Prism na Nagbebend ng Liwanag: Angle of Deviation
1 · Humula
Ang liwanag na pumapasok sa glass prism ay bumebend (refract) sa bawat face, lumalabas na na-deviate mula sa orihinal nitong direksyon. Laging ba sa parehong direksyon nagbabago ang total deviation kapag binago ang incidence angle sa unang face?
- Laging tumataas ang deviation kapag tumaas ang incidence angle.
- Hindi — may minimum ang deviation sa isang partikular na incidence angle, hindi simpleng palaki o paliit.
- Laging bumababa ang deviation kapag tumaas ang incidence angle.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang white-light-prism preset at pindutin ang I-reset. Ang crown-glass prism na ito ay may apex angle na A = 60°, index n = 1.5.
- I-enable ang total-deviation readout.
- Itakda ang incidence angle sa unang face sa bawat trial at itala ang total deviation.
3 · Mangulekta ng Data
| Incidence angle θ₁ (°) | Total deviation δ (°) |
|---|---|
| 38.00 | |
| 48.00 | |
| 58.00 |
I-plot ang deviation δ (y-axis) laban sa incidence angle θ₁ (x-axis) para sa tatlong trial. Bumaba ba sa minimum sa gitna ang δ?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang θ₂ = asin(sin θ₁/n) (Snell sa unang face), θ₃ = A − θ₂ (prism geometry), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (Snell sa pangalawang face), tapos ang δ = θ₁ + θ₄ − A. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit hindi simpleng monotonic na function ng incidence angle ang deviation — ang geometry ng prism (bend sa DALAWANG face) ay bumubuo ng tunay na minimum sa anggulo ng symmetric passage, na direktang ine-explore sa min-deviation experiment.
5 · Palawakin
- Maraming wavelength ang puting liwanag, bawat isa na may bahagyang magkaibang refractive index (dispersion) — kaya bahagyang magkaibang din ang deviation ng bawat kulay, kumakalat ang puting liwanag sa nakikitang spectrum. Isang representative na index ang gamit ng experiment na ito; ang tunay na puting liwanag ay kumakalat sa bahaghari.
- Ang bahaghari ay nabubuo mula sa sikaw ng araw na nagre-refract at internally nagre-reflect sa loob ng sperikal na patak ng ulan — mas komplikadong geometry kaysa flat-faced prism na ito, pero pinapatakbo ng eksaktong parehong wavelength-dependent na refraction (dispersion) na prinsipyo.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Prism Deviation
Ang ray na dumadaan sa prism ay nagre-refract sa parehong face. Kabinata ng dalawang bend at mismong apex angle ng prism ang total deviation: δ = θ₁ + θ₄ − A, kung saan ang θ₂ at θ₄ ay mula sa batas ni Snell sa bawat face.