zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Giáo án điện tử

Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính

Chia sẻ: Nguyễn Văn Hiếu | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:38

Báo xấu

348
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

3. Lăng kính: a. Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt (thuỷ tinh, thạch anh,..) hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một tam giác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính

Phản xạ toàn phần – Lăng kính Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Ph Nội dung A. Tóm tắt kiến thức B. Bài tập áp dụng tự luận C. Một số bài tập tự luận tham khảo D. Bài tập áp dụng trắc nghiệm E. Một số bài tập trắc nghiệm tham khảo
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức 1. Hiện tượng phản xạ toàn phần Cho tia sáng tới SI từ môi trường chiết quang hơn  sang môi trường kém chiết quang. N n sini = n21 = 2 < 1 Theo định luật khúc xạ: sinr  n1 (2) Tăng dần góc tới đến giá trị  r I i = igh sao cho góc khúc xạ r = 90o (1) sin igh n n igh = n21 = 2 ⇒ sinigh = 2 Ta có  sin90o n1 n1 S ⇒ hiện tượng phản xạ toàn phần 
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) 2, Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần: Tia sáng phải truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường  kém chiết quang. n2 Gãc tí i i > igh ví i sin igh =  n1 Chú ý: Nếu môi trường khúc xạ là không khí thì:  1 n2 = 1 lóc ®ó ta có sin igh = n1
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) 3. Lăng kính: a. Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt (thu ỷ tinh, th ạch anh,..) hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một tam giác. ( ABB’A’ ) và (ACC’ A’): 2 mặt bên lăng kính A C  (BCC’B’) : mặt đáy lăng kính.  AA’: cạnh lăng kính.  A: góc chiết quang.  B A1 C1 (A1B1C1) ⊥ AA’ : tiết diện thẳng của lăng kính.  B1 A’ C’ B’
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) A b. Đường đi của tia sáng qua lăng kính: A Xét lăng kính có n > 1 và tia tới  từ phía đáy lăng kính đi lên. D I Do tính chất chiết quang của môi J  i2 i2 trường tia sáng sau khi đi qua r2 r1 S lăng kính lệch về phía đáy của A R N lăng kính. Góc hợp bởi phương của tia tới  và tia ló gọi là góc lệch D. c. Các công thức về lăng kính: sini1 = n sin r1 A = r1 + r2 sini2 = n sin r2 D =i1 + i2 - A
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) Chú ý: Khi góc tới i nhỏ:  sin i ; i (rad), sin r ; r(rad) Tacó : i1 = nr1 A = r1 + r2 i2 = nr2 D = (i1 - r1 ) + (i2 - r2 ) = (i1 + i2 ) - (r1 + r2 ) = nr1 + nr2 - (r1 + r2 ) = (r1 + r2 )(n -1) = (n - 1)A Góc lệch cực tiểu (D min) khi tia tới và tia ló đối xứng nhau qua m ặt  phẳng phân giác của góc chiết quang A lúc đó D +A A i1 = i2 vµ r1 = r2 = ⇒ Dmin = 2i - A ⇒ i = min 2 2 Ta thấy Dmin phụ thuộc vào A và n 
Phản xạ toàn phần – Lăng kính B. Bài tập áp dụng tự luận - Bài số 1 4 (n = ) Một đĩa tròn bằng gỗ bán kính 4 cm được thả nổi trên mặt nước 3 ở tâm đĩa có cắm cây kim thẳng đứng chìm trong nước. Đặt mắt trên mặt thoáng để quan sát cây kim, người quan sát hoàn toàn không nhìn th ấy cây kim dù đặt mắt ở đâu. Tính chiều dài lớn nhất của cây kim (không kể phần chìm trong gỗ). Bài giải Chiều dài tối đa của cây kim là OS, O R sao cho góc tới mép gỗ i = igh: 13 igh igh sinigh = = ⇒ igh ; 48o30' n4 R S OS = = 3,54cm tg igh
Phản xạ toàn phần – Lăng kính B. Bài tập áp dụng tự luận - Bài số 2: Cho lăng kính thuỷ tinh có chiết suấtn = 2 , góc chi ết quang A= 60o. Chiếu một tia sáng đến mặt bên AB. Xác định góc tới nhỏ nhất để có tia ló ra khỏi mặt AC. A Bài giải Khi góc tới i1 nhỏ nhất ⇒ góc khúc xạ r1 cũng nhỏ nhất. I i1 Ta có A = r1 + r2 S r2 J r1 i2 Khi r1 min thì r2 lớn nhất, nếu r2 lớn nhất = r giới hạn thì sẽ xảy ra hiện tượng phản B C xạ toàn phần trên m1 t AC. ặ 1 ⇒ rgh = 450 ⇒ r2 = 450 ⇒ r1 = A - r2 = 15 0 Ta cã : sin rgh = = n 2 sini1 = n.sinr1 = 2 sin150 ⇒ i1 = 21,5 0 Như vậy góc tới nhỏ nhất tại I là i = 21,50 thì có hiện tượng phản xạ toàn phần.
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 3: Cho một lăng kính phản xạ toàn phần có tiết diện là tam giác vuông cân n = 2. Chiếu tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện thẳng ABC của lăng kính theo phương song song với mặt phẳng huyền BC, đến gặp mặt bên AB của lăng kính tại I. Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong 2 trường h ợp: a, Điểm I ở gần đỉnh A b, Điểm I ở gần B
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài giải A a. Điểm I ở gần đỉnh A: I J sin i sini i = n ⇒ sinr = XÐt t ¹ i I : sin r n r S i1 0 sin45 1 = r = 300 sinr = i’1 450 i2 2 2 B C r2 T ¹ i j : i1 = 60 0 K 1 1 ⇒ Jgh = 45 0 thÊy i1 > Jgh sinJgh = = n 2 ⇒ Cã hiÖ t- î ng ph¶n x ¹ toµn phÇn t ¹ i J. n i1' = i1 = 600 T ¹ i k : i2 = 150 < Jgh = 450 Cã hiÖ t- î ng khóc x ¹ n sini2 1 = ⇒ sinr2 = n.sini2 = 2.sin15 0 ⇒ r2 = 21,4 0. sinr2 n
Phản xạ toàn phần – Lăng kính A b. Điểm I gần B: sin i sini = n ⇒ sinr = XÐt t ¹ i I : K sin r n I R S r2 i i’1 sin45o 1 = ⇒ r = 30o i1 sinr = i2 450 450 2 B C 2 J T ¹ i j : i1 = 75o 1 1 ⇒ Jgh = 45o ; i1 = 75o > Jgh = 45o sinJgh = = n 2 ⇒ có hiÖ t- î ng ph¶n x ¹ toàn phÇn n i1' = i1 = 75o T ¹ i k : i2 = 30o ; sini2 1 2 = ⇒ sinr2 = n.sini2 = 2.sin30o = ⇒ r2 = 45o sinr2 n 2 NhËn x Ðt : Tia lã KR // BC
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 4: Một lăng kính có chiết suất n = 2 và có tiết di ện th ẳng là m ột tam giác đều ABC, chiếu tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện th ẳng vào mặt bên AB sao cho tia ló ra mặt AC. Biết góc ló là 45o. a. Tính góc lệch D? b. Giữ tia tới cố định quay lăng kính góc nhỏ quanh trục trùng v ới c ạnh của lăng kính (trục qua A) thì chiều quay của tia ló như thế nào so với chiều quay lăng kính?
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài giải a. Tính góc lệch D A  Giả thiết: góc ló i = 450 2 sini2 sin 45o sini2 = n ⇒ sinr2 = = A sinr2 n 2 1 D sinr2 = ⇒ r2 = 30o I J 2 i1 i2 r1 r2 r1 = A – r2 = 30 0 S  A R N sini1 2 = n ⇒ sini1 = n sinr1 = C B sinr1 2 i1 = 450  Góc lệch D = i1+ i2 –A = 300 
Phản xạ toàn phần – Lăng kính b. Ta thấy i1 = i2 = 45o vì góc tới bằng góc ló nên góc lệch Dmin . Nếu ta xoay lăng kính đi một chút (dù cùng chiều, hay ngược chiều kim đồng h ồ) thì góc lệch D đều tăng do đó tia ló JK đều xoay về phía đáy lăng kính D B J I R S N Q 2 3 1 1 K 3 2 1 30 2 0 1 1 450 2 A E 2 M C
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 5: 3 Có hai lăng kính cùng làm bằng thuỷ tinh có n = có ti ết di ện và kích th ước 2 như hình vẽ. Cho tia sáng tới SI vuông góc với mặt bên AB. Hãy v ẽ tiếp đường đi của tia sáng qua hai lăng kính? (Biết AB = AC; góc C2 = 150) Bài giải - Tia SI ⊥ AB nên tia SI đi thẳng đến J D B J I R S N Q 2 3 1 1 K 3 2 1 300 2 1 1 450 2 A E 2 M C
Phản xạ toàn phần – Lăng kính sini2 sin45o sini2 = n ⇒ sinr2 = = sinr2 n 2 1 2 ⇒ Jgh = 55o sinJgh = = n 3 J1 = 45o < Jgh = 55o : tia sáng bÞkhúc x ¹ sinJ1 1 2 3 3 ⇒ sinJ2 = n.sinJ1 = sin45o = == sinJ2 n 3 2 2 J2 = 60o c1 = 120o   ⇒ Δ CJK là tam giác cân o J3 = 30   sink1 sink1 2 2 = n ⇒ sink 2 = k1 = 60o ; .sin60o = = sink 2 n 3 2 K 2 = 45o M1 = 600 > Jgh = 550 ⇒ có phản xạ toàn phần ⇒ M1 = M2 = 600 N1 = 750 > Jgh = 550 ⇒ Có phản xạ toàn phần ⇒ N1 = N1 = 750 ⇒ N3 = 150 ⇒ tia NQ ⊥ DE ⇒ do đó nó đi thẳng ra ngoài không khí
Phản xạ toàn phần – Lăng kính c. Một số bài tập tự luận tham khảo Bài số 1: Một lăng kính thuỷ tinh có n = 3 , ti ết diện th ẳng là hình thang cân µµ o ABCD, góc ở đáy A = D = 60 , AB = BC = CD = a = 5cm. Ba chùm tia đ ơn s ắc song song rọi vào các trung điểm I1; I2; I3; của ba mặt AB, BC, CD theo phương vuông góc BC, màn E đặt song song và cách mặt đáy AD : 10cm. a. Tính khoảng cách giữa 3 vệt sáng do ba chùm tạo ra trên màn E b. Xoay lăng kính một góc nhỏ quanh 1 trục đi qua I2 và vuông góc với mặt phẳng ABCD. Hỏi vị trí các vệt sáng đó thay đổi như thế nào? S2 S1 S3 Đáp số: a. 14,3cm b. Vệt sáng mở rộng ra trên màn B C I2 Gợi ý: + S2I2 ⊥ BC: đi thẳng đến M2 I3 I1 + S1I1 đối xứng với S3I3 Dùng định luật khúc xạ để vẽ A D d tiếp đường đi của tia sáng + Góc tới lăng kính bằng góc ló ra khỏi M2 lăng kính nên góc lệch cực tiểu E
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 2: Cho lăng kính thuỷ tinh (n = 1, 5), tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang A của lăng kính. Hãy tính góc chi ết quang A. Đáp số: A = 830 Gợi ý: Áp dụng: D +A A sin min = n. sin 2 2 A D min= A ⇒ sin A = n . sin ⇒ A = 830 2
Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc ở đỉnh A = 600. Một chùm sáng song song khi đi qua lăng kính có góc lệch cực tiểu là 300. Tìm chiết suất n của lăng kính? a. Nhúng lăng kính trong chất lỏng chiết suất n = 1,62. Chi ếu tới m ặt bên AB b. một chùm sáng song song. Hỏi góc tới i ở trong khoảng nào thì tia ló ra kh ỏi mặt bên thứ 2 của lăng kính. Đáp số: a. n = 2 b. 0 < i < 60o 47' Dmin + A A Gợi ý: a. Áp dụng công thức sin = n . sin t ừ đó suy ra 2 2 b. Vì n’ > n (n’ = 1,62; = 2 ), mu ốn tia sáng đi th ẳng vào lăng kính khi i < i gh n n 2 = 0,8728 ⇒ jgh = 600 47' Ví i sinigh = = n' 1,62 ⇒ 0 < i < igh ⇒ 0 < i < 60o 47'

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.