Tuyệt phẩm công phá Giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 môn Vật Lý Tập 3 (FULL TEXT)

Ví dụ 3:Chiếu vào mặt bên của lăng kính có góc chiết quang 68 0 một chùm tia sáng trắng hẹp, với góc
tới là 59 0 . Biết góc lệch của tia màu tím là cực tiểu. Chiết suất của lăng kính đối với tia tím là:
A.1,51. B.1,52. C.1,53. D.1,54.
Hướng dẫn:
0
0
sin i1
= nt sin ⇔ sin 59 = nt sin ⇒ nt
≈ 1,53
Trang281
A
68
2 2
Ví dụ 4:Một lăng kính có góc chiết quang 60 0 , chiếu một tia sáng đơn sắc màu cam tới mặt bên AB
của lăng kính với góc tới i thì cho tia ló ra khỏi mặt AC với góc lệch cực tiểu bằng 30 0 . Nếu thay bằng
ánh sáng đơn sắc khác có chiết suất 1,3 thì góc lệch của tia ló so với tia tới là
A.34,65 0 . B.21,24 0 . C.23,24 0 . D.43,45 0 .
Hướng dẫn:Chọn đáp án B.
0
⎧ sin i1 = nt.sin r1 t
⇒ r1
t
= 32,95
⎪
0
D + A ⎪r + r = A ⇒ r = 27,05
0
2 ⎪sin i2t = nt.sin r2 t
⇒ i2t
= 36,24
⎪
0
⎩D = i1 + i2t
− A = 21,24
min
0 1t 2t 2t
sin = 45 ⇒ ⎨
Ví dụ 5:Một lăng kính có góc chiết quang 600, làm bằng thuỷ tinh trong suốt mà chiết suất phụ thuộc
vào bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong chân không như đồ thị trên hình.
1) Xác định vận tốc truyền trong thuỷ tinh đó của các ánh sáng đơn sắc màu tím( λ = 0,4 µ m)
, màu
vàng ( λ = 0,6 µ m)
và màu đỏ( λ = 0,75 µ m)
t
2) Chiếu một chùm ánh sáng trắng hẹp tới mặt bên AB (gần
A) dưới góc tới i sao cho góc lệch tia ló và tia tới ứng với
ánh sáng màu vàng là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới
hạn ló ra khỏi mặt bên AC.
Hướng dẫn:
1) Dựa vào đồ thị chiết suất của thuỷ tinh đối với các ánh
sáng đơn sắc lần lượt là:
Với tia tím λ = 0,4µ
m thì n = 1,7.
t
Với tia vàng λ = 0,6µ
m thì n = 1,625.
v
Với tia đỏ λ = 0,75µ
m thì n = 1,6.
d
t
v
d
t
c
+ Mặt khác, theo định nghĩa chiết suất n = , suy ra, công thức xác định vận tốc theo chiết suất:
v
c
v = .
n
t
8
c 3.10
8
Với tia tím thì vt
= = ≈ 1,765.10 (m/ s).
n 1,7
Với tia vàng thì v
Với tia đỏ thì v
d
v
t
8
c 3.10
= = ≈
n 1,625
v
8
c 3.10
= = ≈
n 1,6
d
8
1,846.10 (m/ s).
8
1,875.10 (m/ s).
⎧ A
⎪r1 v
= r2
v
= = 30
2) Khi tia vàng có góc lệch cực tiểu: ⎨ 2
⎪
⎩sin
i1 = nv.sin
r1
v
⇒ sin i = n .sin r = 1,625.sin 30 ⇒ i ≈ 54,34
0 0
1 v 1v
1
⎧sin
i1 = n.sin
r1
⎪sin
i2 = n.sin
r2
+ Sử dụng công thức lăng kính: ⎨ cho các tia sáng đơn sắc:
⎪A = r1 + r2
⎪
⎩D = ( i1 + i2
) − A
0 0
⎧sin
i1 = n sin 54,34 1,7.sin
1
1 1
28,55
t.sin
r ⎧ = r
t
⇒ r
t
≈
t
⎪ ⎪
0 0 0 0
Tia tím: ⎨A = r1 t + r2 t ⇒ ⎨r2 t = 60 − r1
t = 60 − 30,52 = 29,48
⎪
sin i2t nt.sin r
⎪
⎩ =
2t ⎩sin i2t = nt.sin r2 t
= 1,7.sin31,45 ⇒ i2
t
≈ 62,50
0
0 0
0 0
⎧sin
i1 = n sin 54,34 1,6.sin
1
1 1
30,52
d.sin
r ⎧ = r
d
⇒ r
t
≈
d
⎪ ⎪
0 0 0 0
Tia đỏ: ⎨A = r1 d + r2 d ⇒ ⎨r2 d = 60 − r1
t = 60 − 30,52 = 29,48
⎪
sin i2 d
nd.sin r
⎪
⎩ =
2d ⎩sin i2 d
= nd.sin r2 d
= 1,6.sin 29,48 ⇒ i2
d
≈ 51,94
+ Góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC là
i2t
− i2 d
= 62,50 − 51,94 = 10,56
0 0 0
0 0
Chú ý: Nếu trong chùm sáng hẹp chiếu vào lăng kính có một màu nào đó cho góc lệch cực tiểu thì sẽ
không có màu nào cho góc lệch cực tiểu. Muốn màu khác cho góc lệch cực tiểu thì ta phải thay đổi
góc tới i 1 bằng cách quay lăng kính hoặc quay tia ló hoặc cả hai:
⎧
A
sin i1 = n.sin ⇒ i1
= ?
⎪
2
⎨
⎪ A
sin i '
1
= n'.sin ⇒ i '
1
= ?
⎪⎩
2
Ví dụ 6:Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp
vào mặt bên AB đi từ đáy lên. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 2 và đối với ánh sáng
tím là 1,696. Giả sử lúc đầu lăng kính ở vị trí mà góc lệch D của tia tím là cực tiểu, thì phải quay lăng
kính một góc bằng bao nhiêu để tới phiên góc lệch của tia đỏ cực tiểu ?
Trang282