Veeprisma: leebem dispersioon kui klaasil

1 · Ennusta

Vees on madalam murdumisnäitaja (n ≈ 1,33) kui klaasis. Kas veega täidetud prisma hälvetab valgust vähem kui võrdne klaasprisma?

• Jah — vee madalam näitaja tähendab vähem paindumist igal tahul, seega vähem koguhälvet kui sama tippnurgaga klaasprismal.
• Veeprisma hälvetab valgust rohkem kui klaas.
• Hälve on sama sõltumata keskkonna näitajast.

2 · Seadista

1. Ava veeprisma eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Sellel veega täidetud prismal on tippnurk A = 60°, näitaja n = 1,33.
2. Lülita sisse koguhälbe näit.
3. Sea iga katse jaoks langenurk ja kirjuta üles koguhälve.

3 · Kogu andmeid

Joonista hälve δ (y-telg) langenurga θ₁ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Võrdle skaalat valgusprisma (kroonklaas) eksperimendi omaga.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), seejärel δ = θ₁ + θ₄ − A, kasutades n = 1.33. Võrdle tabeliga.
2. Võrdle oma hälbe väärtusi valgusprisma eksperimendi omadega (sama tippnurk, kõrgem näitaja). Selgita, miks vee madalam näitaja annab igal vastaval langenurgal väiksema hälbe.

5 · Laienda

1. Vikerkaar on sisuliselt miljonid tillukesed kerajad veepiisa „prismad“, murdmas ja peegeldamas sisemiselt päikesevalgust. Selgita, miks vee võrdlemisi tagasihoidlik dispersioon (klaasiga võrreldes) ikkagi tekitab nähtava, ehkki mõnevõrra vähem ereda spektri vikerkaares.
2. Üle selle eksperimendi moodustavad flintprisma (n≈1,66), valgusprisma/kroonklaas (n=1,5) ja veeprisma (n=1,33) selge trendi: tihedamad optilised keskkonnad levitavad ja hälvetavad valgust rohkem. Selgita, miks see trend järgib sama füüsikat kui täieliku sisemise peegeldumise eksperimendi piirnurga trend.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte