Optik

Flintglasprisme (mere dispersion)

Tæt flintglas (n≈1.66) bryder mere og spreder farverne bredere end kronglas.

Flintglasprisme (mere dispersion) — interaktiv Optik-simulation. Tæt flintglas (n≈1.66) bryder mere og spreder farverne bredere end kronglas. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Dispersion i flintglas

Tæt flintglas (n≈1.66) bryder mere og spreder farverne bredere end kronglas.

Flintglas har højere n og stærkere dispersion end kronglas og spreder farverne mere i et kompakt prisme — en afvejning mellem størrelse og spektral adskillelse. Denne forudstilling sammenligner tæt flintglas (n ≈ 1.66) for at vise, hvorfor instrumentdesignere bevidst vælger glastyper.

• Højere n → mere udbredelse
• Tæt flintglas

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Tæt flintglas har et højere brydningsindeks (n ≈ 1.66) end almindeligt kronglas (n ≈ 1.5). Afbøjer et prisme med højere indeks lyset mere eller mindre end et med lavere indeks, ved samme indfaldsvinkel og spidsvinkel?

Forudsigelser at afveje

• Mindre afbøjning ved højere indeks.
• Mere — et højere indeks bøjer lyset kraftigere ved hver flade, hvilket giver større samlet afbøjning.
• Afbøjningen påvirkes ikke af indekset.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Indfaldsvinkel θ₁ (°)

Det, du måler:

• Samlet afvigelse δ (°)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen flint-prism, og tryk på Nulstil. Dette flintglasprisme har spidsvinklen A = 60°, indeks n = 1.66.
2. Slå aflæsningen af samlet afbøjning til.
3. Indstil indfaldsvinklen for hver måling, og registrér den samlede afbøjning.

Styrende ligning

Afbøjningen skalerer med indekset — δ = θ₁ + θ₄ − A

Ved enhver fast indfaldsvinkel og spidsvinkel giver et prisme med højere indeks større afbøjning — begge Snells-lov-brydninger (ind- og udgang) bøjer strålen kraftigere ved større n.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃) og derefter δ = θ₁ + θ₄ − A, med n = 1.66. Sammenlign med tabellen.
• Sammenlign dine afbøjningsværdier her med white-light-prism-eksperimentets (samme spidsvinkel, lavere indeks). Forklar, hvorfor flintglas' højere indeks konsekvent giver større afbøjning ved de samme indfaldsvinkler.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Konstruktører af kameraobjektiver kombinerer kronglas- og flintglaselementer (en 'akromatisk dublet') for at ophæve kromatisk aberration — da de to glastyper disperserer farver forskelligt. Forklar, hvorfor brugen af kun én glastype, uanset hvor præcist formet, ikke kan eliminere farvekantfejl på egen hånd.
• Flintglas spreder et bredere farveinterval end kronglas ved samme spidsvinkel (mere dispersion, ikke bare mere afbøjning). Forklar, hvorfor glas med højere indeks som flint har tendens til at dispersere lyset kraftigere hen over det synlige spektrum.

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

1. Velkommen til Flintprismet
2. Vælg prismet
3. Tryk på Afspil
4. Stærk dispersion
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Snells lov for brydning