Òptica

Prisma prim (angle de vèrtex petit)

Un prisma prim (vèrtex petit) desvia la llum només una mica: el límit del prisma prim δ ≈ (n−1)·A.

Prisma prim (angle de vèrtex petit) — simulació interactiva de Òptica. Un prisma prim (vèrtex petit) desvia la llum només una mica: el límit del prisma prim δ ≈ (n−1)·A. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Prisma prim

Un prisma prim (vèrtex petit) desvia la llum només una mica: el límit del prisma prim δ ≈ (n−1)·A.

Per a un angle de vèrtex molt petit A, la desviació s'acosta a δ ≈ (n − 1)A: l'aproximació del prisma prim usada en receptes de prismes d'ullera i ajustos fins. Les desviacions grans requereixen prismes més gruixuts o índex més alt.

• δ ≈ (n−1)A
• Angle de vèrtex petit

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

Un prisma amb angle de vèrtex petit (un «prisma prim») desvia la llum només suaument. Es manté la desviació aproximadament constant al llarg d'un interval d'angles d'incidència, a diferència de la corba de desviació mínima més dramàtica d'un prisma de vèrtex ample?

Prediccions a valorar

• La desviació encara varia dramàticament amb l'angle d'incidència, igual que un prisma de vèrtex ample.
• Sí: per a un prisma prim, la desviació és aproximadament δ ≈ (n−1)A, quedant gairebé constant al llarg d'un interval típic d'angles d'incidència propers a la normal.
• Un prisma prim produeix essencialment desviació zero.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Angle d'incidència θ₁ (°)

El que tu mesures:

• Desviació total δ (°)

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Un prisma prim» i prem Restableix. Aquest prisma prim té angle de vèrtex A = 30°, índex n = 1.5.
2. Activa la lectura de desviació total.
3. Defineix l'angle d'incidència per a cada prova i enregistra la desviació total.

Equació governant

Aproximació de prisma prim — δ = θ₁ + θ₄ − A

Per a un prisma amb angle de vèrtex petit A, la fórmula exacta de desviació se simplifica a δ ≈ (n−1)A, gairebé independent de l'angle d'incidència: el límit d'angle petit del càlcul complet de prisma per Snell.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), i després δ = θ₁ + θ₄ − A, amb A = 30°, n = 1.5. Compara-ho amb la taula. Calcula també l'aproximació de prisma prim δ ≈ (n−1)A = 15° i mira com de prop cauen els teus valors exactes.
• Explica per què un angle de vèrtex més petit fa la desviació total menys sensible a l'angle d'incidència exacte: l'aproximació de prisma prim δ ≈ (n−1)A elimina del tot la dependència de l'angle, vàlida quan A és petit.

On apareix això més enllà del laboratori

• Els prismes prims («falques òptiques») s'usen en algunes ulleres correctores i telèmetres precisament perquè la seva desviació gairebé constant els fa predecibles i fàcils de dissenyar. Explica per què la desviació fortament dependent de l'angle d'un prisma de vèrtex ample seria una mala elecció per a una falca correctora simple.
• Compara el teu interval de desviació aquí amb les oscil·lacions molt més amples de l'experiment «Un prisma desvia la llum». Explica per què un angle de vèrtex més gran amplifica la dependència d'angle de la desviació, mentre que un angle petit gairebé l'elimina.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Benvingut al Prisma de vèrtex petit
2. Selecciona el prisma
3. Prem Reprodueix
4. Angle de desviació petit
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

Llei de Snell de la refracció