70 Bài tập về Lăng kính (2024) có đáp án chi tiết nhất

Bài tập về lăng kính

Kiến thức cần nhớ

1. Cấu tạo của lăng kính

- Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa…), thường có dạng lăng trụ tam giác.

- Lăng kính được biểu diễn bằng tam giác tiết diện thẳng.

- Về phương diện quang học, một lăng kính được đặc trưng bởi:

+ Góc chiết quang A (góc hợp bởi hai mặt của lăng kính).

+ Chiết suất n.

2. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính

a. Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng

Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính sẽ bị phân tích thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác nhau do chiết suất của chất làm lăng kính đối với mỗi ánh sáng khác nhau là khác nhau.

⇒ Đó là hiện tượng tán sắc ánh sáng bởi lăng kính.

b. Đường truyền của tia sáng (ánh đơn sắc) qua lăng kính

-  Tia ló ra khỏi lăng kính luôn lệch về đáy lăng kính so với tia tới.

- Góc tạo bởi tia ló và tia tới gọi là góc lệch D của tia sáng khi truyền qua lăng kính.

- Vẽ đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính:

+ Khi tia sáng vuông góc với mặt lăng kính sẽ đi thẳng.

+ Nếu r₂ < i_gh : tia sáng khúc xạ ra ngoài, với góc ló i₂ (sini₂ = nsinr₂₎

+ Nếu r₂ = i_gh $\Rightarrow$ i₂ = 90⁰, tia ló đi sát mặt bên thứ 2 của lăng kính.

+ Nếu r₂ > i_gh tia sáng sẽ phản xạ toàn phần tại mặt bên này (Giả sử tại J có góc i’ là góc khúc xạ và tính được sini’ >1 $\Rightarrow$ phản xạ toàn phần tại J).

3. Các công thức lăng kính

-  Công thức lăng kính đặt trong không khí:

sini₁ = nsinr₁  

 sini₂ = nsinr₂

A = r₁ + r₂

D = i₁ + i₂ – A

Trong đó:

+ A: góc chiết quang

+ D: góc lệch

- Trong trường hợp góc i₁ và góc chiết quang A nhỏ (< 10⁰) thì:

i₁ = nr₁ 

i₂ = nr₂

A = r₁ + r₂

D = (n - 1)A

4. Công dụng của lăng kính

a. Máy quang phổ

- Lăng kính là bộ phận chính của máy quang phổ.

- Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát ra thành các thành phần đơn sắc, nhờ đó xác định được cấu tạo của nguồn sáng.

b. Lăng kính phản xạ toàn phần

- Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân.

- Lăng kính phản xạ toàn phần được sử dụng để tạo ảnh thuận chiều (ống nhòm, máy ảnh…)

Bài tập tự luyện có hướng dẫn

A.1,2

B. 2,5

C. 1,55

D. 3,21

Bài 2. Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1,5; tiết diện chính là một tam giác đều, được đặt trong không khí. Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính khi góc tới là 30^o.

A. 47,1^o

B. 22,5^o

C. 36,4^o

D. 40,5^o

Bài 3. Chọn câu trả lời đúng. Hai tia sáng song song chiếu thẳng góc vào mặt đáy của lăng kính như hình vẽ , có chiết suất n=√2. Góc giữa hai tia ló là:

A. 30^o

B. 45^o

C. 60^o

D. 90^o

Bài 4. Một lăng kính có góc chiết quang A và chiết suất n. chiếu một tia tới nằm trong tiết diện thẳng vào mặt bên dưới góc tới i₁ = 45^o, khi đó góc lệch D đặt gí trị cực tiểu và bằng 30^o, tìm chiết suất của lăng kính.

A.1,2

B. √3

C. √2

D. 3,21

Bài 5. Một lăng kính có góc chiết quang A = 60^o. Khi ở trong không khí thì góc lệch của cực tiểu là 30^o. Khi ở trong một chất lỏng trong suất chiết suất x thì góc lệch cực tiểu là 4^o. Cho biết  Xác định giá trị của x.

A. 4/3

B. √3

C. √2

D. 3/2

Bài 6. Để chế tạo lăng kính phản xạ toàn phần đặt trong không khí thì phải chọn thủy tinh để chiết suất là

A. n > √2

B. n > √3

C. n > 1,5

D. √3 > n > √2

Bài 7. Có ba trường hợp truyền tia sáng qua lăng kính như hình vẽ. Ở các trường hợp nào sau đây, lăng kính không làm tia ló lệch về phía đáy?

A. Trường hợp (1)

B. Các trường hợp (1) và (2)

C. Ba trường hợp (1), (2) và (3).

D. Không trường hợp nào.

Bài 8. Cho tia sáng truyền tới lăng kính như hình vẽ. Tia ló truyền đi đi sát mặt BC. Góc lệch tạo bởi lăng kính có giá trị nào sau đây?

A. 0^o

B. 22,5^o

C. 45^o

D. 90^o

Bài 9. Tiếp theo câu 8. Chiết suất n của lăng kính có giá trị nào sau đây? (Tính với một chữ só thập phân).

A. 1,4

B. 1,5

D. Khác A, B, C

Bài 10. Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác cân ABC đỉnh A. Một tia đơn sắc được chiếu vuông góc tới mặt bên AB. Sau hai lần phận toàn phần trên hai mặt AC và AB, tia ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC. Góc chiết quang A của lăng kính là

A. 30^o

B. 22,5^o

C. 36^o

D. 40^o

A. tròn

B. elip

C. tam giác

D. chữ nhật

Bài 12. Biết một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A. tia sáng đi tới mặt bên AB và ló ra mặt bên AC. So với tia tới thì tia ló

A. lệch một góc chiết quang A

B. đi ra ở góc B

C. lệch về đáy của lăng kính

D. đi ra cùng phương

Bài 13. Chiếu một chùm sáng song song tới mặt bên của một lăng kính và có tia ló ra mặt bên còn lại. Khi thay đổi góc tới của tia tới thì góc lệch giữa tia ló so với tia tới

A. luôn tăng dần

B. luôn giảm dần

C. luôn không đổi

D. giảm rồi tăng

Bài 14. Khi chiếu một chùm tia sáng vào mặt bên của một lăng kính đặt trong không khí, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Góc khúc xạ của tia sáng tới nhỏ hơn góc tới

B. Góc tới mặt bên thứ hai nhỏ hơn góc ló ra khỏi lăng kính

C. Luôn có chùm tia sáng ló ra khỏi mặt bên thứ hai

D. Chùm sáng bị lệch về đấy khi đi qua lăng kính.

Bài 15. Trong một số dụng cụ quang, khi cần làm cho chùm sáng lệch một góc vuông, người ta thường dùng lăng kính phản xạ toàn phần thay cho gương phẳng vì

A. tiết kiệm chi phí sản xuất vì không cần mạ bạc

B. khó điều chỉnh gương nghiêng 45^o, còn lăng kính thì không cần điều chỉnh

C. lớp mạ mặt sau của gương tạo nhiều ảnh phụ do phản xạ nhiều lần

D. lăng kính có hệ số phản xạ gần 100% cao hơn ở gương