Bài giảng Vật lý 11 - Bài 28: Lăng kính - Năm học 2022-2023 - Nguyễn Hoàng Ánh

CHÀO CÁC EM ĐÃ THAM 
GIA GIỜ HỌC VẬT LÝ 
Ch ư ơng VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC 
Nội dung chính của ch ư ơng V 
1. Mắt 
2. Lăng kính 
3. Thấu kính mỏng 
4. Kính lúp 
5. Kính hiển vi 
6. Kính thiên văn 
Bài 28. LĂNG KÍNH 
Nội dung chính của bài: 
I. Cấu tạo của lăng kính 
 1. Định nghĩa 
 2. Các yếu tố của lăng kính 
II. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
 1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 
 2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
III. Công thức của lăng kính 
IV. Công dụng của lăng kính 
I. Cấu tạo của lăng kính 
1. Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa,...), thường có dạng lăng trụ tam giác. 
Hãy phát biểu định nghĩa của lăng kính? 
Sau đây là một số trường hợp của lăng kính 
Mặt bên 
Mặt bên 
Góc chiết quang 
Cạnh 
Đáy 
Mặt bên 
Tiết diện thẳng 
A 
Đáy 
n 
+ Mặt bên: Hai mặt được sử dụng 
+ Đáy: Mặt còn lại 
+ Cạnh: Giao tuyến của hai mặt bên 
+ Tiết diện thẳng: Tiết diện giao của mặt phẳng vuông góc với cạnh và lăng kính. 
+ Góc chiết quang: Góc tạo bởi hai mặt bên 
+ Chiết suất lăng kính: là chiết suất tỷ đối của chất làm lăng kính với môi trường ngoài (n) 
2. Các yếu tố của lăng kính 
Lăng kính có những yếu tố như thế nào? 
II. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
1. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng 
a. Thí nghiệm: 
- Dụng cụ thí nghiệm: 
+ Nguồn sáng phát ánh sáng trắng 
+ Lăng kính 
- Chiếu ánh sáng trắng qua một lăng kính thì thấy chùm sáng bị phân tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau 
+ Vậy: Ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính bị phân tích thành chùm sáng nhiều màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là tán sắc ánh sáng 
+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính, mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định (màu đơn sắc) 
Em hiểu như thế nào về hiện tượng tán sắc ánh sáng? 
Chương trình phổ thông: Chỉ xét sự truyền của chùm sáng hẹp đơn sắc (có một màu) 
Mặt bên 
Mặt bên 
Đáy 
A 
n 
2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 
+ Chỉ xét sự truyền của các tia sáng nằm trong tiết diện thẳng 
+ Chỉ xét các tia sáng đơn sắc 
+ Theo phương diện quang học, lăng kính đặc trưng bởi: 
 * Góc chiết quang A. 
 * Chiết suất n (xét với n > 1) 
+ Khi vẽ lăng kính chỉ vẽ tiết diện thẳng là đủ 
A 
B 
C 
n 
I 
i 1 
r 1 
r 2 
J 
i 2 
D 
S 
R 
Tại I tia sáng sẽ đi tiếp như thế nào? tại sao? 
Tại J tia sáng sẽ đi tiếp như thế nào? tại sao? 
Lăng kính ABC, góc chiết quang A, chiết suất n (n > 1) 
+ Xét một tia sáng SI đến mặt bên AB của lăng kính với góc tới i 1 
+ Tại I tia sáng truyền từ môi trường chiết quang kém đến mặt phân cách với môi trường chiết quang hơn nên có tia khúc xạ, góc khúc xạ r 1 
+ Tia sáng đến mặt bên AC tại J với góc tới r 2 
+ Tại J tia sáng bị khúc xạ ra ngoài, góc khúc xạ i 2 . JR gọi là tia ló 
+ Với n > 1: Sau khi qua lăng kính tia sáng bị lệch về phía đáy của lăng kính 
+ Góc lệch của tia sáng là góc tạo bởi tia ló và tia tới (D) 
Trong bài này chỉ xét tại J tia sáng bị khúc xạ 
Hãy so sánh hướng của tia tới với hướng của tia ló? 
Góc lệch của tia sáng được xác định như thế nào? 
III. Công thức của lăng kính 
A 
B 
C 
n 
I 
i 1 
r 1 
r 2 
J 
i 2 
D 
S 
R 
	sini 1 = nsinr 1 
	sini 2 = nsinr 2 
	A = r 1 + r 2 
	D = i 1 + i 2 – A 
Với lăng kính có góc chiết quang nhỏ và tia tới có góc tới nhỏ 
	i 1 = nr 1 
	i 2 = nr 2 
	A = r 1 + r 2 
	D = (n – 1)A 
(Đơn vị góc: rad) 
Các góc của tia sáng khi qua lăng kính liên hệ với nhau như thế nào? 
Trường hợp góc chiết quang A và góc tới nhỏ, ta có thể sử dụng công thức gần đúng như sau 
IV . Công dụng của lăng kính 
1 . Máy quang phổ 
a. Định nghĩa: Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được thành phần cấu tạo của nguồn sáng. 
b. Cấu tạo: Bộ phận chính là một lăng kính hoặc hệ hai lăng kính. 
c. Ứng dụng: Máy quang phổ được sử dụng trong các phép phân tích quang phổ , giúp phân tích thành phần trong các mẫu chất, cho kết quả nhanh, chính xác, dùng trong phòng thí nghiệm hóa học dầu mỏ, thí nghiệm hóa học và sinh học cũng như các phòng quản lý chất lượng như kiểm soát môi trường, kiểm soát nước, thực phẩm và nông nghiệp 
Một vài hình ảnh về nguyên tắc hoạt động, công dụng của 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 một tam giác vuông cân 
+ Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng đổi hướng truyền của ánh sáng mà không làm thay đổi cường độ chùm sáng 
+ Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh, ) 
Củng cố bài học 
Câu 1: Tìm nhận định sai trong các câu sau đây? 
A. Lăng kính là một khối chất trong suốt hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một hình tam giác 
B. Lăng kính là thiết bị có tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng trắng 
C. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định gọi là màu đơn sắc 
D. Chiết suất của lăng kính là chiết suất tuyệt đối của chất l àm lăng kính 
Củng cố bài học 
Câu 2: Lăng kính phản xạ toàn phần là 
A. Lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân 
B. Lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác đều 
C. Lăng kính có tiết diện thẳng là hình vuông 
D. Lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác bất kỳ 
Củng cố bài học 
Câu 3: Một tia sáng mặt trời truyền qua một lăng kính khi ló ra như thế nào? 
A. Vẫn là một tia sáng trắng 
B. Bị tách ra thành nhiều tia sáng có màu khác nhau 
C. Bị tách ra thành nhiều tia sáng trắng 
D. Là một tia sáng trắng có viền màu 
Nội dung tự học 
1. Ôn tập nội dung bài đã học 
+ Định nghĩa lăng kính 
+ Các yếu tố của lăng kính 
+ Tác dụng tán sắc của lăng kính, ánh sáng đơn sắc 
+ Sự truyền ánh sáng qua một lăng kính 
+ Lăng kính phản xạ toàn phần 
+ Ứng dụng của lăng kính 
+ Làm các bài tập có liên quan trong SGK và tài liệu học tập 
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo: 
Bài 29: Thấu kính mỏng 
+ Các nội dung chính của bài 
+ Các nội dung đó như thế nào 
Đừng xấu hổ khi không biết, chỉ xấu hổ khi không học