Lăng kính là gì? Nêu cấu tạo và các đặc trưng quang học của lăng kính.
Lăng kính là gì? Nêu cấu tạo và các đặc trưng quang học của lăng kính.
* Lăng kính là một khối chất lỏng trong suốt ( thủy tinh, nhựa…) thường có dạng lăng trụ tam giác .
* Các phần tử của lăng kính gồm: cạnh đáy, hai bên.
* Về phương diện quanh hình học một lăng kính được đặc trưng bởi:
- Góc chiết quang A
- Chiết suất n.
Cấu tạo của máy quang phổ lăng kính gồm các bộ phận chính:
A. Ống chuẩn trực, lăng kính và buồng ảnh.
B. Thấu kính hội tụ, lăng kính và buồng ảnh.
C. Ống chuẩn trực, lăng kính và thấu kính hội tụ.
D. Ống chuẩn trực, thấu kính hội tụ, buồng ảnh.
Đáp án A
Đây là hình ảnh mô tả các bộ phận chính của máy quang phổ.
STUDY TIP
Cấu tạo của máy quang phổ gồm ống chuẩn trực, hệ tán sắc và buồng ảnh như hình vẽ.
Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang 65 ° . Chiếu đồng thời các bức xạ màu đỏ, màu tím mà chiết suất của chất làm lăng kính đối với các bức xạ đó lần lượt là: 1,6383 và 1,6896. Lăng kính được đặt sao cho chùm sáng chiếu vào lăng kính với góc tới 55 ° . Tính góc hợp bởi tia tím và tia đỏ ló ra khỏi lăng kính.
A. 2 , 7 °
B. 2 , 6 °
C. 13 , 3 °
D. 2 , 8 °
⇒ δ = i 2 t − i 2 d = 13 , 3 °
Chọn C
Tia đỏ : sin i 1 = n d sin r 1 d ⇒ sin 55 ° = 1, 6383 sin r 1 d ⇒ i 1 d = 30 ° r 1 d + r 2 d = A = 65 ° ⇒ r 2 d = 35 ° sin i 2 d = n d sin r 2 d ⇒ sin i 2 d = 1, 6383 sin 35 ° ⇒ i 2 d = 70 °
Tia tím: sin i 1 = n t sin r 1 t ⇒ sin 55 ° = 1, 6896 sin r 1 t ⇒ i 1 t = 29 ° r 1 t + r 2 t = A = 65 ° ⇒ r 2 t = 36 ° sin i 2 t = n t sin r 2 t ⇒ sin i 2 t = 1, 6896 sin 36 ° ⇒ i 2 t = 83 , 3 °
⇒ δ = i 2 t − i 2 d = 13 , 3 °
Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang 65 ° . Chiếu đồng thời các bức xạ màu đỏ, màu tím mà chiết suất của chất làm lăng kính đối với các bức xạ đó lần lượt là: 1,6383 và 1,6896. Lăng kính được đặt sao cho chùm sáng chiếu vào lăng kính với góc tới 55 ° . Cho biết tiêu cự của thấu kính buồng ảnh là 10 cm. Tính khoảng cách giữa 2 vệt sáng màu đỏ và màu tím trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh.
A. 2,36 cm
B. 1,86 cm.
C. 1,88 cm
D. 1,78 cm.
Chọn A
δ = i 2 t − i 2 d = 13 , 3 ° D T = f . tan δ = 10 tan 13 , 3 ° ≈ 2 , 36 c m
Một lăng kính có góc chiết quang A = 8 o . Chiếu một chùm ánh sáng trắng vào mặt bên, gần góc chiết quang của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Sau lăng kính, người ta đặt màn quan sát song song với mặt phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này 1,5m. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là 1,50 và đối với tia tím là 1,54. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn là:
A. 8,42 mm
B. 7,63 mm
C. 6,28mm
D. 5,34mm
Đáp án: A
- So với phương tia tới OH, tia đỏ OĐ bị lệch một góc:
Dđ = A(n - 1) = 8.(1,5 - 1) = 4 o
- tia tím OT lệch so với phương OH một góc :
Dt = A.(n - 1) = 8.(1,54 - 1) = 4,32o
Bề rộng quang phổ trên màn là miền ĐT, ta có:
ĐT = TH - ĐH = OH.tanDt - OH.tanDđ = OH.(tan Dt - tan Dđ)
Thay số: ĐT = 1,5.(tan4,32o - tan4o ) = 8,42.10-3 m
Một tia sáng trắng chiếu vuông góc với mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 5°. Chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng màu đỏ và tím lần lượt là nđ = 1,64 và nt = 1,68. Sau lăng kính đặt một màn ảnh M song song với mặt bên thứ nhất của lăng kính và cách nó L = 1,2 m (xem Hình vẽ)
Chiều dài của quang phổ thu được trên màn là
A. 2,4 mm
B. 1,2 cm
C. 4,2 mm
D. 21,1 mm
Gọi O là giao điểm của tia tới và màn.
Vì các góc lệch nhỏ nên: OĐ = L.A.(nđ – 1)
OT = L.A.(nt – 1)
Suy ra: ĐT = OT – OĐ = L.A.(nt – nđ) = 1,2.5. (3,14/180) .(1,68-1,64) ≈ 4,2.10-3 m
Chọn đáp án C
Góc chiết quang của lăng kính bằng 6°. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nd = 1,5 và đối với tia tím là nt = 1,58. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng
A. 16,8mm
B. 12,57mm
C. 18,30mm
D. 15,42mm
Góc chiết quang của lăng kính bằng 6 0 , chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là n d = 1 , 5 và đối với tia tím là n t = 1 , 58 . Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng:
A. 16,76 mm
B. 12,75 mm
C. 18,30 mm
D. 15,42 mm
Đáp án A.
Dễ dàng tính được góc tới ở mặt bên thứ nhất của lăng kính là:
Áp dụng các công thức lăng kính cho ánh sáng đỏ, ta có:
Áp dụng các công thức lăng kính cho ánh sáng đỏ, ta có:
Độ rộng của quang phổ bằng:
DT = MT - MD = OM tanMOT - OMtanMOD
2 . tan 3 , 48 0 - 2 . tan 3 0 = 0 , 01676 ( m ) = 16 , 76 ( m m )
Góc chiết quang của lăng kính bằng 6 0 , chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là n d = 1,5 và đối với tia tím là n t = 1,58. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng:
A. 16,76 mm
B. 12,75 mm
C. 18,30 mm
D. 15,42 mm
Đáp án A.
Dễ dàng tính được góc tới ở mặt bên thứ nhất của lăng kính là:
i 1 = A 2 = 3 0
Áp dụng các công thức lăng kính cho ánh sáng đỏ, ta có:
S i n i 1 = n d sin r d 1 ⇒ r d 1 ≈ i 1 n d = 2 0 r d 2 = A - r d 1 = 6 0 - 2 0 = 4 0 S i n i d 2 = n d sin r d 2 ⇒ i d 1 ≈ n d r d 2 = 6 0 M O D = i 1 + i d 2 - A = 3 0
Áp dụng các công thức lăng kính cho ánh sáng đỏ, ta có:
S i n i 1 = n t S i n r t 1 ⇒ r t 1 ≈ i 1 n t = 1 , 9 = 1 , 899 0 r d 2 = A - r d 1 = 4 , 101 0 S i n i t 2 = n t sin r t 2 ⇒ i t 1 ≈ n t r t 2 = 6 , 48 0 M O T = i 1 + i t 2 - A = 3 , 48 0
Độ rộng của quang phổ bằng:
DT = MT - MD = OM tanMOT - OMtanMOD
= 2.tan3, 48 0 - 2.tan 3 0 = 0,01676(m) = 16,76(mm)