Trả lời câu hỏi C1, C2, C3 bài 28 SGK Vật lý 11

Dựa vào nội dung tổng hợp lý thuyết về lăng kính cùng trả lời các câu hỏi bài 28 SGK Vật lí dưới đây:

Câu C1 trang 177:

Tại sao ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, luôn có sự khúc xạ và tia khúc xạ lệch gần tia pháp tuyến hơn so với tia tới.

Trả lời Câu C1 trang 177 SGK Vật lý 11

* Vì chiết suất của các chất làm lăng kính bao giờ cũng lớn hơn chiết suất của không khí: n > 1. Do ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính là từ moi trường chiết quang hơn => luôn có tia khúc xạ.

* Mặt khác, theo công thức của định luật khúc xạ ta có:

sin⁡i₁ = nsin⁡r₁ > sin⁡r₁

i₁ > r₁ luôn có sự khúc xạ và tia khúc xạ lẹch gần pháp tuyến hơn so với tia tới.

Câu C2 trang 177:

Hãy thiết lập công thức lăng kính.

Trả lời Câu C2 trang 177 Vật lý 11

Từ hình 28.1, theo định luật khúc xạ trên mẳ bên AB và mặt bên AC ta có:

sin⁡r₁ = nsin r₁

sin⁡i₂ = nsin⁡r₂

Mặt khác:

A = góc N₁( góc có cạnh tương ứng vuông góc)

góc N₁ = r₁+r₂ ( góc ngoài của tam giác IJN₁)

=> r₁+r₁

Tương tự:

D = góc ngoài của tam giác MIJ

D = (i₁ - r₁) + (i₂ - r₂ ) = i₁ + i₂ - (r₁ + r₂)

D = i₁ + i₂ - A

Câu C3 trang 178:

Giải thích sự phản xạ toàn phần ở mặt phân cách bên lăng kính ở hình 28.2.

Trả lời Câu C3 trang 178 SGK Lý 11

Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân ABC vuông tại A. Như vậy góc B = góc C = 45⁰.

*    Trường hợp hình 28.2a: Chùm tia sáng tới song song tới góc vuông với mặt bên AB, sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới đáy BC dưới góc tới trên mặt đáy BC là i=45⁰. Chất làm lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc giói hạn i_gh< i=45⁰. Tức là:

sini_gh = 1/n < sin45 = 1/√2 => n > √2

Khi đó sẽ thõa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại đáy BC. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ i' = i = 45⁰. Như vậy tia này sẽ vuông góc với mặt bên AC nên sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí mà không bị khúc xạ.

Trường hợp hình 28.2b: Chùm tia sáng tới song song tới vuông góc với mặt đáy BC, sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới mặt bên AB dưới góc tới trên mặt bên AB là i₁ = 45⁰. Chất lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc tới giới hạn i_gh < i₁ = 45⁰. Tức là:

sini_gh = 1/n < sin45 = 1/√2 => n > √2

Khi đó sẽ thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại mặt bên AB. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ i₁' = i₁ = 45⁰. Như vậy tia sáng này sẽ song song với mặt đáy BC nên sẽ truyền thẳng tới mặt bên BC dưới góc tới i₂ = 45⁰. Như vậy tại mặt BC cũng thỏa mãn