اپتیک
منشور آبی (رنگینکمان)
آب (n≈1.33) بسیار کمتر از شیشه میپراکند — همین پخش ملایم رنگینکمان میسازد.
منشور آبی (رنگینکمان) — شبیهسازی تعاملی اپتیک. آب (n≈1.33) بسیار کمتر از شیشه میپراکند — همین پخش ملایم رنگینکمان میسازد. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
پاشندگی آب
آب (n≈1.33) بسیار کمتر از شیشه میپراکند — همین پخش ملایم رنگینکمان میسازد.
ضریب متوسط آب (≈1.33) و پراکندگی کمش طیفی ملایم میسازد — فیزیک پشت رنگینکمانهای طبیعی که قطرههای ریز آب همچون منشور عمل میکنند. گستردگی کمتر از شیشه اما کافی برای جداسازی دیدنی رنگها.
- n ≈ 1.33
- پراکندگی ملایم رنگینکمانی
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
آب ضریب شکست پایینتری (n ≈ 1.33) از شیشه دارد. آیا منشور پر از آب، نور را کمتر از منشور شیشهای همارز منحرف میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- بله — ضریب پایینتر آب یعنی شکست کمتر در هر وجه، پس انحراف کل کمتر از منشور شیشهای همرأس.
- منشور آب نور را بیشتر از شیشه منحرف میکند.
- انحراف بیتوجه به ضریب محیط همان است.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- زاویهٔ تابش θ₁ (°)
آنچه اندازه میگیرید:
- انحراف کل δ (°)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی water-prism را باز کنید و Reset را بفشارید. این منشور پر از آب دارای زاویهٔ رأس A = 60° و ضریب n = 1.33 است.
- قرائت انحراف کل را فعال کنید.
- زاویهٔ تابش را برای هر آزمایش تنظیم کنید و انحراف کل را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
محیط ضریبپایین کمتر منحرف میکند — δ = θ₁ + θ₄ − A
ضریب شکست آب (1.33) از شیشهٔ معمولی (1.5–1.66) کمتر است، پس منشور آبی در هر وجه نور را ضعیفتر میشکند — انحراف کل کوچکتر δ = θ₁ + θ₄ − A برای همان زاویهٔ رأس و تابش.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، θ₂ = asin(sin θ₁/n)، سپس θ₃ = A − θ₂، سپس θ₄ = asin(n·sin θ₃)، سپس δ = θ₁ + θ₄ − A را با n = 1.33 حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- مقدارهای انحرافتان را با آزمایش منشور نور سفید مقایسه کنید (همان رأس، ضریب بالاتر). توضیح دهید چرا ضریب پایینتر آب در هر زاویهٔ تابش متناظر، انحراف کوچکتری میدهد.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- رنگینکمان در اصل میلیونها «منشور» کروی ریز قطرهآبی است که نور خورشید را میشکند و درونش بازتاب میکند. توضیح دهید چرا پراکندگی بهنسبت متوسط آب (در برابر شیشه) باز هم طیفی مرئی — هرچند کمی کمرنگتر — در رنگینکمان میسازد.
- در سراسر این آزمایش، flint-prism (n≈1.66)، white-light-prism/شیشهٔ تاج (n=1.5) و water-prism (n=1.33) روندی روشن میسازند: محیطهای نوری متراکمتر نور را بیشتر پراکنده و منحرف میکنند. توضیح دهید چرا این روند همان فیزیک روند زاویهٔ بحرانی در آزمایش tir را دنبال میکند.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به منشور آبی خوش آمدید
- انتخاب منشور
- Play را بفشارید
- پخش ملایم در آب
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.