Óptica

Prisma delgado (vértice pequeño)

Un prisma delgado (vértice pequeño) desvía la luz solo ligeramente — límite del prisma delgado δ ≈ (n−1)·A.

Prisma delgado (vértice pequeño) — simulación interactiva de Óptica. Un prisma delgado (vértice pequeño) desvía la luz solo ligeramente — límite del prisma delgado δ ≈ (n−1)·A. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Prisma delgado

Un prisma delgado (ápice pequeño) desvía la luz ligeramente: en el límite del prisma delgado δ ≈ (n−1)·A.

Para un ángulo de vértice A muy pequeño, la desviación se aproxima a δ ≈ (n − 1)A — la aproximación de prisma delgado usada en prescripciones de cuña para gafas y ajustes finos. Las desviaciones grandes requieren prismas más gruesos o mayor índice.

• Dispersión δ ≈ (n−1)A
• Ángulo de ápice pequeño

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

Un prisma con un ángulo de vértice pequeño (un "prisma delgado") desvía la luz solo suavemente. ¿La desviación se mantiene aproximadamente constante en una variedad de ángulos de incidencia, a diferencia de la curva de desviación mínima más dramática de un prisma de ápice ancho?

Predicciones para pesar

• La desviación todavía varía dramáticamente con el ángulo de incidencia, al igual que un prisma de ápice ancho.
• Sí, para un prisma delgado, la desviación es aproximadamente δ ≈ (n−1)A, manteniéndose casi constante en un rango típico de ángulos de incidencia cerca de lo normal.
• Un prisma delgado produce una desviación esencialmente cero.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Ángulo de incidencia θ₁ (°)

Lo que mides:

• Desviación total δ (°)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el ajuste preestablecido de prisma de ápice pequeño y presione Restablecer. Este prisma delgado tiene un ángulo de vértice A = 30°, índice n = 1.5.
2. Habilite la lectura de desviación total.
3. Establezca el ángulo de incidencia para cada prueba y registre la desviación total.

Ecuación rectora

Aproximación de prisma delgado — δ = θ₁ + θ₄ − A

Para un prisma con un ángulo de vértice pequeño A, la fórmula de desviación exacta se simplifica a δ ≈ (n−1)A, casi independiente del ángulo de incidencia: el límite de ángulo pequeño del cálculo completo del prisma según la ley de Snell.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), luego δ = θ₁ + θ₄ − A, usando A = 30°, n = 1.5. Compare con la tabla. Calcule también la aproximación del prisma delgado δ ≈ (n−1)A = 15° y vea qué tan cerca están sus valores exactos.
• Explique por qué un ángulo de vértice más pequeño hace que la desviación total sea menos sensible al ángulo de incidencia exacto: la aproximación de prisma delgado δ ≈ (n−1)A elimina por completo la dependencia del ángulo, válida cuando A es pequeño.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• En algunas gafas correctoras y telémetros se utilizan prismas finos ("cuñas ópticas") precisamente porque su desviación casi constante los hace predecibles y fáciles de diseñar. Explique por qué la desviación marcadamente dependiente del ángulo de un prisma de ápice ancho sería una mala elección para una cuña correctiva simple.
• Compare aquí su rango de desviación con las oscilaciones mucho más amplias del experimento del prisma de luz blanca. Explique por qué un ángulo de vértice mayor amplifica la dependencia del ángulo de la desviación, mientras que un ángulo de vértice pequeño casi la elimina.

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

1. Bienvenido al prisma de ápice pequeño
2. Selecciona el prisma
3. Pulsa Reproducir
4. Ángulo de desviación pequeño
5. Abre el Inspector
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Descargar ficha de laboratorio →

Ley de Snell de la refracción