एक जल प्रिज्म: कांच की तुलना में हल्का फैलाव

1 · भविष्यवाणी

पानी में कांच की तुलना में कम अपवर्तक सूचकांक (n ≈ 1.33) होता है। क्या water-filled प्रिज्म समकक्ष ग्लास प्रिज्म से कम प्रकाश विचलन करता है?

• हाँ - पानी के निचले सूचकांक का अर्थ है प्रत्येक चेहरे पर कम झुकना, इसलिए समान शीर्ष कोण के ग्लास प्रिज्म की तुलना में कम कुल विचलन।
• पानी का प्रिज्म कांच की तुलना में प्रकाश को अधिक विचलित करता है।
• माध्यम के सूचकांक की परवाह किए बिना विचलन समान है।

2 · सेट अप

1. water-prism प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। इस water-filled प्रिज्म का शीर्ष कोण A = 60°, सूचकांक n = 1.33 है।
2. total-deviation रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए घटना कोण निर्धारित करें और कुल विचलन रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए आपतन कोण θ₁ (x-अक्ष) के विरुद्ध विचलन δ (y-अक्ष) प्लॉट करें। पैमाने की तुलना white-light-prism (क्राउन ग्लास) प्रयोग से करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, n = 1.33 का उपयोग करके θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), फिर δ = θ₁ + θ₄ − A की गणना करें। तालिका से तुलना करें।
2. अपने विचलन मानों की तुलना white-light-prism प्रयोग (समान शीर्ष कोण, उच्च सूचकांक) से करें। बताएं कि पानी का निचला सूचकांक प्रत्येक मिलान वाले घटना कोण पर छोटा विचलन क्यों पैदा करता है।

5 · विस्तार

1. एक इंद्रधनुष मूलतः लाखों छोटे गोलाकार water-droplet 'प्रिज्म' है जो सूर्य के प्रकाश को अपवर्तित और आंतरिक रूप से परावर्तित करते हैं। बताएं कि क्यों पानी का अपेक्षाकृत मामूली फैलाव (कांच की तुलना में) अभी भी इंद्रधनुष में दृश्यमान, भले ही कुछ हद तक कम ज्वलंत, स्पेक्ट्रम उत्पन्न करता है।
2. इस प्रयोग में, flint-prism (n≈ 1.66 ), white-light-prism /crown ग्लास (n=1.5), और water-prism (n=1.33) एक स्पष्ट प्रवृत्ति बनाते हैं: सघन ऑप्टिकल मीडिया फैलता है और प्रकाश को अधिक विचलित करता है। बताएं कि यह प्रवृत्ति टीआईआर प्रयोग की critical-angle प्रवृत्ति के समान भौतिकी का अनुसरण क्यों करती है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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