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.
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:
Về phương diện quang học, lăng kính có những yếu tố đặc trưng sau đây:
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.
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 = 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′ 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
Công thức lăng kính tổng quát:
Công thức lăng kính trong trường hợp góc chiết quang A < 10o và góc tới i nhỏ:
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
Các ứng dụng của lăng kính trong khoa học và kỹ thuật:
>>> Xem thêm: 5 phương pháp học tốt lý 11 giúp bứt phá điểm số
Tham khảo ngay các khoá học online của 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.
Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu các em có nhu cầu học online nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc các em được điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới!