Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 1: Lăng kính - Dạng 1: Tính các đại lượng liên quan đến lăng kính (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 1: Lăng kính - Dạng 1: Tính các đại lượng liên quan đến lăng kính (Có lời giải)

1. CHƯƠNG VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC CHUYÊN ĐỀ 1: LĂNG KÍNH B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: Tính các đại lượng liên quan đến lăng kính Ví dụ 1: Lăng kính có góc chiết quang A 30 , chiết suất n = 1,6. Chiếu vào mặt bên của lăng kính một tia sáng có góc tới i 40 . Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính. A. 70. B. 10. C. 35. D. 207 . Lời giải sin i nsin r r 23,69 Ta có r r A r 6,31 D i i A 207 . sin i nsin r i 10,133 Đáp án D. Ví dụ 2: Một lăng kính có góc chiết quang A. Chiếu tia sáng SI đến vuông góc với mặt bên của lăng kính. Biết góc lệch của tia ló và tia tới là D 15. Cho chiết suất của lăng kính là n 4 / 3. Tính góc chiết quang A? A. 359 . B. 305 . C. 329 . D. 273 . Lời giải + Vì chiếu tia tới vuông góc với mặt nên i1 0 A r1 r2 r2 + Mà: D i1 i2 A 15 i2 15 A + sin i2 nsin r2 sin 15 A 1,5sin A 4 sin15cos A cos15sin A sin A 3 sin15 tan A 0,7044 A 359 4 cos15 3 Đáp án A. Ví dụ 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác đều ABC. Một tia sáng đến mặt AB trong tiết diện ABC với góc tới 30° thì tia ló ra khỏi không khí rà sát mặt AC của lăng kính. Tính chiết suất của chất làm lăng kính. A. 1,33.B. 1,527.C. 1,42. D. 1,71. Lời giải + Vì tia ló đi ra khỏi không khí ra sắt mặt AC của lăng kính nên i2 90 sin i nsin r 1 1 sin i1 sin r1 1 + Ta có: r1 19,1066 sin i2 nsin r2 sin i2 sin 60 r1 2 Trang 1
2. sin i 1 1,527 sin r1 Đáp án B. Ví dụ 4: Lăng kính có góc chiết quang A 60, chiết suất n 1,41 2 đặt trong không khí. Chiếu tia sáng SI tới mặt bên với góc tới i 45 . a) Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính. A. 30. B. 45. C. 60. D. 90. b) Nếu ta tăng hoặc giảm góc tới 10 thì góc lệch tăng hay giảm. A. TăngB. Giảm. C. Tăng rồi giảm.D. Giảm rồi tăng. Lời giải a) sin i1 nsin r1 r1 30 Ta có r1 r2 A r2 30 D i1 i2 A 30 sin i2 nsin r2 i2 45 Đáp án A. b) D A A D 60 60 Ta có sin m nsin sin m 2 sin D 30 2 2 2 2 m Từ đó suy ra D Dm 30 nên khi ta tăng hoặc giảm góc tới 10 thì D sẽ tăng. Đáp án A. Ví dụ 5: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A, chiết suất n 1,5. Chiếu tia sáng qua lăng kính để có góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang A. Tính góc B của lăng kính biết tiết diện thẳng là tam giác cân tại A. A. 82,82. B. 4836 . C. 45. D. 41,41 . Lời giải + Khi tia sáng có góc lệch cực tiể thì đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc ở đỉnh A. i1 i2 im im A i1 i2 Dm 2im A A A + Lại có: sin i nsin sin A 1,5sin A 82,82 m 2 2 180 A B 4836 . 2 Đáp án B. Ví dụ 6: Chiếu một tia sáng SI đến vuông góc với màn E tại I. Trên đường đi của tia sáng, người ta đặt đỉnh A của một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5°, chiết suất n = 1,5 sao cho SI vuông góc với Trang 2
3. mặt phân giác của góc chiết quang I, tia sáng ló đến màn E tại điểm J. Tính IJ, biết rằng màn E đặt cách đỉnh A của lăng kính một khoảng 1m. A. 21,8 cm.B. 4,36 cm.C. 6,54 cm. D. 1,09 cm. Lời giải + Vì góc chiết quang là nhỏ nên D n 1 A IJ + Từ hình vẽ ta được: tan D AI IJ + Vì A bé nên D bé nên tan D D n 1 A d IJ n 1 Ad 4,36cm (A tính bằng rad). Đáp án B. Trang 3