Luy n thi Qu c gia PEN -C: Môn V t Lí ( Th y

ng Vi t Hùng)

v tán s c ánh sáng.

V TÁN S C ÁNH SÁNG
(TÀI LI U BÀI GI NG)
GIÁO VIÊ :
NG VI T HÙNG
ây là tài li u tóm l c các ki n th c đi kèm theo bài gi ng “ uy n t p v tán s c ánh sáng “ thu c khóa h c Luy n thi
Qu c gia PEN -C : Môn V t lí(Th y
ng Vi t Hùng) t i website Hocmai.vn.
có th n m v ng ki n th c ph n “ uy n
t p v tán s c ánh sáng”, B n c n k t h p theo dõi bài gi ng v i tài li u này.

Bài 1.( H-2011): M t l ng kính có góc chi t quang A = 60 (coi là góc nh ) đ c đ t trong không khí. Chi u m t chùm
ánh sáng tr ng song song, h p vào m t bên c a l ng kính theo ph ng vuông góc v i m t ph ng phân giác c a góc chi t
quang, r t g n c nh c a l ng kính. t m t màn nh E sau l ng kính, vuông góc v i ph ng c a chùm tia t i và cách
m t ph ng phân giác c a góc chi t quang 1,2 m. Chi t su t c a l ng kính đ i v i ánh sáng đ là nđ = 1,642 và đ i v i
ánh sáng tím là nt = 1,685.
r ng t màu đ đ n màu tím c a quang ph liên t c quan sát đ c trên màn là
A
A. 5,4 mm.
B. 36,9 mm.
C. 4,5 mm.
D. 10,1 mm.
d
H
L i gi i: S d ng công th c g n đúng góc ló l ch c a l ng kính: D = (n-1)A
Dđ

Dt
Ta có: Dt = (1,685-1)6; Dđ = (1,642-1)6
B r ng quang ph : L = d (tagDt - tagDđ ) = 1200(tan(0,685x6) - tan(0,642x6) )
L = d (tagDt - tagDđ )= 5,429719457 (mm) = 5,4mm. Ch n A

T

Bài 2: Góc chi t quang c a m t l ng kính b ng 60. Chi u m t tia sáng tr ng vào m t bên c a l ng kính theo ph ng
vuông góc v i m t ph ng phân giác c a góc chi t quang. t m t màn quan sát sau l ng kính, song song v i m t phân
giác c a góc chi t quang và cách m t này 2m. Chi t su t c a l ng kính đ i v i tia đ là nđ = 1,50 và đ i v i tia tím là
nt= 1,56.
r ng c a quang ph liên t c trên màn quan sát b ng
A. 6,28mm.
B. 12,60 mm.
C. 9,30 mm.
D. 15,42 mm.
L i gi i: Góc l ch c a tia đ và tia tím qua LK
Dđ = (nđ – 1)A = 30
d = 2m
Dt = (nt – 1)A = 3,360
O
r ng c a quang ph liên t c trên màn quan sát
a = T = OT – O
OT = dtanDđ=t  dDt
T
O = dtanDđ  dDđ
=> a = d(Dt - Dđ) = d.0,36.


180


= 0,01256m => a = 12,56mn  12,6 mm. áp án B

Bài 3:.L ng kính có ti t di n là tam giác cân ABC, góc chi t quang A = 1200,
chi t su t c a l ng kính đ i v i m i lo i ánh sáng đ u l n h n 2 .
Chi u tia sáng tr ng t i m t bên AB c a l ng kính theo ph ng song song v i BC
sao cho toàn b chùm khúc x m t AB truy n xu ng BC. T i BC chùm sáng s :
A. M t ph n ph n chùm sáng ph n x và m t ph n khúc x .
B. Ph n x toàn ph n lên AC r i ló ra ngoài theo ph ng song song BC
C. Ló ra ngoài theo ph ng song song AB
i
D. Ló ra ngoài theo ph ng song song AC
L i gi i: sinigh =

1
1
<
;igh < 450
n
2

Xet m t tia sáng b t kì ,T i m t bên A góc t i i = 600
sinr =


B

r

A



i’




C

3
3
sin i
=
<
=> r < 37,760rmax = 37,760
2n
n
2 2

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 1 -


Luy n thi Qu c gia PEN -C: Môn V t Lí ( Th y


ng Vi t Hùng)

=> góc t i t i m t BC i’ > igh => tia sáng ph n x toàn ph n
song song v i BC. Ch n B

v tán s c ánh sáng.

m t BC t i g p AC và ló ra kh i AC theo ph

ng

Bài 4: Chi u m t chùm tia sáng tr ng song song có b r ng 5cm t không khí đén m t kh i th y tinh n m ngang d
góc t i 600. Cho chi t su t c a th y tinh đ i v i tia tím và tia đ
khúc x tím và đ trong th y tinh là:
A. 1,58.
B. 0,91
C. 1,73.
L i gi i: Theo L khúc x ta có sinr = sini/n

nl

2 thì t s gi a b r ng chùm

3 và

t là

D. 1,10

H


sinrt =

sin 60 0 sin 60 0 1

 ;rt = 300
2
nt
3

sinrđ =

sin 60 0 sin 60 0
6


 0,61 rđ  380
nđ
4
2

i

i

I2

I1
T


G i ht và hđ là b r ng c a chùm tia khúc x tím và đ trong th y tinh.
Xét các tam giác vuông I1I2T và I1I2 ;
Góc I1I2T b ng rt; Góc I1I2 b ng rđ
ht = I1I2 cosrt.
hđ = I1I2 cosrđ.
=>

i

cos rt cos 30 0
ht


 1,099  1,10 . Ch n D
hđ cos rđ cos 38 0

Bài 5. Chi u m t tia sáng đ n s c, n m trong ti t di n th ng, t i m t bên c a m t l ng kính có
góc chi t quang A (nh hình v ). Tia ló ra kh i m t bên v i góc l ch D so v i tia t i.
Trong đi u ki n nào góc l ch D đ t giá tr c c ti u Dmin?
Dùng giác k (máy đo góc) xác đ nh đ c A = 600 và Dmin = 300.
Tính chi t su t n c a l ng kính?
L i gi i: Ta có D = Dmin khi góc t i i1 b ng góc ló i2.
o
o
 A  sin  30  60
D
sin  min


2

2



Khi đó n 
A
60
sin
sin
2
2





2  1, 41

Cách 2: r1 +r2 =A mà r1+r2 = 600  r1 = 300 . M t khác Dmin= i1 + i2 –A =2i1 – A  i1 =

Dmin  A
2

2

= 450. Bi t i1 =450 và r1 = 300 ta có sini1 = n.sinr1  n = sin i1  sin 450  2  2  1, 414
0
sin r1

sin 30


1
2

Bài 6: M t l ng kính có ti t di n th ng là m t tam giác đ u, chi t su t n  2 , đ t trong không khí (chi t su t n0 = 1).
Chi u m t tia sáng đ n s c n m trong m t ti t di n th ng đ n m t m t bên c a l ng kính và h ng t phía đáy lên v i
góc t i i.
a) Góc t i i b ng bao nhiêu thì góc l ch c a tia sáng đi qua l ng kính có giá tr c c ti u Dmin? tính D min.
b) Gi nguyên v trí tia sáng t i.
tia sáng không ló ra đ c m t bên th hai thì ph i quay l ng kính quanh c nh
l ng kính theo chi u nào v i góc nh nh t b ng bao nhiêu? Cho sin21,470 = 0,366.
Gi i:
a) Góc l ch đ t c c ti u khi góc t i b ng góc ló: i1  i 2  r1  r2
V y r1  r2 

A
2
A
0
.
. Và Sin i1  n sin r1  n sin  2 sin 30 
2
2
2

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12


- Trang | 2 -


Luy n thi Qu c gia PEN -C: Môn V t Lí ( Th y

ng Vi t Hùng)

v tán s c ánh sáng.

 2
0
0
0
0
i 1  arcsin 
  45 Dmin  2i  A  90  60  30 .
 2 
1
1
b) Ta có sin igh  
 igh  450 .
n
2
tia sáng không có ra sau l ng kính thì ít nh t là r2min = igh = 450

 r1max  A  r2  60  45  150 V y sin i1max  n sin r1max  2 sin150  0,366

 i1max  21, 470


V y ph i quay l ng kính theo chi u sau cho góc i1 gi m t 450 xu ng 21,470. Trên hình v c nh AB quay t i A’B’ t c
là pháp tuy n IN quay t i IN’ m t góc : imin  450  21, 470  23,530.
Bài 7: Cho m t l ng kính th y tinh có góc chi t quang A= 40 . Chi u m t chùm sáng tr ng song song, h p theo
ph ng vuông góc v m t phân giác c a góc chi t quang, t i c nh c a l ng kính sao cho m t ph n qua l ng kính. M t
màn E đ t song song v i m t ph ng phân giác c a góc A và cách nó 1 kho ng d = 1m.Bi t chi t su t c a l ng kính đ i
v i ánh sáng đ là nd= 164, đ i v i ánh sáng tím là nt = 1.68.
a) Tinh góc làm b i 2 tia màu đ và màu tím.
b) Tính đ r ng d i màu quan sát th y trên màn E.
L i gi i:
a) V hình mô t : 1 v ch sáng tr ng, 1 d i màu tím đ n đ
gi i thích: ph n không qua l ng kính truy n th ng
không tán s c. Ph n qua l ng kính l ch v đáy,
phân tích thành các màu t đ đ n tím do tán s c.
l ch ít h n ch ng t chi t xu t c a l ng kính đ i v i tia tím l n h n tia đ
b) i v i tia đ : Dd = (nđ – 1)A; đ i v i tia tím: Dt = (nt – 1)A
 Góc h p b i tai đ và tia tím:  = Dt – D đ = =(nt-nđ)A = (1,68-1,64).

4.3,14
= 0,00279(rad).
180

B r ng dãi màu thu đ c trên màn E : x = d( tanDt – tanD đ) d(Dt – D đ) = 1.0,00279(m) = 2,79 (mm)
Bài 8: Chi u m t chùm ánh sáng tr ng song song, h p t i m t n c c a m t b n c v i góc t i i = 300. Bi t chi t
su t c a n c v i màu đ là đ = 1,329 ; v i màu tím là t = 1,343. B n c sâu 2 m. B r ng t i thi u c a chùm tia
t i đ v t sáng đáy b có m t v ch sáng màu tr ng là
A. 0,426 cm. B. 1,816 cm. C. 2,632 cm. D. 0,851 cm.
b
L i gi i:
G i h là chi u sâu c a n c trong b a = T là b r ng c a
i

vùng quang ph trên đáy b : T = a = h (tanrđ – tanrt)

sin i
sin i
1
= n => sinr = sini/n =
=
sin r
sin r
2n
1
sin r
sin r
2n
tanr =
=
=
=
2
cos r
1
1  sin r
1 2
4n
1
tanrđ =

4.1,329  1
2


= 0,406;

tanrt =

rđ
h
1

 
T

4n  1
2

1
4.1,.343 2  1

= 0,401

a = h (tanrđ – tanrt) = 2(0,406 – 0,401) = 0,01m = 1cm
có v t sáng tr ng trên đáy b thì t i v trí v t đ trên đáy ph i có v t sáng tím T’ trùng
m t n c là a = T = 1cm.
Do đó b r ng t i thi u c a chùm tia t i b = acos300 =

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

rt


. Vùng sáng t i thi u trên

a 3
= 0,866 cm. Ch n đáp án D
2
T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Luy n thi Qu c gia PEN -C: Môn V t Lí ( Th y

ng Vi t Hùng)

v tán s c ánh sáng.

Bài 9: M t tia sáng tr ng chi u t i m t bên c a m t l ng kính thu tinh tam giác đ u. Tia ló màu vàng qua l ng kính
có góc l ch c c ti u. Bi t chi t su t c a l ng kính đ i v i ánh sáng vàng, ánh sáng tím l n l t là nv = 1,5 và nt = 1,52.
Góc t o b i tia ló màu vàng và tia ló màu tím có giá tr x p x b ng:
A. 0,770
B. 48,590
C. 4,460D. 1,730.
L i gi i: Tia vàng có góc l ch c c ti u nên r1 = 300
Nên sini = nV sin 300 -- i = i’V = 48, 590
Sinrt = sini/nt = sin 48,590/1,52= 0,493
rt = 29,570 - r’t = 600 – 29,570 = 30,430
V
sini’t = 1,52.sin30,430 = 0,77 i’t = 50,340
Góc t o b i tia ló màu vàng và tia ló màu tím
T

có giá tr x p x b ng: 50,34-48,59 = 1,750 Ch n D
Bài 10: M t tia sáng tr ng chi u t i b n hai m t song song v i góc t i i = 600. Bi t chi t su t c a b n m t đ i v i tia
tím và tia đ l n l t là 1,732 và 1,70. B dày c a b n m t e = 2 cm.
r ng c a chùm tia khi ra kh i b n m t là:
A. 0,146 cm.
B. 0,0146 m.
C. 0,0146 cm.
D. 0,292 cm.
L i gi i: G i h b r ng c a chùm tia ló ;
a = T là kho ng cách gi a 2 đi m ló
c a tia tím và tia đ
i
a = e (tanrđ – tanrt) (cm)

I

sin i
sin i
3
= n => sinr = sini/n =
=
sin r
sin r
2n

tanr =

tanrt =

sin r

sin r
=
=
cos r
1  sin 2 r
3
4.1,732 2  3

3
2n
1

= 0,5774;

T a
=

3
4n 2
tanrđ =

3

H

4n 2  3
3
4.1,.7 2  3

h

i

= 0,592

a = e (tanrđ – tanrt) = 2(0,592 – 0,5774) = 0,0292 (cm) => h = asin(900 – i) = asin300 = a/2 = 0,0146 cm. áp án A
Bài 11: Chi u m t chùm ánh sáng tr ng song song h p (coi nh m t tia sáng) t không khí vào m t b n c v i góc
t i b ng 300. D i đáy b có m t g ng ph ng đ t song song v i m t n c và m t ph n x h ng lên. Chùm tia ló ra
kh i m t n c sau khi ph n x t i g ng là
A. chùm sáng song song có màu c u v ng, ph ng vuông góc v i tia t i.
B. chùm sáng song song có màu c u v ng, ph ng h p v i tia t i m t góc 600.
600
C. chùm sáng phân kì có màu c u v ng, tia tím l ch nhi u nh t, tia đ l ch ít nh t.
D. chùm sáng phân kì có màu c u v ng, tia tím l ch ít nh t, tia đ l ch nhi u nh t.
L i gi i: Do tính ch t đ i x ng c a tia t i và tia ph n x g ng ph ng ta có
góc t i và góc ló c a các tia đ n s c b ng nhau và đ u b ng 300 nên chùm
tia ló là chùm song song, h p v i ph ng t i m t góc 600.
M t khác chùm tia khúc x c a ánh sáng tr ng truy n t không khí vào n c
có màu c u v ng nên chùm tia ló có màu c u v ng. đáp án B
Bài 12: Chi u m t chùm ánh sáng tr ng song song, h p t i m t n c c a m t
b n c v i góc t i i = 300. Bi t chi t su t c a n c v i màu đ là đ = 1,329 ; v i màu tím là t = 1,343. B
n csâu 2m. B r ng t i thi u c a chùm tia t i đ v t sáng đáy b có m t v ch sáng màu tr ng là
A. 0,426 cm.
B. 1,816 cm.
C. 2,632 cm.
D. 0,851 cm.
L i gi i: G i h là chi u sâu c a n c trong b a = T là b r ng c a
vùng quang ph trên đáy b : T = a = h (tanrđ – tanrt)

Hocmai.vn – Ngôi tr


ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 4 -


Luy n thi Qu c gia PEN -C: Môn V t Lí ( Th y

sin i
sin i
1
= n => sinr = sini/n =
=
sin r
sin r
2n
1
sin r
sin r
2n
=
=
=
tanr =
2
cos r
1
1  sin r
1 2

4n
1
tanrđ =

4.1,329  1
2

= 0,406;

tanrt =

ng Vi t Hùng)

v tán s c ánh sáng.

b
i
1

rđ

4n  1
2

1
4.1,.343  1
2

h


rt
 
T

= 0,401`

a = h (tanrđ – tanrt) = 2(0,406 – 0,401) = 0,01m = 1cm
có v t sáng tr ng trên đáy b thì t i v trí v t đ trên đáy ph i trùng v t tím (T’ trùng ) . Vùng sáng t i thi u trên
m tn

c là a = T = 1cm. => b r ng t i thi u c a chùm tia t i b = acos300 =

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

a 3
= 0,866 cm.
2

Giáo viên:

ng Vi t Hùng

Ngu n

Hocmai.vn

T ng đài t v n: 1900 58-58-12


:

- Trang | 5 -