc lệch cực tiểu (ký hiệu là Dm) là góc lệch nhỏ nhất mà tia sáng có thể đạt được khi đi qua lăng kính.
Để tìm góc lệch cực tiểu, ta sử dụng công thức:
sin[(Dm + A)/2] = n * sin(A/2)Trong đó:
- Dm là góc lệch cực tiểu
- A là góc chiết quang của lăng kính
- n là chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đang xét
Dạng 2: Xác định góc lệch khi biết góc tới và góc chiết quang
Để tìm góc lệch D, ta có thể sử dụng công thức:
D = i1 + i2 - ATrong đó:
- i1 là góc tới
- i2 là góc ló
- A là góc chiết quang của lăng kính
Dạng 3: Ứng dụng của lăng kính trong thực tế
Lăng kính được ứng dụng rộng rãi trong thực tế, ví dụ như:
- Chế tạo kính thiên văn, kính hiển vi, máy ảnh,…
- Phân tích ánh sáng trắng thành các màu sắc khác nhau (hiện tượng tán sắc ánh sáng)
- …
Bài Tập Về Lăng Kính Có Lời Giải
Bài tập 1: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 độ. Chiếu một tia sáng đơn sắc tới lăng kính với góc tới i1 = 45 độ. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng này là 1,5.
a) Vẽ hình minh họa đường đi của tia sáng qua lăng kính.
b) Tính góc ló i2.
c) Tính góc lệch D.
Lời giải:
a)
b) Ta có:
- n1 sin(i1) = n2 sin(r1) (định luật khúc xạ ánh sáng)
Suy ra:
- sin(r1) = (n1/n2) sin(i1) = (1/1.5) sin(45) = 0.4714
=> r1 = 28.13 độ
Ta có: r1 + r2 = A
=> r2 = A – r1 = 60 – 28.13 = 31.87 độ
Ta có:
- n2 sin(r2) = n1 sin(i2) (định luật khúc xạ ánh sáng)
Suy ra:
- sin(i2) = (n2/n1) sin(r2) = (1.5/1) sin(31.87) = 0.7906
=> i2 = 52.26 độ
Vậy góc ló i2 = 52.26 độ
c) Góc lệch D = i1 + i2 – A = 45 + 52.26 – 60 = 37.26 độ
Vậy góc lệch D = 37.26 độ
Kết Luận
Bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về lăng kính, các dạng bài tập thường gặp và lời giải chi tiết. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn tự tin hơn khi giải bài tập về lăng kính và đạt kết quả cao trong học tập.
FAQ
-
Lăng kính được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?
Lăng kính được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm quang học, thiên văn học, nhiếp ảnh, y học và viễn thông. Ví dụ, lăng kính được sử dụng để chế tạo kính thiên văn, kính hiển vi, máy ảnh, ống nhòm, máy quang phổ và nhiều thiết bị quang học khác.
-
Góc lệch cực tiểu phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Góc lệch cực tiểu phụ thuộc vào góc chiết quang của lăng kính và chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc đang xét.
-
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì?
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng ánh sáng trắng bị phân tách thành các màu sắc khác nhau khi đi qua lăng kính. Hiện tượng này xảy ra do chiết suất của lăng kính khác nhau đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau.
-
Làm thế nào để tính góc lệch cực tiểu khi biết góc chiết quang và chiết suất của lăng kính?
Để tính góc lệch cực tiểu, ta sử dụng công thức: sin[(Dm + A)/2] = n * sin(A/2), trong đó Dm là góc lệch cực tiểu, A là góc chiết quang của lăng kính và n là chiết suất của lăng kính.
-
Có những loại lăng kính nào?
Có nhiều loại lăng kính khác nhau, bao gồm lăng kính tam giác, lăng kính ngũ giác, lăng kính lục giác,… Mỗi loại lăng kính đều có những đặc điểm và ứng dụng riêng.
Bạn muốn tìm hiểu thêm về luật hòa giải ở cơ sở? Hãy tham khảo bài viết của chúng tôi!
Ngoài ra, bạn cũng có thể xem thêm các bài giải trí thú vị trên trang web của chúng tôi.
Khi cần hỗ trợ hãy liên hệ Số Điện Thoại: 02033846993, Email: [email protected] Hoặc đến địa chỉ: X2FW+GGM, Cái Lân, Bãi Cháy, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam. Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng 24/7.