Optika

Minimum deviation

Sa simetrikong pagdaan, pinakamaliit ang deviation — ang klasikong paraan ng pagsukat ng index ng salamin.

Minimum deviation — interactive na Optika simulation. Sa simetrikong pagdaan, pinakamaliit ang deviation — ang klasikong paraan ng pagsukat ng index ng salamin. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.

Minimum deviation

Sa simetrikong daanan, ang deviation ay pinakamaliit — ang klasikong paraan ng pagsukat ng index ng isang salamin.

Kapag simetriko ang daan ng ray sa prism, nasa pinakamaliit ang deviation at pinapasimple ang geometry para sa pagsukat ng refractive index. Kadalasang inaayos ng mga spectrometer sa anggulong ito para sa tumpak na pagtukoy ng n(λ).

• Symmetric passage
• Sukatin ang index n

Investigation brief

Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab

Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.

Pangunahing tanong

Ang ray sa prism ay nakakamit ang pinakamaliit na posibleng deviation angle sa isang espesyal na incidence angle — symmetric passage, kung saan parallel sa base ang ray sa loob ng prism. Mas malaki ba ang minimum deviation ng mas malapad na apex prism?

Mga hulang timbangin

• Oo — mas malaking apex angle ay pangkalahatang mas malakas mag-bend ng ray, na nagbibigay ng mas malaking minimum deviation.
• Mas maliit na minimum deviation ang mas malaking apex angle.
• Hindi nakadepende sa apex angle ang minimum deviation.

Mga papel ng variable

Ang itinatakda mo:

• Apex angle A (°)

Ang sinusukat mo:

• Minimum deviation δ_min (°)

Paano tumatakbo ang investigation

1. Buksan ang min-deviation preset at pindutin ang I-reset. Ang prism na 60°/n=1.5 na ito ay naka-set sa symmetric-passage incidence angle, na nagmi-minimize ng deviation.
2. I-enable ang deviation readout.
3. Itakda ang apex angle sa bawat trial (index n = 1.5 nakapirmi), tapos i-rotate ang prism — i-drag ang tilt slider — hanggang huminto ang pagbaba ng deviation reading at muling tumaas. Itala ang pinakamaliit na value: iyan ang minimum deviation para sa apex na iyon.

Governing equation

Minimum Deviation Formula — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)

Sa incidence angle na nagbibigay ng symmetric passage (ray parallel sa base sa loob ng prism), minimum ang deviation: δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A. Ang espesyal na anggulong ito ay ginagamit nang eksperimento para tumpak na masukat ang refractive index ng prism.

Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet

• Para sa isang trial, kalkulahin ang δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A gamit ang n = 1.5. Ihambing sa table.
• Ipaliwanag kung bakit ang symmetric passage (ray na parallel sa base sa loob ng glass) ang nagbibigay ng pinakamaliit na posibleng deviation para sa takdaang apex angle at index — mas MAS MALAKI na deviation, hindi mas maliit, ang ginagawa ng ibang incidence angle.

Saan ito lumilitaw lampas sa lab

• Pwedeng baligtarin ang minimum-deviation formula para MASUKAT ang refractive index ng glass mula sa apex angle at sukat na minimum deviation: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Ito ang klasikong prism-spectrometer technique. Bakit maaaring mas maaasahan ang eksperimentong paghanap ng minimum (dahan-dahang pag-rotate ng prism at pag-abang kung saan humihinto ang pagbaba ng deviation) kaysa pagsukat sa arbitraryong incidence angle?
• Mas malapad na spectrum ang ginagawa ng mas malaking apex angle prism mula sa puting liwanag. Ipaliwanag, gamit ang δ_min-laban-sa-A relationship mo, kung bakit maaaring pumili ang spectrometer designer ng mas malaking apex angle kapag mas pinong wavelength resolution ang kailangan.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Mabuhay sa Min Deviation
2. Piliin ang prism
3. Pindutin ang I-play
4. Simetrikong daanan
5. Buksan ang Properties panel
6. Nagawa mo ito!

Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.

Buksan ang Interactive Lab →

I-download ang lab sheet →

Batas ni Snell