Công thức Lăng kính đầy đủ, chi tiết - Vật lý lớp 11
Với Công thức Lăng kính Vật lý lớp 11 chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng nhớ toàn bộ các Công thức Lăng kính từ đó biết cách làm bài tập Vật lý 11. Mời các bạn đón xem:
Công thức Lăng kính - Vật lý lớp 11
1. Định nghĩa
Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác.
Một lăng kính được đặc trưng bởi:
+ Góc chiết quang A;
+ Chiết suất n.
Chiếu đến mặt bên của lăng kính một chùm sáng hẹp đơn sắc SI.
+ Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa là lệch về phía đáy của lăng kính.
+ Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức là cũng lệch về phía đáy của lăng kính.
Vậy, khi có tia ló ra khỏi lăng kính thì tia ló bao giờ cũng lệch về phía đáy của lăng kính so với tia tới.
Góc tạo bởi tia ló và tia tới gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính.
2. Công thức – đơn vị đo
Xét một lăng kính có chiết suất n đặt trong không khí.
Công thức lăng kính:
- Tại I: sini1 = n.sin r1
- Tại J: sini2 = n.sin r2
- Góc chiết quang: A = r1 + r2
- Góc lệch của tia sáng qua lăng kính: D = i1 + i2 – A
Trong đó:
+ i1 là góc tới của tia sáng từ không khí vào lăng kính tại mặt bên thứ nhất (tại I);
+ i2 là góc ló của tia sáng đi từ lăng kính ra không khí từ mặt bên thứ hai (tại J);
+ D là góc lệch giữa tia tới và tia ló;
+ A là góc ở đỉnh;
+ r1 là góc khúc xạ tại mặt bên thứ nhất (tại I);
+ r2 là góc tới của tia sáng tại mặt bên thứ hai (tại J).
3. Mở rộng
3.1. Nếu góc chiết quang A nhỏ (< 100), ta gọi lăng kính là nêm quang học.
Chiếu tới nêm quang học một tia tới có góc tới i nhỏ (i < 100), ta có các công thức lăng kính như sau:
i1 = nr1 ; i2 = nr2
A = r1 + r2
D = (n -1).A
3.2. Khi thay đổi góc tới i thì góc lệch D thay đổi qua một giá trị Dmin.
Khi đó
+
+
Chú ý: Nếu đo được A và Dm bằng thực nghiệm, có thể đo được chiết suất của lăng kính theo công thức:
Khi đó đường truyền của tia sáng qua lăng kính như hình sau:
3.3. 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, …)
Đối với lăng kính đặt trong không khí, ta luôn có tia sáng đi từ không khí vào trong lăng kính, nhưng khi tia sáng đi từ lăng kính ra ngoài không khí, ta phải chú ý tính góc giới hạn phản xạ toàn phần bằng công thức:
Nếu góc tới r2 > igh thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.
3.4. Nếu lăng kính đặt trong môi trường có chiết suất n’, thì công thức lăng kính là:
n’sini1 = n.sin r1
n’sini2 = n.sin r2
A = r1 + r2
D = i1 + i2 - A
4. Bài tập ví dụ
Bài 1: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1,41 ≈ . Tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng cỉa tiết diện thẳng, tới AB với góc tới 450. Xác định đường truyền của tia sáng.
Bài giải:
Tại I luôn có tia khúc xạ, ta có:
Sini1 = nsinr1
Sin r1 = => r1 = 300
Tại J: r2 = 600 – 300 = 300
Áp dụng công thức thấu kính, ta có: Sini2 = nsinr2 => i2 = 450
Bài 2: Một lăng kính thủy tinh P có chiết suất n = 1,5, tiết diện thẳng là một tam giác ABC vuông cân tại B.Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI //BC.
a) Khối thủy tinh P ở trong không khí.Tính góc D làm bởi tia tới và tia ló.
b) Tính lại góc D nếu khối P ở trong nước có chiết suất n’ = 1,33.
Bài giải:
a) Ta tính góc giới hạn phản xạ toàn phần của lăng kính này
sin igh = => igh = 41,810 = 420
Đường truyền của tia sáng qua lăng kính như sau
Tia sáng tới vuông góc với mặt bên nên truyền thẳng vào trong lăng kính.
Góc = 450 > igh => xảy ra phản xạ toàn phần tại I.
Góc phản xạ = góc tới => góc = góc = 450
=> Góc = 450
=> Góc = 900
Góc lệch D = góc =900
b)
Đặt lăng kính vào nước, ta có hình vẽ
Sin igh = => igh = 630. Vì góc tới i = 450 < igh, nên sẽ xảy ra khúc xạ tại mặt AC.
Áp dụng công thức khúc xạ ánh sáng: n.sini = n’.sinr => 1,5.sin 450 = 1,33.sinr => r = 530
Góc lệch: D = |r – i| = |53 – 45| = 80
Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:
Công thức tính góc lệch của tia sáng đơn sắc qua lăng kính
Xem thêm các chương trình khác:
- Giải sgk Hóa học 11 | Giải bài tập Hóa học 11 Học kì 1, Học kì 2 (Sách mới)
- Lý thuyết Hóa học 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Hóa 11
- Giải sbt Hóa học 11 (sách mới) | Sách bài tập Hóa học 11
- Các dạng bài tập Hóa học lớp 11
- Giáo án Hóa học lớp 11 mới nhất
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Soạn văn 11 (hay nhất) | Để học tốt Ngữ Văn 11 (sách mới)
- Soạn văn 11 (ngắn nhất) | Để học tốt Ngữ văn 11 (sách mới)
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Văn mẫu 11 (Sách mới) | Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Toán 11 | Giải bài tập Toán 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Các dạng bài tập Toán lớp 11
- Lý thuyết Toán lớp 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Toán 11
- Giáo án Toán lớp 11 mới nhất
- Bài tập Toán lớp 11 mới nhất
- Chuyên đề Toán lớp 11 mới nhất
- Giải sgk Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Tiếng Anh 11 | Giải bài tập Tiếng anh 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (sách mới) | Sách bài tập Tiếng Anh 11
- Giải sbt Tiếng Anh 11 (thí điểm)
- Giải sgk Lịch sử 11 | Giải bài tập Lịch sử 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Lịch Sử 11(sách mới) | Kiến thức trọng tâm Lịch Sử 11
- Giải Tập bản đồ Lịch sử 11
- Giải sgk Sinh học 11 | Giải bài tập Sinh học 11 Học kì 1, Học kì 2 (sách mới)
- Lý thuyết Sinh học 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Sinh 11
- Giải sgk Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Giáo dục công dân 11
- Lý thuyết Địa Lí 11 (sách mới) | Kiến thức trọng tâm Địa lí 11
- Giải Tập bản đồ Địa Lí 11
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 11