एक प्रिज्म प्रकाश को मोड़ता है: विचलन का कोण

1 · भविष्यवाणी

कांच के प्रिज्म में प्रवेश करने वाला प्रकाश प्रत्येक चेहरे पर मुड़ता (अपवर्तित) होता है, अपनी मूल दिशा से विचलित होकर निकलता है। क्या पहले फलक पर आपतन कोण बदलने से कुल विचलन हमेशा उसी दिशा में बदलता है?

• आपतन कोण बढ़ने पर विचलन हमेशा बढ़ता है।
• नहीं - विचलन वास्तव में कुछ विशिष्ट घटना कोण पर न्यूनतम होता है, कोई साधारण बढ़ती या घटती प्रवृत्ति नहीं।
• आपतन कोण बढ़ने पर विचलन सदैव घटता है।

2 · सेट अप

1. white-light-prism प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। इस crown-glass प्रिज्म का शीर्ष कोण A = 60°, सूचकांक n = 1.5 है।
2. total-deviation रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए पहले चेहरे पर घटना कोण सेट 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। क्या बीच में कहीं न्यूनतम स्तर तक गिरावट आती है?

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, θ₂ = असिन (sin θ₁/n) (पहले चेहरे पर स्नेल), θ₃ = A - θ₂ (प्रिज्म ज्यामिति), θ₄ = asin(n·sin θ₃) (दूसरे चेहरे पर स्नेल) की गणना करें, फिर δ = θ₁ + θ₄ - A. तालिका से तुलना करें।
2. बताएं कि विचलन आपतन कोण का एक सरल मोनोटोनिक कार्य क्यों नहीं है - प्रिज्म की ज्यामिति (दो चेहरों पर झुकना) सममित मार्ग के कोण पर एक वास्तविक न्यूनतम बनाता है, जिसे सीधे min-deviation प्रयोग में खोजा गया है।

5 · विस्तार

1. सफेद रोशनी में कई तरंग दैर्ध्य होते हैं, प्रत्येक का अपवर्तनांक (फैलाव) थोड़ा अलग होता है - इसलिए प्रत्येक रंग थोड़ी अलग मात्रा में विचलित होता है, जिससे सफेद रोशनी दृश्यमान स्पेक्ट्रम में फैल जाती है। यह प्रयोग एकल प्रतिनिधि सूचकांक का उपयोग करता है; असली सफ़ेद रोशनी इंद्रधनुष में फैल जाती है।
2. इंद्रधनुष सूर्य के प्रकाश के अपवर्तन और आंतरिक रूप से गोलाकार वर्षाबूंदों के अंदर परावर्तित होने से बनता है - इस flat-faced प्रिज्म की तुलना में अधिक जटिल ज्यामिति, लेकिन ठीक उसी wavelength-dependent अपवर्तन (फैलाव) सिद्धांत द्वारा संचालित।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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