Prisma painutab valgust: hälbenurk

1 · Ennusta

Klaasprismasse sisenev valgus paindub (murdub) igal tahul, väljudes hälbununa oma algsest suunast. Kas langenurga muutmine esimesel tahul muudab koguhälvet alati samas suunas?

• Hälve kasvab alati, kui langenurk kasvab.
• Ei — hälvel on tegelikult miinimum mingil kindlal langenurgal, mitte lihtsalt kasvav või kahanev trend.
• Hälve kahaneb alati, kui langenurk kasvab.

2 · Seadista

1. Ava valgusprisma eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Sellel kroonklaasprismal on tippnurk A = 60°, näitaja n = 1,5.
2. Lülita sisse koguhälbe näit.
3. Sea iga katse jaoks langenurk esimesel tahul ja kirjuta üles koguhälve.

3 · Kogu andmeid

Joonista hälve δ (y-telg) langenurga θ₁ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas δ vajub kuskil keskel miinimumi?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell esimesel tahul), θ₃ = A − θ₂ (prisma geomeetria), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell teisel tahul), seejärel δ = θ₁ + θ₄ − A. Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks hälve ei ole langenurga lihtne monotoonne funktsioon — prisma geomeetria (paindumine KAHEL tahul) loob algse miinimumi sümmeetrise läbimise nurgal, mida uuritakse otseselt minimaalse hälbe eksperimendis.

5 · Laienda

1. Valge valgus sisaldab palju lainepikkusi, igal neist veidi erinev murdumisnäitaja (dispersioon) — seega iga värv hälbeb veidi erineva võrra, levides valge valguse nähtavaks spektriks. See eksperiment kasutab üht esinduslikku näitajat; päris valge valgus levib vikerkaariks.
2. Vikerkaar tekib päikesevalgusest, mis murdub ja peegeldub sisemiselt kerajate vihmapiiskade sees — keerukam geomeetria kui selle lamedate tahudega prisma, aga juhituna täpselt sama lainepikkusest sõltuva murdumise (dispersiooni) põhimõttest.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte