البصريات
منشور زجاج صوان (تشتت أكثر)
زجاج الصوان الكثيف (n≈1.66) يكسر الضوء أكثر ويبسط الألوان أوسع من زجاج التاج.
منشور زجاج صوان (تشتت أكثر) — محاكاة البصريات تفاعلية. زجاج الصوان الكثيف (n≈1.66) يكسر الضوء أكثر ويبسط الألوان أوسع من زجاج التاج. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
تشتت زجاج الصوان
زجاج الصوان الكثيف (n≈1.66) يكسر أكثر ويبسط الألوان أوسع من زجاج التاج.
لزجاج الصوان n أعلى وتشتت أقوى من التاج، فيبسط الألوان أكثر في منشور مدمج — موازنة بين الحجم والفصل الطيفي. تقارن هذه التجربة الصوان الكثيف (n ≈ 1.66) لتوضيح لماذا يختار مصممو الأدوات أنواع الزجاج بعناية.
- n أعلى → تشتت أكبر
- زجاج فلينت كثيف
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
لزجاج الصوان الكثيف معامل انكسار أعلى (n ≈ 1.66) من زجاج التاج العادي (n ≈ 1.5). هل يحرف المنشور الأعلى معاملًا الضوء أكثر أم أقل من الأدنى، عند زاوية الورود والرأس نفسيهما؟
توقعات للموازنة
- انحراف أقل للمعامل الأعلى.
- أكثر — معامل أعلى يحني الضوء أقوى عند كل وجه، فينتج انحرافًا كليًا أكبر.
- لا يتأثر الانحراف بالمعامل.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- زاوية الورود θ₁ (°)
ما تقيسه:
- الانحراف الكلي δ (°)
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق منشور الصوان واضغط إعادة الضبط. منشور زجاج الصوان هذا زاوية رأسه A = 60° ومعامله n = 1.66.
- فعّل قراءة الانحراف الكلي.
- اضبط زاوية الورود لكل تجربة وسجل الانحراف الكلي.
المعادلة الحاكمة
الانحراف يتناسب مع المعامل — δ = θ₁ + θ₄ − A
عند أي زاوية ورود وزاوية رأس مثبتتين، ينتج المنشور الأعلى معاملًا انحرافًا أكبر — كلا انكساري قانون سنل (دخولًا وخروجًا) يحنيان الشعاع أقوى لـn الأكبر.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب θ₂ = asin(sin θ₁/n)، ثم θ₃ = A − θ₂، ثم θ₄ = asin(n·sin θ₃)، ثم δ = θ₁ + θ₄ − A، باستخدام n = 1.66. قارن بالجدول.
- قارن قيم الانحراف هنا بتجربة المنشور (زاوية الرأس نفسها، معامل أدنى). اشرح لماذا ينتج معامل الصوان الأعلى انحرافًا أكبر بانتظام عند زوايا الورود نفسها.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- يجمع مصممو عدسات الكاميرا عنصرين من زجاج التاج والصوان («زوج لا لوني») لإلغاء الزيغ اللوني — إذ يختلف النوعان في تشتيت اللون. اشرح لماذا لا يستطيع استخدام نوع زجاج واحد، مهما تشكّل بدقة، إزالة الحواف الملونة وحده.
- يبسط زجاج الصوان مدى ألوان أعرض من التاج عند زاوية الرأس نفسها (تشتت أكثر، لا مجرد انحراف أكثر). اشرح لماذا تميل الزجاجات العالية المعامل كالصوان إلى تشتيت الضوء أقوى عبر الطيف المرئي.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- أهلًا بك في منشور الصوان
- حدد المنشور
- اضغط تشغيل
- تشتت قوي
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.