شیشهٔ فلینت: منشوری با ضریب بالاتر

1 · پیش‌بینی

شیشهٔ فلینت چگال ضریب شکست بالاتری (n ≈ 1.66) از شیشهٔ کراون معمولی (n ≈ 1.5) دارد. آیا منشور ضریب‌بالاتر، در همان زاویهٔ تابش و رأس، نور را بیشتر یا کمتر منحرف می‌کند؟

• برای ضریب بالاتر، انحراف کمتر.
• بیشتر — ضریب بالاتر در هر وجه نور را محکم‌تر می‌شکند و انحراف کل بزرگ‌تری می‌سازد.
• انحراف از ضریب اثر نمی‌گیرد.

2 · آماده‌سازی

1. پیش‌تنظیمی flint-prism را باز کنید و Reset را بفشارید. این منشور شیشهٔ فلینت دارای زاویهٔ رأس A = 60° و ضریب n = 1.66 است.
2. قرائت انحراف کل را فعال کنید.
3. زاویهٔ تابش را برای هر آزمایش تنظیم کنید و انحراف کل را ثبت کنید.

3 · گردآوری داده

برای سه آزمایش، انحراف δ (محور y) را بر حسب زاویهٔ تابش θ₁ (محور x) رسم کنید. مقیاس کلی را با مقدارهای شیشهٔ کراون آزمایش منشور نور سفید مقایسه کنید.

4 · تحلیل

1. 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 = 1.66 حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
2. مقدارهای انحرافتان را این‌جا با آزمایش منشور نور سفید مقایسه کنید (همان زاویهٔ رأس، ضریب کمتر). توضیح دهید چرا ضریب بالاتر شیشهٔ فلینت در همان زاویه‌های تابش، همیشه انحراف بزرگ‌تری می‌دهد.

5 · گسترش

1. طراحان عدسی دوربین عناصر کراون و فلینت را ترکیب می‌کنند («دوتایی بی‌رنگ») تا ابیراهی رنگی را خنثی کنند — چون دو جنس شیشه رنگ را متفاوت می‌پراکند. توضیح دهید چرا به‌کارگیری فقط یک جنس شیشه، هر چقدر هم دقیق تراشیده شود، نمی‌تواند به‌تنهایی حاشیه‌های رنگی را از میان بردارد.
2. فلینت برای همان زاویهٔ رأس، دامنهٔ رنگی پهن‌تری از کراون می‌گسترد (پراکندگی بیشتر، نه فقط انحراف بیشتر). توضیح دهید چرا شیشه‌های ضریب‌بالاتر مثل فلینت تمایل دارند نور را در سراسر طیف مرئی قوی‌تر بپراکنند.

فیزیک پشت این آزمایش

← بازگشت به آزمایش