Водна призма: по-нежна дисперсия от стъклото

1 · Предскажи

Водата има по-нисък показател на пречупване (n ≈ 1.33) от стъклото. Отклонява ли водно-пълнената призма светлината по-малко от еквивалентна стъклена призма?

• Да — по-ниският показател на водата значи по-малко пречупване на всяка стена, значи по-малко пълно отклонение от стъклена призма със същия апесен ъгъл.
• Водна призма отклонява светлината повече от стъклото.
• Отклонението е същото независимо от показателя на средата.

2 · Постановка

1. Отвори настройката водна призма и натисни Нулирай. Тази водно-пълнена призма има апесен ъгъл A = 60°, показател n = 1.33.
2. Включи показанието за пълно отклонение.
3. Задай ъгъла на падане за всеки опит и запиши пълното отклонение.

3 · Събери данни

Чертай отклонението δ (ос y) спрямо ъгъла на падане θ₁ (ос x) за трите си опита. Сравни мащаба с този на експеримента призма с бяла светлина (кронглас).

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), после δ = θ₁ + θ₄ − A, с n = 1.33. Сравни с таблицата.
2. Сравни стойностите си за отклонение с тези от експеримента призма с бяла светлина (същ апесен ъгъл, по-висок показател). Обясни защо по-ниският показател на водата произвежда по-малко отклонение на всеки съответстващ ъгъл на падане.

5 · Надгради

1. Дъгата по същество е милиони миниатюрни сферични водни-капкови „призми“, пречупващи и вътрешно отразяващи слънчевата светлина. Обясни защо сравнително скромната дисперсия на водата (спрямо стъклото) пак произвежда видим, макар и малко по-блед, спектър в дъга.
2. През този експеримент флинт призма (n≈1.66), призма с бяла светлина/кронглас (n=1.5) и водна призма (n=1.33) образуват ясен тренд: по-плътните оптични среди дисперзират и отклоняват светлината повече. Обясни защо този тренд следва същата физика като тренда на критичния ъгъл в експеримента пълно вътрешно отражение.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат