Optika

Flintklaasprisma (rohkem dispersiooni)

Tihe flintklaas (n≈1.66) murdab rohkem ja lahutab värvid laiemalt kui kroonklaas.

Flintklaasprisma (rohkem dispersiooni) — interaktiivne Optika simulatsioon. Tihe flintklaas (n≈1.66) murdab rohkem ja lahutab värvid laiemalt kui kroonklaas. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Flintklaasi dispersioon

Tihe flintklaas (n≈1.66) murdab rohkem ja lahutab värvid laiemalt kui kroonklaas.

Flintklaasil on kõrgem n ja tugevam dispersioon kui kroonklaasil, levitades värve kompaktse prisma sees rohkem — kompromiss suuruse ja spektraalse eralduse vahel. See eelseadistus võrdleb tiheda flindiga (n ≈ 1.66), et illustreerida, miks instrumendidisainerid klaasisorte teadlikult valivad.

• Kõrgem n → laiem laialilaiumine
• Tihe flintklaas

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Tihe flintklaas omab kõrgemat murdumisnäitajat (n ≈ 1,66) kui tavaline kroonklaas (n ≈ 1,5). Kas kõrgema näitajaga prisma hälvetab valgust rohkem või vähem kui madalama näitajaga, samal langenurgal ja tipul?

Kaalutavad ennustused

• Vähem hälvet kõrgema näitaja korral.
• Rohkem — kõrgem näitaja paindutab valgust igal tahul tugevamini, andes suurema koguhälbe.
• Hälve ei sõltu näitajast.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Langenurk θ₁ (°)

Mida sa mõõdad:

• Koguhälve δ (°)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava flintprisma eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Sellel flintklaasprismal on tippnurk A = 60°, näitaja n = 1,66.
2. Lülita sisse koguhälbe näit.
3. Sea iga katse jaoks langenurk ja kirjuta üles koguhälve.

Juhtiv võrrand

Hälve skaleerub näitajaga — δ = θ₁ + θ₄ − A

Igal fikseeritud langenurgal ja tippnurgal annab kõrgema näitajaga prisma suurema hälbe — mõlemad Snelli murdumised (sisenedes ja väljudes) paindutavad kiirt tugevamini suurema n korral.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), seejärel δ = θ₁ + θ₄ − A, kasutades n = 1.66. Võrdle tabeliga.
• Võrdle oma hälbe väärtusi siin valgusprisma eksperimendi omadega (sama tippnurk, madalam näitaja). Selgita, miks flintklaasi kõrgem näitaja annab samadel langenurkadel järjepidevalt suurema hälbe.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Kaamera objektiivi disainerid kombineerivad kroonklaasi ja flintklaasi elemente („akromaatne dublett“), et tühistada kromaatiline aberratsioon — kuna kaks klaasisorti levitavad värve erinevalt. Selgita, miks ainult ühe klaasisordi kasutamine, mis tahes täpsusega lihvitud, ei saa värviäärset hägu iseenesest kõrvaldada.
• Flintklaas levitab laiema värviulatuse kui kroonklaas sama tippnurga korral (rohkem dispersiooni, mitte ainult rohkem hälvet). Selgita, miks kõrgema näitajaga klaasid nagu flint kaldlevitavad valgust nähtava spektri ulatuses tugevamini.

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

1. Tere tulemais flintprisma juurde
2. Vali prism
3. Vajuta Esita
4. Tugev dispersioon
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Snelli murdumisseadus