Lăng Kính Là Gì? Cấu Tạo, Công Dụng Và Các Công Thức Của Lăng Kính

Vy - 24/02/2022

Lăng kính có rất nhiều ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật. Vậy lăng kính là gì? Cấu tạo, công dụng và các công thức của lăng kính như thế nào? Marathon Education sẽ giúp các em hiểu rõ hơn về nội dung này trong chương trình Vật lý lớp 11.

Cấu tạo của lăng kính

Cấu tạo của lăng kính
Cấu tạo của lăng kính (Nguồn: Internet)

Lăng kính là một dụng cụ quang học, sử dụng để khúc xạ, phản xạ và tán xạ ánh sáng sang các màu quang phổ (như màu sắc của cầu vồng). Nó là một khối trong suốt và đồng chất (làm từ thủy tinh, nhựa…), được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song. Lăng kính tam giác có tiết diện thẳng là một hình tam giác.

Cấu tạo của lăng kính:

  • Hai mặt phẳng giới hạn không song song gọi là các mặt bên của lăng kính.
  • Giao tuyến của hai mặt bên gọi là cạnh của lăng kính.
  • Mặt đối diện của cạnh là đáy của lăng kính.
  • Góc hợp bởi hai mặt lăng kính gọi là góc chiết quang hay góc ở đỉnh.

Về phương diện quang học, lăng kính có những yếu tố đặc trưng sau đây:

  • Góc chiết quang A.
  • Chiết suất n.
đăng ký học thử

Tán sắc ánh sáng trắng

Chùm ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) 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. Đây chính là sự tán sắc ánh sáng.

Đường truyền của tia sáng qua lăng kính

Đường truyền của tia sáng qua lăng kính
Đường truyền của tia sáng qua lăng kính (Nguồn: Internet)

Gọi n là chiết suất tỉ đối của lăng kính với môi trường chứa nó:

n = \frac{n_{lăng kính}}{n_{môi trường}}

– Chiều lệch của tia sáng:

+ n > 1: Tia sáng lệch về phía đáy lăng kính.

+ n < 1: Tia sáng lệch về phía đỉnh lăng kính.

* Xét trường hợp n > 1: 

– Tia sáng ló JR 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:

+ Khi tia sáng vuông góc với mặt lăng kính sẽ đi thẳng.

+ Nếu r2 < igh: tia sáng khúc xạ ra ngoài, với góc ló i2 (sini2 = n.sinr2).

+ Nếu r2 = igh => i2 = 90: 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′ là góc khúc xạ và tính sin i′ > 1 => phản xạ toàn phần tại J)

>>> Xem thêm: Khúc Xạ Ánh Sáng Là Gì? Định Luật Và Công Thức Khúc Xạ Ánh Sáng

Các công thức tính lăng kính 

Công thức lăng kính tổng quát:

  • Sini1 = n.sinr1
  • Sini2 = n.sinr2
  • r1 + r2 = A
  • D = i1 + i2 – A
  • Trong đó: A: là góc chiết quang, n: chiết suất, D: Góc lệch

Công thức lăng kính trong trường hợp góc chiết quang A < 10o và góc tới i nhỏ:

  • sini ≈ i; sinr ≈ r
  • i1 = n.r1
  • i2 = n.r2
  • D = i1 + i2 – A = nr1 + nr2 – A = n.A – A = (n – 1)A

Đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc chiết quang thì tia sáng đi qua lăng kính sẽ có góc lệch cực tiểu. Từ đó ta có được công thức tính góc lệch cực tiểu:

\begin{aligned}
&\footnotesize\bull i_1 = i_2 = i_m\\
&\footnotesize\bull r_1 = r_2 = \frac{A}{2}\\
&\footnotesize\bull D_m = 2i_m - A\\
&\footnotesize\bull sin\frac{D_m + A}{2} = n.sin\frac{A}{2}\\
&\footnotesize\bull D_{min} = 2i - A
\end{aligned}

>>> Xem thêm: Quang Phổ Là Gì? Các Loại Quang Phổ Phổ Biến Hiện Nay

Ứng dụng của lăng kính

Ứng dụng của lăng kính
Ứng dụng của lăng kính (Nguồn: Internet)

Các ứng dụng của lăng kính trong khoa học và kỹ thuật:

  • Máy quang phổ: Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ. Máy quang phổ là dụng cụ để phân tích chùm tia sáng có nhiều thành phần những thành phần thành những phần đơn sắc khác nhau. Nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra.
    • Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
    • Bộ phận của máy làm nhiệm vụ tán sắc ánh sáng là: lăng kính.
  • 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 tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh,…).

>>> Xem thêm: 5 phương pháp học tốt lý 11 giúp bứt phá điểm số

Học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Marathon Education

Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.

Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.

Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.

Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.

Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.

Marathon Education cam kết đầu ra 8+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.

Các khóa học online tại Marathon Education

 

Với những kiến thức mà team Marathon Education đã chia sẻ trong bài viết trên, hi vọng các em có thể nắm vững kiến thức về lăng kính và các công thức liên quan. Chúc các em học tập thành công!

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM