Giải thích sự phản xạ toàn phần ở mặt phân cách bên lăng kính

Giải Vật Lí 11 Bài 28: Lăng kính

Video Giải C3 trang 178 SGK Vật Lí 11

C3 trang 178 SGK Vật Lí 11: Giải thích sự phản xạ toàn phần ở mặt phân cách bên lăng kính ở hình 28.7.

Lời giải:

Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân ABC vuông tại A. Như vậy $\widehat{B}=\widehat{C}={45}^0$.

Ta có hình vẽ sau khi chiếu tia sáng và mặt phân cách lăng kính như sau:

- Trường hợp hình 28.7a: Chùm tia sáng tới song song tới góc vuông với mặt bên AB, sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới đáy BC dưới góc tới trên mặt đáy BC là i₂ = 45^o. Chất làm lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc giới hạn i_gh < i₂ = 45^o. Tức là:

$$\begin{gathered} \sin i_{gh}=\frac{1}{n}<\sin {45}^0=\frac{1}{\sqrt{2}} \\ \Rightarrow n>\sqrt{2} \end{gathered}$$

Khi đó sẽ thoả mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại đáy BC. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ i’₂ = i₂ = 45^o. Như vậy tia này sẽ vuông góc với mặt bên AC nên sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí mà không bị khúc xạ.

- Trường hợp hình 28.7b: Chùm tia sáng tới song song tới vuông góc với mặt đáy BC, sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới mặt bên AB dưới góc tới trên mặt bên AB là i₂ = 45^o. Chất lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc tới giới hạn i_gh < i₂ = 45^o. Tức là:

$$\begin{gathered} \sin i_{gh}=\frac{1}{n}<\sin {45}^0=\frac{1}{\sqrt{2}} \\ \Rightarrow n>\sqrt{2} \end{gathered}$$

Khi đó sẽ thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại mặt bên AB. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ i’₂ = i₂ = 45^o. Như vậy tia sáng này sẽ song song với mặt đáy BC nên sẽ truyền thẳng tới mặt bên AC dưới góc tới i₃ = 45^o. Như vậy tại mặt AC cũng thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ i’₃ = i₃ = 45^o. Như vậy tia này sẽ vuông góc với mặt bên BC nên sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí mà không bị khúc xạ.

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

C1 trang 177 sgk Vật lý lớp 11: Tại sao khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính...

C2 trang 177 sgk Vật lý lớp 11: Hãy thiết lập công thức lăng kính...

Bài 1 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Lăng kính là gì...

Bài 2 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Trình bày tác dụng của lăng kính đối với sự truyền ánh sáng qua nó. Xét hai trường hợp...

Bài 3 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Nêu công dụng của lăng kính...

Bài 4 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính như hình 28.8...

Bài 5 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị nào sau đây...

Bài 6 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Chiết suất n của lăng kính có giá trị nào sau đây...

Bài 7 trang 179 sgk Vật lý lớp 11: Tìm điều kiện mà chiết suất n của lăng kính thỏa mãn...

Lý thuyết Lăng kính

Trắc nghiệm Lăng kính có đáp án