Vesiprisma: hellävaraisempi hajonta kuin lasilla

1 · Ennusta

Vedellä on matalampi taittokerroin (n ≈ 1.33) kuin lasilla. Poikkeaako vedellä täytetty prisma valoa vähemmän kuin vastaava lasiprisma?

• Kyllä – veden matalampi indeksi tarkoittaa vähemmän taittumista kummallakin pinnalla, joten vähemmän kokonaispoikkeamaa kuin samankärkisellä lasiprismalla.
• Vesiprisma poikkeaa valoa enemmän kuin lasi.
• Poikkeama on sama riippumatta väliaineen indeksistä.

2 · Kokoa

1. Avaa vesiprisma-esiasetus ja paina Nollaa. Tällä vedellä täytetyllä prismalla on kärkikulma A = 60°, indeksi n = 1.33.
2. Ota käyttöön kokonaispoikkeaman lukema.
3. Aseta tulokulma jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kokonaispoikkeama.

3 · Kerää data

Kuvaa poikkeama δ (y-akseli) tulokulmaa θ₁ vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Vertaa skaalaa valkoisen valon prisma (kruunulasi) -kokeen skaalaan.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), sitten δ = θ₁ + θ₄ − A, käyttäen n = 1.33. Vertaa taulukkoon.
2. Vertaa poikkeamaarvojasi valkoisen valon prisma -kokeen arvoihin (sama kärkikulma, korkeampi indeksi). Selitä, miksi veden matalampi indeksi tuottaa pienemmän poikkeaman jokaisella vastaavalla tulokulmalla.

5 · Laajenna

1. Sateenkaari on olennaisesti valtava joukko pieniä, pyöreitä vesipisaraprismaa, jotka taittavat ja heijastavat sisäisesti auringonvaloa.
2. Tämän kokeen alueella flinttilasiprisma (n≈1.66), valkoisen valon prisma/kruunulasi (n=1.5) ja vesiprisma (n=1.33) muodostavat selkeän trendin: tiheämmät optiset väliaineet hajottavat ja poikkeuttavat valoa enemmän. Selitä, miksi tämä trendi seuraa samaa fysiikkaa kuin TIR-kokeen kriittisen kulman trendi.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia