Bài 28: Lăng kính

I. Cấu tạo lăng kính

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.

\( \begin{cases} \sin i_1 = n\sin r_1\\ \sin i_2 = n \sin r_2\\ A=r_1+r_2\\ D = i_1+i_2-A\\ \end{cases}\)

1. Máy quang phổ

Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ.

Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng.

2. 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, …)

Dạng 1: Tính toán liên quan đến đường đi của tia sáng qua lăng kính.

- Áp dụng công thức về góc của lăng kính.

- Điều kiện để có tia ló ra khỏi lăng kính là \({{r}_{2}}\le {{i}_{gh}}\) ở mặt thứ hai của lăng kính.

Dạng 2: góc lệch cực tiểu

- Đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phẳng phân giác của góc chiết quang.

- Các công thức khi góc lệch cực tiểu:

\(i_1=i_2=i=\dfrac{D_{min}+A}{2}\)

\(r_1=r_2=r=\dfrac{A}{2}\)

\(n=\dfrac{\sin{\dfrac{D_{min}+A}{2}}}{\sin{\dfrac{A}{2}}}\)

Dạng 3: lăng kính phản xạ toàn phần

Điều kiện để tia sáng phản xạ toàn phần trong lăng kính là

\({{r}_{2}}>{{i}_{gh}}\)