Thin Prism: Small-Angle Approximation
1 · Humula
Bahagya lang nagbebend ng liwanag ang prism na may maliit na apex angle ('thin prism'). Halos pareho ba ang deviation sa magkakaibang incidence angle, hindi tulad ng mas dramatic na minimum-deviation curve ng malapad na apex prism?
- Dramatiko pa ring nagbabago ang deviation sa incidence angle, gaya ng malapad na prism.
- Oo — para sa thin prism, mga δ ≈ (n−1)A ang deviation, na halos pareho sa karaniwang range ng incidence angle malapit sa normal.
- Halos zerong deviation ang ginagawa ng thin prism.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang small-apex-prism preset at pindutin ang I-reset. Ang thin prism na ito ay may apex angle na A = 30°, index n = 1.5.
- I-enable ang total-deviation readout.
- Itakda ang incidence angle sa bawat trial at itala ang total deviation.
3 · Mangulekta ng Data
| Incidence angle θ₁ (°) | Total deviation δ (°) |
|---|---|
| 15.00 | |
| 25.00 | |
| 35.00 |
I-plot ang deviation δ (y-axis) laban sa incidence angle θ₁ (x-axis) para sa tatlong trial. Mas flat ba nang husto ang kurba kaysa white-light-prism?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), tapos ang δ = θ₁ + θ₄ − A, gamit ang A = 30°, n = 1.5. Ihambing sa table. Kalkulahin din ang thin-prism approximation na δ ≈ (n−1)A = 15° at tingnan kung gaano kalapit ang exact value mo.
- Ipaliwanag kung bakit mas hindi sensitibo sa eksaktong incidence angle ang total deviation kapag mas maliit ang apex angle — pinapatay ng thin-prism approximation na δ ≈ (n−1)A ang buong angle dependence, balido kapag maliit ang A.
5 · Palawakin
- Ginagamit ang thin prism ('optical wedge') sa ilang corrective na salamin at rangefinder dahil sa halos nakatakdang deviation na madaling idisenyo. Ipaliwanag kung bakit masamang pagpili ang sharply angle-dependent na deviation ng malapad na prism para sa simpleng corrective wedge.
- Ihambing ang deviation range mo rito sa mas malawak na swing ng white-light-prism. Ipaliwanag kung bakit pinapalakas ng mas malaking apex angle ang angle-dependence ng deviation, habang halos tinatanggal ito ng maliliit na apex angle.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Thin-Prism Approximation
Para sa prism na may maliit na apex angle A, lumalatas ang exact na deviation formula sa δ ≈ (n−1)A, halos independyente sa incidence angle — ang small-angle limit ng buong Snell-law prism calculation.