Lăng Kính
Cấu tạo lăng kính, tán sắc ánh sáng, đường truyền tia sáng & màu sắc của vật
▸ Các phần tử của lăng kính
| Phần tử | Định nghĩa |
|---|---|
| Mặt bên | Hai mặt phẳng giới hạn lăng kính (ví dụ: mặt $AB$ và mặt $AC$). |
| Cạnh | Giao tuyến của hai mặt bên (đường thẳng đi qua đỉnh $A$). |
| Đáy | Mặt phẳng đối diện với cạnh (mặt $BC$). |
| Góc chiết quang $A$ | Góc hợp bởi hai mặt bên (còn gọi là góc ở đỉnh). |
| Mặt phẳng tiết diện chính | Mặt phẳng vuông góc với cạnh của lăng kính. |
• Góc chiết quang $A$ (hình dạng).
• Chiết suất $n$ của chất làm lăng kính (vật liệu).
Khi chiếu một chùm ánh sáng trắng hẹp (từ đèn sợi đốt hoặc Mặt Trời) qua lăng kính, trên màn hứng phía sau ta thu được một dải màu liên tục từ đỏ đến tím. Dải màu này gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.
▸ Quang phổ — 7 màu cơ bản
Bảy màu cơ bản trong quang phổ ánh sáng trắng theo thứ tự:
▸ Bản chất của hiện tượng
Ánh sáng trắng KHÔNG phải là một loại ánh sáng đơn lẻ, mà là tổng hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Lăng kính có tác dụng tách riêng các chùm sáng màu — mỗi chùm đi theo một phương khác nhau — vì chiết suất của lăng kính đối với mỗi màu là khác nhau.
Xét lăng kính có chiết suất $n$ đặt trong không khí. Tia sáng đơn sắc $SI$ chiếu tới mặt bên $AB$:
▸ Quá trình truyền tia sáng
- Tại mặt $AB$ (không khí → lăng kính): tia sáng bị khúc xạ, lệch gần pháp tuyến hơn (vì đi từ chiết suất nhỏ sang lớn) → $r_1 < i_1$.
- Tia khúc xạ $IJ$ truyền trong lăng kính đến mặt $AC$.
- Tại mặt $AC$ (lăng kính → không khí): tia sáng bị khúc xạ lần nữa, lệch xa pháp tuyến hơn (vì đi từ chiết suất lớn sang nhỏ) → $r_2 > i_2$.
- Tia ló $JR$ đi ra ngoài lăng kính.
Góc lệch $D$: là góc hợp bởi tia tới $SI$ và tia ló $JR$. $D$ thể hiện độ lệch của tia sáng sau khi qua lăng kính.
▸ Giải thích hiện tượng tán sắc
Chiết suất lăng kính khác nhau với mỗi ánh sáng đơn sắc:
Chiết suất càng lớn thì tia sáng bị lệch càng nhiều. Do đó, tia tím bị lệch nhiều nhất, tia đỏ bị lệch ít nhất → các tia tách rời nhau trên màn, tạo thành dải quang phổ.
▸ Vật có màu khác nhau dưới ánh sáng trắng
▸ Tóm tắt nguyên tắc
- Dưới ánh sáng trắng, vật có màu nào thì nó phản xạ ánh sáng màu đó vào mắt ta, và hấp thụ những ánh sáng màu còn lại.
- Vật màu trắng phản xạ tất cả các ánh sáng màu.
- Vật màu đen hấp thụ tất cả các ánh sáng màu, không phản xạ ánh sáng nào.
- Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta không nhìn thấy màu sắc nào (mọi vật đều tối).
• Cánh hoa phản xạ ánh sáng vàng → ta thấy cánh hoa màu vàng.
• Lá phản xạ ánh sáng lục → ta thấy lá màu xanh.
• Nhụy phản xạ ánh sáng nâu → ta thấy nhụy màu nâu.
• Vật xanh không phản xạ ánh sáng đỏ (mà hấp thụ).
• Không có ánh sáng nào phản xạ vào mắt ta → vật trông gần như tối đen.
Ví dụ: Ánh sáng trắng qua tấm lọc màu lục → ta được ánh sáng đơn sắc màu lục.
Để xem lý thuyết đầy đủ kèm hình ảnh thí nghiệm, các bảng tổng hợp, sai lầm thường gặp và phương pháp giải chi tiết các dạng bài tập (gồm cả tính góc lệch, đường truyền chi tiết qua lăng kính, các bài tập về lọc màu...), hãy đọc bài viết bên dưới:
Cấu tạo lăng kính, hiện tượng tán sắc, đường truyền tia sáng, màu sắc của vật, các dạng bài tập điển hình kèm ví dụ & lời giải chi tiết, sơ đồ tư duy và sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 22 câu bám sát chương trình SGK!
Cùng luyện bài Lăng kính!
22 câu: 17 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu