Vidrio de pedernal: un prisma de índice más alto
1 · Predecir
El vidrio denso de pedernal tiene un índice de refracción más alto (n ≈ 1.66) que el vidrio corona ordinario (n ≈ 1.5). ¿Un prisma de índice más alto desvía la luz más o menos que uno de índice más bajo, en el mismo ángulo de incidencia y vértice?
- Menos desviación para un índice más alto.
- Más: un índice más alto desvía la luz con más fuerza en cada cara, lo que produce una desviación total mayor.
- La desviación no se ve afectada por el índice.
2 · Configurar
- Abra el ajuste preestablecido de prisma de pedernal y presione Restablecer. Este prisma de vidrio de pedernal tiene un ángulo de vértice A = 60°, índice n = 1.66.
- Habilite la lectura de desviación total.
- Establezca el ángulo de incidencia para cada prueba y registre la desviación total.
3 · Recopilar Datos
| Ángulo de incidencia θ₁ (°) | Desviación total δ (°) |
|---|---|
| 42.00 | |
| 52.00 | |
| 62.00 |
Trace la desviación δ (eje y) contra el ángulo de incidencia θ₁ (eje x) para sus tres ensayos. Compare la escala general con los valores del cristal de corona del experimento de luz blanca y prisma.
4 · Analizar
- Para una prueba, calcule θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), luego δ = θ₁ + θ₄ − A, usando n = 1.66. Compare con la tabla.
- Compare sus valores de desviación aquí con los del experimento del prisma de luz blanca (mismo ángulo de vértice, índice más bajo). Explique por qué el índice más alto del vidrio de sílex produce una desviación consistentemente mayor en los mismos ángulos de incidencia.
5 · Ampliar
- Los diseñadores de lentes de cámara combinan elementos de vidrio corona y vidrio de pedernal (un 'doblete acromático') para cancelar la aberración cromática, ya que los dos tipos de vidrio dispersan el color de manera diferente. Explique por qué el uso de un solo tipo de vidrio, por muy precisa que sea su forma, no puede eliminar las franjas de color por sí solo.
- El vidrio Flint extiende una gama más amplia de colores que el vidrio corona para el mismo ángulo de vértice (más dispersión, no solo más desviación). Explique por qué los vidrios de índice más alto, como el pedernal, tienden a dispersar la luz con más fuerza en todo el espectro visible.
La física detrás de este experimento
Escalas de desviación con índice
En cualquier ángulo de incidencia fijo y ángulo de vértice, un prisma de índice más alto produce una mayor desviación: ambas refracciones de la ley de Snell (entrando y saliendo) doblan el rayo con más fuerza para n mayor.