Optika

Minimalni otklon

Pri simetričnom prolazu otklon je najmanji — klasičan način mjerenja indeksa stakla.

Minimalni otklon — interaktivna simulacija: Optika. Pri simetričnom prolazu otklon je najmanji — klasičan način mjerenja indeksa stakla. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Minimalni otklon

Pri simetričnom prolazu otklon je najmanji — klasičan način mjerenja indeksa stakla.

Kad je putanja zrake kroz prizmu simetrična, otklon je minimiziran, a geometrija se pojednostavljuje za mjerenje indeksa loma. Spektrometri se često namještaju na taj kut za točno određivanje n(λ).

• Simetričan prolaz
• Izmjeri indeks n

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Zraka kroz prizmu postiže svoj najmanji mogući kut otklona pri jednom posebnom kutu upadanja — simetričnom prolazu, gdje zraka unutar prizme putuje paralelno s bazom. Ima prizma šireg vršnog kuta veći minimalni otklon?

Predviđanja za odvagnuti

• Da — veći vršni kut ukupno jače savija zraku, dajući veći minimalni otklon.
• Veći vršni kut daje manji minimalni otklon.
• Minimalni otklon ne ovisi o vršnom kutu.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Vršni kut A (°)

Što mjeriš:

• Minimalni otklon δ_min (°)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav min-deviation i pritisni Resetiraj. Ova prizma 60°/n=1.5 postavljena je na kut upadanja simetričnog prolaza, koji minimizira otklon.
2. Omogući očitanje otklona.
3. Postavi vršni kut za svaki pokušaj (indeks n = 1.5 fiksno), zatim rotiraj prizmu — povuci klizač nagiba — dok očitanje otklona ne prestane padati i počne rasti. Zabilježi tu najmanju vrijednost: to je minimalni otklon za taj vršni kut.

Odgovarajuća jednadžba

Formula minimalnog otklona — n = sin((A+δmin)/2) / sin(A/2)

Pri kutu upadanja koji daje simetričan prolaz (zraka paralelna s bazom unutar prizme), otklon dostiže minimum: δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A. Taj posebni kut koristi se eksperimentalno za precizno mjerenje indeksa loma prizme.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj δ_min = 2·asin(n·sin(A/2)) − A koristeći n = 1.5. Usporedi s tablicom.
• Objasni zašto simetričan prolaz (zraka putuje paralelno s bazom prizme unutar stakla) daje najmanji mogući otklon za dani vršni kut i indeks — bilo koji drugi kut upadanja proizvodi VIŠE otklona, ne manje.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Formula minimalnog otklona može se invertirati za MJERENJE indeksa loma stakla iz vršnog kuta i izmjerenog minimalnog otklona: n = sin((A+δ_min)/2)/sin(A/2). Ovo je klasa tehnika prizmenog spektrometra. Zašto bi eksperimentalno traženje minimuma (sporim rotiranjem prizme i gledanjem gdje otklon prestane padati) bilo pouzdanije od mjerenja pri proizvoljnom kutu upadanja?
• Prizma većeg vršnog kuta širi bijelo svjetlost u širi spektar. Objasni, koristeći svoj odnos δ_min naspram A, zašto bi dizajneri spektrometra odabrali veći vršni kut kad trebaju finiju razlučivost valnih duljina.

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

1. Dobro došli u minimalni otklon
2. Odaberi prizmu
3. Pritisni Pokreni
4. Simetričan prolaz
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Snellov zakon loma