Ôn thi đại học. cao đẳng môn Vật lý - Phần: Quang học - Lăng kính và tán sắc ánh sáng

lăng kính và tán sắc ánh sáng Q149 Một lăng kính có chiết suất , có góc lệch cực tiểu Dmin bằng một nửa góc chiết quang A: Dmin = A/2. Tìm góc chiết quang A của lăng kính. A B C α Q150 1. Cho một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông có Â = 900 và ĉ = 150, chiết suất của lăng kính là n. Xét các tia sáng nằm trong tiết diện thẳng của lăng kính. Một tia sáng đơn sắc tới mặt bên AB tại điểm I cho tia khúc xạ tới mặt bên AC tại điểm K và ló ra ngoài với góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang. Tính chiết suất n 2. Chiếu một tia sáng đơn sắc khác tới mặt AB với góc tới là α như hình vẽ. Tia khúc xạ tới mặt BC, phản xạ toàn phần, sau đó tới mặt AC và cuối cùng ló ra ngoài theo phương vuông góc với tia tới. Tìm các giá trị của n và α. Q151 Cho một chùm sáng hẹp chiếu từ mặt ngoài vào mặt bên thứ nhất của một lăng kính. Chùm sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện thẳng của lăng kính và truyền từ phía đáy lên. Sau khi khúc xạ qua lăng kính, chùm sáng ló qua mặt bên thứ hai của lăng kính. Hãy vẽ đường đi của chùm sáng qua lăng kính và nêu nhận xét về chùm tia ló. Chiết suất của lăng kính lớn hơn 1. Chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính. Hãy thành lập công thức liên hệ giữa góc lệch cực tiểu (Dmin) của tia ló, góc chiết quang A và chiết suất n của lăng kính (n > 1). Q152 Cho lăng kính có góc chiết quang A = 450 đặt trong không khí. Chiếu chùm tia sáng song song hẹp màu lục SI vào theo phương vuông góc với mặt bên AB cho tia ló ra khỏi lăng kính nằm sát với mặt bên AC. Tính chiết suất n của lăng kính đối với ánh sáng màu lục và góc lệch D của tia sáng so với tia tới? Chùm sáng gồm bốn màuánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục và tím. Hỏi các tia ló ra ngoài lăng kính gồm các ánh sáng đơn sắc nào? S I B A C Q153 Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, đáy BC nằm phía dưới và góc chiết quang là A. Chiết suất của thuỷ tinh làm lăng kính phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng theo công thức (n = a + b/λ2), trong đó a = 1,26; b =7,555.10-14 m2. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên AB của lăng kính sao cho tia tới nằm dưới pháp tuyến ở điểm tới. Tia tím có bước sóng λt = 0,4μm, tia đỏ có bước sóng λd = 0,7μm. Xác định góc tới của tia sáng trên mặt AB sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu. Tính góc lệch đó. Bây giờ muốn cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu thì phải quay lăng kính quanh cạnh A một góc bao nhiêu? Theo chiều nào? Góc tới của tia sáng trên mặt AB phải thoả mãn điều kiện gì thì không có tia nào trong chùm sáng trắng ló ra khỏi mặt AC Q154 Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song hẹp vào mặt nước với góc tới i = 600. Dưới mặt nước 1m, đặt một gương phẳng nằm ngang, mặt phản xạ hướng lên trên. Cho chiết suất của nước đối với ánh sáng tím là nt = 1,34, đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,33. Tìm chiều rộng của dải màu quan sát được trên mặt nước. Q155 Cho một lăng kính có góc chiết quang nhỏ A = 60 và có chiết suất n = 1,62 đối với ánh sáng màu lục. Chiếu một chùm tia tới song song, hẹp màu lục vào cạnh của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang A. Sao cho một phần của chùm tia sáng không đi qua lăng kính và một phần qua lăng kính. Trên một màn quan sát M đặt song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang và cách nó 1m ta thấy có hai vết sáng màu lục. Xác định khoảng cách giữa hai vết ảnh đó. A E Nếu chùm tia sáng nói trên là chùm sáng trắng và chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu tím là nt = 1,68 và đối với ánh sáng màu đỏ là nđ = 1,61. Hãy tìm chiều rộng từ màu tím đến màu đỏ của quang phổ liên tục trên màn quan sát. Q156 1. Một thấu kính hội tụ có hai mặt cầu, bán kính cùng bằng 10cm, chiết suất của thấu kính với tia tím là nt = 1,69 và chiết suất với tia đỏ là nđ = 1,60. Tính khoảng cách của các tiêu điểm của các tia màu tím và của các tia màu đỏ. 2. Để cho tiêu điểm ứng với các tia màu tím trùng với tiêu điểm ứng với các tia màu đỏ, người ta ghép sát thấu kính hội tụ nói trên với một thấu kính phân kỳ có hai mặt giống nhau và cũng có bán kính mặt cong là 10cm. Nhưng thấu kính này làm bằng một loại thuỷ tinh khác. Tìm hệ thức giữa chiết suất của thấu kính phân kỳ đối với ánh sáng tím và chiết suất của nó đối với ánh sáng đỏ. Q157 Một nguồn sáng điểm S được đặt tại một tiêu điểm chính củ một thấu kính hội tụ L1. Phía sau L1 có một lăng kính P mà tiết diện là một tam giác vuông cân ABC (a = 900 và AB = AC). Sao cho các tia sáng tới lăng kính có phương từ phía đáy lăng kính đi lên. Phía sau lăng kính P có đặt một thấu kính hội tụ L2 và màn quan sát M đặt tại tiêu diện của L2 như hình vẽ. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng đỏ là n = 1,6. Tính góc tới hạn phản xạ toàn phần của lăng kính đối với ánh sáng đỏ. Chứng minh rằng các tia sáng khúc xạ qua mặt bên AB tới ngay mặt AC sẽ phản xạ toàn phần trên mặt AC, còn các tia sáng khúc xạ trên mặt AB tới đáy BC, phản xạ toàn phần trên đáy BC, sau đó khúc xạ qua mặt AC và sẽ là các tia sáng song song với nhau. Chứng minh rằng trên màn quan sát M ta không thấy có hiện tượng tán sắc. Q158 Dưới mặt nước khoảng 1m có một ngọn đèn có thể coi là nguồn sáng điểm S. Một người đặt mắt phía trên mặt nước để quan sát S theo phương gần như vuông góc với mặt nước. S phát ra ánh sáng đơn sắc mà chiết suất của nước đối với nó là n = 4/3. Tìm vị trí của ảnh S’ mà người quan sát thấy. Nguồn sáng S phát ra ánh sáng trắng. Tìm vị trí ảnh của S nếu chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là nđ = 1,324 và nt = 1,367.