Một số bài tập có đáp án về Lăng kính và Thấu kính

Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------
QUANG HÌNH
11 - Ban nâng cao - Năm học 2013 - 2014 Người soạn: Thầy NGUYỄN VĂN DÂN -------------
Phần 1: LĂNG KÍNH
Chủ đề 1: Tính các đại lượng liên quan đến lăng kính, vẽ đường đi tia sáng
Công thức của lăng kính:
sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2;
Góc chiết quang:	A = r1 + r2
Góc lệch:	D = i1 + i2 – A .
Nếu góc chiết quang A < 100 và góc tới nhỏ, ta có: i1 = nr1; i2 = nr2;
Góc chiết quang:	A = r1 + r2 Góc lệch: D = A(n - 1) .
Bài 1: Lăng kính có chiết suất n =1,6 và góc chiết quang A = 6o. Một chùm sáng đơn sắc hẹp được chiếu vào mặt bên AB của lăng kính với góc tới nhỏ. Tính góc lệch của tia ló và tia tới.
ĐS: D = 3o36’ Bài 2: Chiếu một chùm tia sáng đỏ hẹp coi như một tia sáng vào mặt bên của một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang tại một điểm tới rất gần A. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nd = 1,5. Góc lệch của tia ló so với tia tới là:
ĐS: 40
Bài 3: Lăng kính có chiết suất n = 2 và góc chiết quang A = 60o. Một chùm sáng đơn sắc hẹp được chiếu vào mặt bên AB của lăng kính với góc tới 300. Tính góc ló của tia sáng khi ra khỏi lăng kính và góc lệch của tia ló và tia tới.
ĐS: i2 = 63,6o; D = 33,6o Bài 4: Cho một chùm tia sáng chiếu vuông góc đến mặt AB của một lăng kính ABC vuông góc tại A và góc ABC = 30, làm bằng thủy tinh chiết suất n = 1,3. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới.
ĐS: 10,50 Bài 5: Lăng kính có góc chiết quang A = 300, chiết suất n = 2 . Tia ló truyền thẳng ra không khí vuông góc với mặt thứ hai của lăng kính khi góc tới i có giá trị?
ĐS: i = 450
Bài 6: Chiếu tia sáng thẳng góc với phân giác của lăng kính tam giác đều chiết suất n = 2 . Góc lệch D có giá trị?	ĐS: 33,60
A
Bài 7: Hình vẽ bên là đường truyền của tia sáng đơn sắc qua lăng kính đặt
trong không khí có chiết suất n = 2 . Biết tia tới vuông góc với mặt bên AB và	S
0
tia ló ra khỏi là kính song song với mặt AC. Góc chiết quang lăng kính là	I ĐS: 45 .
Bài 8. Một lăng kính có chiết suất n = 2 . Chiếu một tia sáng đơn sắc vào mặt
R
bên của lăng kính góc tới i = 450. Tia ló ra khói lăng kính vuông góc với mặt	B	C bên thứ hai. Tìm góc chiết quang A ?
ĐS: A = 300 Bài 9: Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,6. Chiếu một tia sáng đơn sắc
Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------
theo phương vuông góc với mặt bên của lăng kính. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt bên của lăng kính.
Tính giá trị nhỏ nhất của góc A?
ĐS: A = 38,680	A
Bài 10: Chiếu một tia sáng đơn sắc đến mặt bên của một lăng kính tiết diện là một tam giác đều ABC, theo phương song song với đáy BC . Tia ló ra khỏi AC đi là là mặt AC. Tính chiết suất của chất làm lăng kính ?
ĐS : n = 1,52
Bài 11: Chiếu tia sáng vuông góc với mặt bên của lăng kính thuỷ tinh chiết	C suất n = 1,5; góc chiết quang A; góc lệch D = 300. Giá trị của góc chiết
quang A bằng?
ĐS: 38015’. Bài 12. 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 = 150. Cho chiết suất của lăng kính là n = 4/3. Tính góc chiết quang A?
ĐS: A = 3509’. Bài 13: Chiếu một tia sáng SI đến vuông góc với màn E tại I. Trên đường đi của tia sáng, người ta đặt đỉnh I của một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50, chiết suất n = 1,5 sao cho SI vuông góc với 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 I của lăng kính một khoảng 1m.
ĐS: IJ = 4,36 cm Bài 14: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân ABC, A = 900 được đặt sao cho mặt huyền BC tiếp xúc với mặt nước trong chậu, nước có n = 4/3.
a. Một tia sáng đơn sắc SI đến mặt bên AB theo phương nằm ngang. Chiết suất n của lăng kính và khoảng cách AI phải thỏa mãn điều kiện gì để tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt BC ?
b. Giả sử AI thỏa mãn điều kiện tìm được, n = 1,41. Hãy vẽ đường đi của tia sáng ?
ĐS : n > 1,374 Bài 15: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A. Một tia sáng rọi vuông góc vào mặt bên AB sau hai lần phản xạ toàn phần liên tiếp trên mặt AC và AB thì ló ra khỏi BC theo phương vuông góc BC.
a. A = ?
b.Tìm điều kiện chiết suất phải thỏa mãn?
ĐS: a. A = 360; b. n > 1,7.
Bài 16. Một lăng kính thủy tinh có chiết suất là 1,6 đối với một ánh sáng đơn sắc nào đó và góc chiết quang là 450. Góc tới cực tiểu để có tia ló là
ĐS: 10,140
Chủ đề 2: Góc lệch cực tiểu – Điều kiện để có tia ló
1. Khi có góc lệch cực tiểu (hay các tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc A) thì: r1 = r2 = ½ A.
i1 = i2 = ½ (Dm + A).
Nếu đo được góc lệch cực tiểu Dmin và biết được A thì tính đựơc chiết suất của chất làm lăng kính. 2. Muốn có tia ló ở mặt bên thứ hai
Ta phải có điều kiện
r	i	⟹ r	= i
Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------
gh
nho
lo
n
n
2m
Từ r	⟹	⟹
2 ≥ gh	2min	gh (Với siniin = r1n ) i1max
Bài 1: Lăng kính là tam giác đều. Một tia sáng đơn sắc chiếu tới mặt bên lăng kính và cho tia ló đi ra từ
một mặt bên khác. Nếu góc tới và góc ló là 450 thì góc lệch là?
ĐS: 300
Bài 2. Lăng kính thủy tinh là một tam giác đều chiết suất n = 3 . Tính góc tới và góc lệch của tia sáng trong trường hợp có góc lệch cực tiểu?
ĐS: 600; 600.
Bài 3. Một lăng kính có góc chiết quang 600. Chiếu một tia sáng đơn sắc tới lăng kính sao cho tia ló có góc lệch cực tiểu và bằng 300. Chiết suất của thủy tinh làm lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc đó là
ĐS: 1,414
Bài 4. Lăng kính có góc chiết quang A = 600 . Khi ở trong không khí thì góc lệch cực tiểu là 300. Khi ở trong một chất lỏng trong suốt chiết suất x thì góc lệch cực tiểu là 40. Giá trị của x là:
ĐS: 1,33
ĐS: ≈ 78,4
Bài 5. Một lăng kính có chiết suất n = 2 , có góc lêch cực tiểu bằng một nửa góc chiết quang. Tính góc chiết quang của lăng kính ?
0
Bài 6: Lăng kính có góc chiết quang A = 600, chiết suất n = 2 đặt trong không khí. Chiếu tia sáng SI tới mặt bên với góc tới i = 450.
a) Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính.
b) Nếu ta tăng hoặc giảm góc tới 100 thì góc lệch tăng hay giảm.
ĐS: a) D = 300, b) D giảm. Bài 7: 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.
ĐS: B = 48036’ Bài 8: Lăng kính có góc chiết quang A = 600, chiết suất n = 1,41 » 2 đặt trong không khí.
a) Tính góc tới và góc lệch của tia sáng qua lăng kính trong trường hợp có góc lệch cực tiểu? b) Góc tới phải bằng bao nhiêu để tia ló đi sát mặt bên thứ hai của lăng kính
ĐS : a. 450 ; 300 ; b. 21028’
Bài 9: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, chiết suất n = 1,5. Chiếu tia sáng qua lăng kính để có góc tới 450.
a. Tính góc ló i2 và góc lệch D?
b. Muốn lăng kính có hiện tượng góc lệch cực tiểu thì phải quy lăng kính theo chiều nào, một góc bao nhiêu?
ĐS : a. 530 ; 380 ;
b .3036’; quay theo chiều kim đồng hồ
Bài 10: Cho một lăng kính có chiết suất n = 3 và góc chiết quang A. Tia sáng đơn sắc sau khi khúc xạ qua lăng kính cho tia ló có góc lệch cực tiểu đúng bằng A.
1. Tính góc chiết quang A.
2. Nếu nhúng lăng kính này vào nước có chiết suất n’ = 4/3 thì góc tới i phải bằng bao nhiêu để có góc lệch cực tiểu? Tính góc lệch cực tiểu khi đó ?
ĐS : a.600 b .40,50